Фундамент свайно-винтовой

Достоинства и недостатки винтового фундамента

В сравнении со всеми известными технологиями, винтовой фундамент является самым экономичным основанием для любых наземных конструкций. Достоинствами СВФ являются:

• строительство в сложных условиях – холмистая, болотистая местность, прибрежная зона, плотная застройка, наличие на участке деревьев, прохождение сторонних коммуникаций;
• минимальный бюджет – практически полное отсутствие бетонных, земляных работ, опалубки, ожидания набора прочности бетонными конструкциями, аренды спецтехники;
• вариабельность технологий строительства – винтовой фундамент пригоден для срубов, кирпичных, панельных построек, щитовых, фахверковых каркасных зданий, контуров заземления дома, заборов, МАФ;
• максимальная этажность – допускаются разрешенные в индивидуальном строительстве трехэтажные здания с мансардой;
• высокий ресурс – при нормальной антикоррозионной обработке срок службы винтовых свай составляет 75 – 100 лет.

Единственным недостатком СВС является непригодность для проектов с цокольным/подвальным этажом. Ручной монтаж винтовых свай, не только допустим, но и рекомендован специалистами. При погружении этих конструкций спецтехникой сложнее контролировать усилие затяжки при достижении несущих пластов.

Свайно-винтовой ростверковый фундамент

В большинстве случаев делают фундамент свайно- ростверковый. Это значит, что все оголовки свай связывают между собой сплошным металлическим или бетонным горизонтальным монолитным поясом-ростверком. Этот пояс распределяет нагрузку конструкции здания по всем винтовым сваям, предохраняет отдельные экземпляры от горизонтальных перемещений под действием нагрузки от грунтового массива. С монолитным ростверком свайное поле превращается в единую конструкцию.

Для уменьшения поступления холода зимой, пространство между ростверком и поверхностью почвы закрывается забиркой. Ею может быть фальш-цоколь, стеночка толщиной в пол-кирпича, лист плоского шифера, стенка из толстых досок и т. п. виды отделки цоколя.

Фундамент на винтовых сваях – основные понятия

Винтовая свая – металлическая свая, устанавливаемая в почву путем закручивания в комбинации с вдавливанием. Она состоит из:

Схема устройства винтовой сваи для фундамента– ствол – пустотелая стальная труба. Ствол определяет несущую способность сваи и характеризуется тремя показателями: диаметр, толщина стенки и длина;

– наконечник с лопастями – части сваи, заглубляемой в грунт. Благодаря лопасти свая легко закручивается в грунт, передает нагрузку, создаваемую зданием на твердую почву, выполняет функцию опоры сваи, не позволяет силе морозного пучения вытолкнуть сваю или сместить ее, поскольку не рыхлит почву, а уплотняет ее в процессе закручивания. Конус на нижнем крае сваи обеспечивает ее точное вхождение в почву;

– оголовок – площадка, предназначенная для монтажа ростверка.

Ростверк (ленточный или плитный) – обвязка, созданная поверх винтовых свай. Служит площадкой для дальнейшего строительства, предназначена для перераспределения нагрузки от дома на сваи.

Инъекция и обработка свай

Так как стальная свая полая, даже с герметичным наконечником и оголовком она может покрыться влагой изнутри. Чтобы избежать этого, обычно столб изнутри заполняют бетоном, здесь может использоваться:

• Пескобетон М300 или М400.
• Товарный бетон, который заливается через воронку.
• Сухая смесь, что превратится в цемент только при контакте с влагой.

Помимо того, что бетон защитит от влаги, он еще и повысит прочность столба, особенно если у того тонкие стенки (3–4 мм). Ведь нагрузка сильна — влияет пучение почв, движение подземных вод, агрессивность сред и влияние особенностей местности.

Также от коррозии защитит холодное или горячее цинкование, которое не решит проблему полностью, но может поддержать общую защиту снаружи. Дополнительно с классической антикоррозийной обработкой могут использоваться:

• Стеклопластик, наносящийся на холодный цинк, увеличивающий устойчивость на 350–500 лет благодаря полной устойчивости электрохимической коррозии.
• Полиуретановая эмаль с ресурсом в 30–75 лет, которой покрывают подлодки и ледоколы.
• Двухкомпонентная эпоксидная или полиуретановая эмаль, наносимая на уже сделанный антикоррозийный слой. Ресурс устойчивости — минимум 100 лет.
• Порошковые краски, защищающие на 15–30 лет.

Винтовые сваи — отличный выбор для свайного фундамента многих мало- и крупногабаритных построек. Они крепкие, устойчивые, их легко устанавливать, а прослужат они долго, особенно если их правильно укрепить и защитить. Обо всем этом подробно рассказывается здесь, поэтому найти качественные винтовые сваи будет нетрудно.

Основной опорный элемент

Бесспорно, свая является незаменимой составляющей представленных основ и являет собой металлическую трубу с цинковым покрытием. Нижняя часть детали снабжена лопастью с витой конфигурацией. Основные отличия между такими сваями – их длина и диаметр.

Конструкция и размеры элемента

Стоимость металлических стержней колеблется в диапазоне 100 – 300 евро в зависимости от их размера и производителя. На строительном рынке присутствуют и недорогие образцы (50 – 70 евро), но это, как правило, опоры минимального размера. К слову, такие сваи могут устанавливаться не только там, где будет возведен дом. В ряде случаев мы можем встретить их при монтаже оградительных конструкций и заборов. Также в смету необходимо включить крышки для опор (около 35 евро), разумеется, если без них нельзя обойтись. Не забывайте и о крепежных деталях, а именно о болтах и комплекте эксцентриков.

Если вы не являетесь специалистом в данной области, помимо покупки материалов, придется раскошелиться на оплату труда строительной бригады. После суммирования всех составляющих сметы мы можем выяснить итоговую сумму расходов, в которую обойдется фундамент на винтовых сваях под ключ.

Установка винтовых свай под дом

Винтовые сваи под дом требуют тщательной подготовки строительной площадки.

Главное условие – проведение детального обследования грунтов на участке строительства. Специализированные компании предлагают услуги инженерно-геологических обследований, в ходе которых закладываются скважины на участке и производится лабораторное изучение полученных кернов. По результатам этих работ можно говорить о возможности применения свайной конструкции фундамента.

После получения данных от геологической службы, проектировщик анализирует имеющиеся данные. На использование винтовых свай и формирование сетки опор влияют многие параметры:

• Характеристики грунтов на участке.
• Глубина залегания грунтовых вод и их динамика в течение года.
• Общая масса возводимого строения.
• Дополнительная нагрузка от снега в зимний период.
• Уровень промерзания грунта.

При закладке свай обязательно учитывают запас на подрезку опоры после установки.

Для непосредственного монтажа винтовых свай на участке используют специально подготовленный рычаг – работа с этим приспособлением рассчитана на 2-3 человека.

В верхней части винта расположено специальное отверстие. В которое можно вставить рычаг и проворачивать сваю, ввинчивая её в грунт.

Для закладки винтового свайного фундамента вам потребуется выполнить следующие действия:

1. Расчистить зону работы от мусора.
2. Выполнить вынос в натуру проекта фундамента с закреплением точек, в которые будут ввинчиваться сваи.
3. Перед монтажом сваи сделать небольшой приямок в 20 см глубиной.
4. Непосредственное вкручивание свай. Обязательно следить за вертикальностью кручения с помощью строительного уровня.
5. Сначала устанавливают угловые сваи, а потом промежуточные по стенам.
6. Лопасть винта сваи должна быть полностью погружена в грунт.
7. После вкручивания всего свайного поля, проводят нивелирование вершины каждой сваи. Для этого лучше всего использовать оптический нивелир – он обеспечить точность и скорость выполнения работы. Определяют необходимый уровень высоты сваи и подрезают все сваи под контрольную величину. После выполнения работы снова нивелируют вершины – должна получиться идеально ровная плоскость.
8. Полость в центре каждой сваи заполняют бетоном, который создаёт дополнительную прочность конструкции.
9. Все сваи обвязываются брусом, ростверками, швеллером. Каждый сварной шов стальной пластины (оголовка) обрабатываются антикоррозийным составом.

Винтовой фундамент не требует усадки и ожидания перед переходом к следующему этапу строительства. После выполнения последнего пункта основание готово к дальнейшему строительству объекта.

Продукт инновационных технологий

Современные опоры

В современном мире отмечается стремительное развитие технологий и усовершенствование существующих материалов, это касается и производства опорных элементов нового образца, из которых состоит качественный винтовой фундамент. Как отмечают специалисты, это является отличной перспективой для развития доступного строительства. Речь идет о свайных конструкциях с кованым корпусом, имеющих конусообразную форму и доукомплектованных оцинкованной спиралью. Основные достоинства таких опор состоят в их антикоррозийных свойствах и отсутствии необходимости в применении дополнительных приборов для их установки. Сверхновые конусные сваи не нужно подрезать, чтобы добиться необходимой длины.

Виды винтовых свай

Рационально использовать свайно-винтовые фундаменты для малоэтажного строительства, при реконструкции зданий, когда необходимо исключить вибрационное воздействие, для легких построек и сооружений, а также при работе в ослабленных, обводненных и просадочных грунтах.

Широколопастные сваи

Классификация завинчиваемых свайных столбов представлена следующими разновидностями:

• Широколопастные – конструктивно представляют собой соединение ствола со шнековым лопастным наконечником. Дополнительно делятся на:
• Однолопастные – рекомендуется использовать для легких построек или под ненесущие стены;
• Многолопастные – с двумя или более лопастями, равномерно расположенными по телу ствола. Также существует вариация со шнеком постоянного сечения, расположенным по всей длине сваи.
• Узколопастные – ствол с отлитым многовитковым наконечником, соединенные с помощью сварочного шва. Наконечники бывают двух видов:
• Конусовидный наконечник – с двумя и более витками;
• Цилиндрический наконечник – обрез сваи в виде прямой фаски или в виде зубчатого фрезера.

Существует подвид винтовых свай, принципиально отличающийся от классических – это ступенчатые конусовидные сваи, диаметр которых скачкообразно уменьшается по мере приближения к наконечнику. Они также оборудованы шнеком, но из-за наличия порогов в местах изменения диаметра, обладают повышенной несущей способностью. Часто их изготавливают из высокопрочного металла и оцинковывают горячим способом, что обеспечивает усиленную защиту от коррозии.

Расчет несущей способности

Нормативные документы, а именно СНиП 1.04.05-93, предлагают два метода расчета предела прочности свай. В индивидуальном жилищном строительстве обычно используются винтовые свайные столбы диаметром до одного метра и длиной до 10 метров. Их несущая способность рассчитывается в следующей последовательности:

 Расчет ведется по формуле:

Свайное поле

где kc – множитель условий работы, который зависит от разновидности нагрузки, действующей на сваю, типа грунта и определяется по Таблице № 8 вышеуказанного СНиП;

t1, t2 – коэффициенты, которые принимаются по Таблице № 9 и зависят от показателя внутреннего трения грунта под рабочей зоной сваи;

y1 – Удельное значение глинистых или характеристика линейности песчаных грунтов;

k1 – среднее значение удельного веса грунтов, расположенных в слоях выше лопасти сваи;

h1 – глубина заложения свайной колонны, отсчитываемая от верхней отметки начала бурения;

B – площадь лопасти, величина, зависящая от типа нагрузки – при работе на сжатие (работа в фундаменте), считается по внешнему диаметру лопасти, при выдергивающем воздействии (например, работа в качестве ригеля на склоне) считается за вычетом площади ствола;

ji – усредненное значение сопротивления грунта, принимаемое по Таблице № 2;

p – периметр стволовой части;

hs – длина сваи, без учета непогруженной в грунт части;

ds – диаметр лопасти шнека.

•  Результаты геологических исследований, которые покажут состав грунтов, позволят выбрать соответствующие значения коэффициентов из таблиц СНиПа;
• По схеме, указанной в СНиП 22.31.14-95 рассчитывается масса здания с учетом временных нагрузок, затем определяется нагрузка на 1 м периметра, что позволяет посчитать нагрузку на одну сваю при определенном шаге свай.

Минимальная глубина погружения винтовых свай должна начинаться от двух метров. Дальнейшие расчеты связаны с проектированием свайного поля и особенностями размещения и компоновки свайных колонн в периметре здания.

Проектирование свайного поля

Свайное поле

Особенности расположения свай связаны с тем, что в отличие от ленточных фундаментов, свайные опираются на боковые стенки скважины. Поэтому, минимальное расстояние между сваями должно равняться не менее двум-трем диаметрам сваи.

В случае с завинчиваемыми свайными стержнями, диаметр принимается по самой широкой части – шнеку. Если нагрузка предполагает устройство минимального шага свай менее рекомендуемого, следует увеличить несущую способность сваи путем увеличения длины стойки или диаметра поперечного сечения.

Поскольку обычно ростверк на свайно-винтовых фундаментах располагается над землей, максимальный шаг колонн не должен превышать двух метров. Это предотвратит прогиб балок в местах приложения наивысшей нагрузки – обычно, в центре участка. Располагать сваи можно в произвольном порядке с учетом этих двух предельных значений. Следует обязательно устанавливать сваи в угловых точках периметра. Расчет свай ведется под несущие стены –для ненесущих стен и перегородок можно увеличивать шаг колонн или брать сваи меньшей прочности.

Недостатки конструкции

Минусы свайно-винтового фундамента проявляются там, где грунты неравномерны, так как на такой территории свайные основания подвергаются усадке. Также металл подвержен коррозии, что негативно сказывается на его прочности. Чтобы уберечь здание от таких рисков и минимизировать подобные недостатки, рекомендуется приобретать дорогие опорные элементы или обрабатывать их специальными защитными средствами, а это влечет за собой дополнительные расходы.

Дорогой литой наконечник

Опытные строители старой закалки отмечают, что, несмотря на все плюсы винтовых основ, они достаточно молоды и их эксплуатационные свойства не до конца изучены. Недоверие к достаточно новой технологии спорно, но отрицать его нельзя. На самом деле все не настолько плохо и недостатки существенно проигрывают положительным сторонам таких изделий. Если правильно производить монтаж и обеспечить конструкции грамотное обслуживание, сваи прослужат вам не одно десятилетие.

При халатном и дилетантском подходе к работе даже дорогие и массивные столбы или ленточный фундамент прикажут долго жить, будь у них очевидные и неоспоримые преимущества. В большинстве случаев трудности могут настигнуть вас там, где за работу берутся недобросовестные строители, и материалы здесь абсолютно ни при чем, ведь они изготовлены и испытаны по стандартам нового поколения производителями с серьезной репутацией.

Возведение опоры под частный дом

В болотистых местностях или там, где грунтовые воды подходят близко к поверхности, а почвы подвержены пучению, устройство ленточного фундамента требует больших затрат. И эти затраты выражаются не только в денежном эквиваленте, но и в физических усилиях, так как глубина фундамента должна достигать более метра. На таких грунтах рентабельнее возводить здание на винтовых сваях, которые играют роль основной опоры для дома.

Чтобы правильно установить трубы, сначала бурятся направляющие скважины, без которых нельзя задать правильное положение свайному столбу. Диаметр скважины должен быть меньше диаметра самой сваи, а глубина меньше глубины ее заделки. Сваи заглубляются по направляющей, уплотняя вокруг себя грунт, и тем самым прочно фиксируются в почве.

На надземной части монтируются оголовки в виде плоских шляпок. Все они располагаются в одной горизонтальной плоскости, а на них устанавливается ростверок, который связывает все сваи в цельную конструкцию, и является верхней завершающей частью винтового фундамента.

В зависимости от габаритов строения, ростверок может быть сделан из:

• Деревянного бруса.
• Металлопроката (швеллер).
• Армированного бетона.

Деревянный ростверок изготавливается при возведении строения из древесины. При его устройстве между металлическим оголовком и брусом прокладывается изолирующий материал, например рубероид, чтобы древесина не напитывалась влагой. Дополнительно деревянный брус обрабатывается противогрибковым и антисептическим средством, а крепится он к оголовкам болтами или кронштейнами.

Металлический и бетонный ростверок устраивается под любой вид здания и может служить так же долго, как и сам дом.

Бетонный ростверок представляет собой монолитную армированную плиту или ленту, которая заполняет все пространство между сваями, и может заглубляться в поверхность до половины своей высоты.
Устройство ростверка имеет свои особенности, которые знакомы специалистам, поэтому важно, чтобы в его монтаже были задействованы опытные рабочие

Дом на винтовых сваях

Главное достоинство, благодаря которому многие строители используют винтовой фундамент для дома, заключается в меньшем объёме работ по его обустройству. Что сокращает как время возведения основания, так и стоимость выполнения работ.

Опоры в форме винта служат одним из вариантов свайного фундамента. При этом такой тип свай не требует спецтехники для битья их в грунт и изготавливаются из особого металла. Оцинкованная труба с буром легко «вкручивается» в землю и не требует привлечения мощных машин. После ввинчивания в основание полость в центре сваи заполняют бетоном и опора превращается в мощную железобетонную конструкцию.

После составления всей цепочки таких опор, их плотно перевязывают и формируют цоколь с помощью блочной или кирпичной кладки.

При проектировании такого типа фундамента важно учесть и рассчитать размеры ростверка для опоры. Он зависит от характеристик грунтов и параметров будущего строения

На практике создаются следующие виды ростверков:

1. Высокий (более 15 см от уровня грунта). Актуален для строительства на неровной земле и грунтах, подверженных морозному «пучению».
2. Повышенный ростверк (высота до 10 см).
3. Заглубленная конструкция, которая располагается ниже уровня земли. Такой ростверк оборудуют для непучинистых грунтов.
4. Деревянные балки – только для небольших деревянных строений.
5. Металлические и железобетонные балки – для многоэтажного домостроения.

Основание на винтовых сваях под дом

Винтовые сваи под дом обязательно обрабатывают специальными материалами для предотвращения распространения коррозии и разрушения структуры металла. Заводские характеристики винтовых свай определяют срок эксплуатации на уровне 100 лет.

Концепция применения винтовых свай для фундамента дома имеет более чем вековую историю, а первые постройки на опорах возникли ещё в первобытные времена. Полноценное внедрение технологии винтов в строительстве принадлежит военным ведомствам. Армия быстро оценила преимущества от оперативного возведения построек с надёжным основанием. Постепенно данная технология перекочевала и в гражданское домостроение.

Сейчас для производства специального типа свай для фундамента используют высокопрочную сталь. Конфигурация винта предусматривает наличие бура на конце элемента, что позволяет сразу после доставки и подготовки участка приступать к возведению основания.

Облегчённая конструкция дома позволяет применять винтовые сваи. Современные строительные материалы гарантируют высокую прочность и изоляцию, даже при сниженном весе. Сваи под дом наиболее выгодно использовать в следующих случаях:

• На участках с большими уклонами рельефа.
• На местности, где запрещено бить железобетонные сваи.
• На торфяных грунтах.
• На территориях с повышенной влажностью грунта.
• На территории вечной мерзлоты.
• На обустроенном ландшафте.

Варианты применения

Стальные трубные колонны позволяют сооружать 4 типа фундаментов:

• установка свайных опор под каждый несущий элемент каркасного здания;
• устройство свайной ленты в виде стального или железобетонного ростверка;
• свайное поле под заливку железобетонной плиты;
• одиночные опоры под строительство пристройки или отдельных элементов здания.

Целевое применение металлических свай определяется диаметром трубы и размером лопастей. В маркировке изделий первая цифра указывает на размер трубной колонны, вторая — на лопасть. В зависимости от этих показателей рекомендуется использовать:

• трубу 76 мм для легких ограждений и отдельных столбов;
• 89 мм для навесов, веранд, беседок и укрепления кирпичных колонн;
• 108 мм для зданий каркасного типа и легких домов из бруса;
• 133 мм для сооружений из бревна или пеноблоков.

При этом наилучшей несущей способностью обладают двухвинтовые сваи с нижним литым наконечником. После ввинчивания опор их внутренняя полость необходимо залить бетонной смесью, не армируя.