Проблемы создания прочного и надежного фундамента для капитальных построек на очень влажных или регулярно затапливаемых грунтах стали причиной поисков и экспериментов по применению в частном домостроении свайно винтовых фундаментов. До этого здания выстраивались на наборных и литых опорах.
В результате многочисленных проб в середине XIX века появилась методика устройства свайно-винтовых фундаментов, появилась возможность строить дома в таких условиях, где обычный камень не выдерживал более одного сезона.
Что представляет собой опора свайно-винтового фундамента
Система строительства зданий на свайно-винтовом фундаменте известна более тысячи лет, и все это время широкое распространение удачной технологии сдерживала огромная трудоемкость установки свай. Сегодня больше половины легких и средних зданий построены на свайно-винтовом фундаменте.
Устройство свайно винтового фундамента несколько отличается от классической конструкции на сваях, прежде всего, в силу особой конструкции опоры. Основу фундамента составляет поле или массив из винтовых свай, именно в них и кроется секрет популярности.
Винтовую сваю условно можно разделить на три основные части:
- Корпус в виде трубы из легированной или нержавеющей стали, покрытой защитным лаком;
- Оголовок винтовой сваи, к которому крепятся детали обвязки свайно-винтового фундамента;
- Лопасти или рабочий шнек, установленные в основании опоры.
Важно! Все детали опор для свайно-винтового фундамента изготавливают из рядового проката и штампованных узлов обычной сваркой, что обеспечивает простую технологию изготовления винтовой сваи и возможность текущего контроля качества соединения всех ее элементов.
Устройство винтовой сваи для фундамента приведено на схеме.
В конструкции свайно-винтовой опоры заложен главный принцип, обеспечивающий высокое качество фундамента. Это принцип вворачивания опоры в грунт. На первый взгляд, ничего существенного, какая разница, — забивать, заворачивать или отливать свайную опору. В реальной ситуации разница есть, и довольно существенная.
Например, железобетонные сваи, забитые молотом или погруженные в грунт вибропрессом, остаются в сжатом, деформированном состоянии. По оценке специалистов, 15% забитых свай после установки имеют проблемы из-за большого количества трещин и отслаивания арматуры. Та же картина с отлитыми буронабивными сваями, из-за неблагоприятных условий качество армированного бетона далеко от расчетного. Поэтому забитые или литые сваи нередко выталкиваются силами пучения, чего практически не бывает при сборке дома на свайно винтовом фундаменте.
Существуют три специфические особенности заглубления опор свайно-винтового фундамента:
- Винтовую сваю вворачивают в грунт с минимальным давлением на корпус или наконечник, то есть после установки опора свайно-винтового фундамента не ослабляется, не покрывается трещинами и не находится в сложно-деформированном состоянии;
- Опору погружают на заданную глубину с точностью до нескольких сантиметров, в результате нет риска провалиться или не получить расчетное сопротивление нагрузке от веса здания;
- Винтовая опора в случае необходимости может быть заменена аналогичной с минимальными затратами. Достаточно вывернуть корпус и повторить заглубление.
Нельзя сказать, что замена винтовой опоры свайно-винтового фундамента является простым и заурядным делом, но технически это возможно и выполняется под руководством специалистов. Другое дело, если фундамент выгоняется из ж/б свай или буронабивных столбов. В этом случае выход из строя сваи может грозить фундаменту крупными проблемами.
Стальную опору свайно-винтового фундамента вворачивают в грунт аккуратно и надежно. Если использовать аналогию, то можно сравнить забивные и винтовые опоры с шурупом и гвоздем - разница в способности противостоять осевой нагрузке примерно такая же. Поэтому свайно-винтовой фундамент нередко называют основанием на геошурупах.
Особенности устройства винтовой сваи
Конструктивно опоры свайно-винтового фундамента разделяют по типу винтового наконечника и трубы, или корпуса сваи, поэтому в маркировке сваи указывают сразу два диаметра: первый — величину трубы, второй — диаметр шнека или наконечника в миллиметрах. Например, СВ-89-250, наружный размер трубы 89 мм, диаметр, описываемый режущей кромкой лопастей, составляет 250 мм.
Характеристики корпуса свайно-винтовой опоры
Для строительства частных зданий применяют четыре основных размера трубы:
- 89 мм и 76 мм - группа для построения особо легких и легких построек для фундаментов ограждений, беседок, веранд и заборов;
- 108 мм и 133 мм - группа для изготовления фундамента средних и условно тяжелых построек. К первому типу можно отнести дачные домики из бруса, каркасно-щитовой и панельной конструкции. К тяжелым постройкам относят дома из пенобетона и здания из оцилиндрованного бревна.
Важнейшей характеристикой свайно-винтовых опор для фундамента являются толщина стенки и коррозионная стойкость материала. У свай, изготовленных традиционным сварным способом, толщина стенки редко превышает 5-6 мм, поэтому максимальная нагрузка не более одной тонны. Сварные сваи используют для малозначимых и ненагруженных объектов. Для полноценных жилых домов из газо и пенобетона используют литые трубчатые корпуса с толщиной стенки до 12 мм. При диаметре в 108-133 мм вес корпуса свайно-винтовой опоры достигает почти 30 кг, но такая свая способна легко выдержать нагрузку в 6 т.
Шнеки и винтовые наконечники
Корпус опоры при установке работает только на скручивание, то лопастной наконечник оказывается в еще более сложно нагруженном состоянии. Поэтому основной вид поломки опор свайно-винтового фундамента — это разрушение и отрыв лопасти. Причин может быть несколько, чаще всего нерасчетный режим погружения сваи или удар о твердую преграду, например, камень или металл. 50% разрушения свайно-винтовых опор является низкое качество сварочного шва. Вместо аргонно-дуговой используется сварка под слоем флюса или обычная ручная, с плавящимся электродом, применяется металл с низкой свариваемостью.
Опасность разрушения винтового наконечника сваи обусловлена еще тем, что практически вся вертикальная нагрузка, воспринимаемая свайно-винтовым фундаментом под действием веса здания, передается на грунт через лопасти свай. И нагрузка эта не всегда статическая, чаще всего на основание действует знакопеременная сила из-за сил пучения, ветра, перераспределения сил внутри грунта. Аварии и обрывы винтовых свай заставили производителей искать способ, как укрепить свайно винтовой фундамент.
Решение проблемы было найдено в изменении технологии. Современные свайно-винтовые опоры тяжелого класса с диаметром трубы более 100 мм оснащаются литыми режущими шнеками. Мало того, для увеличения прочности использовалась технология вакуумного переплава относительно недорогой конструкционной стали Ст25 и последующей отливки в керамическую оболочку.
Благодаря усовершенствованному техпроцессу получается точная деталь без дефектов и единого сварочного шва, с толщиной лопасти в 10-13 мм. Для сравнения толщина обычной сварной лопасти всего 5 мм. Литой шнек осаживается на трубу по предварительно проточенному пояску, что обеспечивает полное совпадение осевых трубы и наконечника. Почему это так важно, будет понятно дальше, при рассмотрении особенностей монтажа свайно винтового фундамента.
В результате получается свайно винтовая опора, которую можно вворачивать даже в каменистый грунт, с большим количеством мелкого камня или даже перемешанный со строительным мусором. При этом срок службы свайно винтового фундамента, при соблюдении правил установки, по оценкам специалистов, легко может достигнуть ста лет, тогда как сварные сваи редко выстаивают более 25 лет. Понятно, что качественный прорыв в процессе изготовления свайно-винтовых опор привел к появлению на рынке огромного количества низкокачественных подделок.
Углеродистую сталь подвергают термической нормализации и закалке в эмульсии, что обеспечивает твердость и износостойкость режущей кромки, чего нет и быть не может у подделок. Обычно подделку сваривают и плакируют покрытием под литье. Стоимость упрочненной свайно-винтовой опоры заводского фирменного изготовления примерно на 40% выше, чем на сварные кустарные изделия, поэтому подделок на рынке в разы больше, чем оригинальных свай.
Преимущества и недостатки свайно-винтовых фундаментов
Массовое использование в малоэтажном строительстве свайного винтового фундамента, особенно на сложных грунтах с большим количеством влаги и переменной несущей способностью, сформировало достаточно большой опыт его использования, со всеми недостатками и очевидными преимуществами.
Чем хорош свайно-винтовой фундамент
Общая статистика и отзывы владельцев показывают, что выбор в пользу свайно-винтового варианта фундамента для частной постройки, дома или бани был сделан исходя из следующих соображений:
- Свайно-винтовое поле фундамента можно установить за пару дней, и в большинстве случаев даже собственными силами, без применения специальной техники или выполнения трудоемких земляных работ;
- Применение свайных опор позволяет приступить к возведению каркасно-щитовых, брусовых или пенобетонных зданий уже на следующий день, без месячной выдержки, как в случае бетонных фундаментов;
- Металлический свайно-винтовой фундамент не боится влаги и не проводит влагу, поэтому идеально подходит для строительства зданий из дерева, щитов, СИП панелей и вспененных материалов.
Кроме того, расчет фундамента на свайно-винтовых опорах выполняется проще, а результат нагружения более предсказуем, так как прочностные характеристики и поведение металла под нагрузкой хорошо изучено и гораздо более прогнозируемо, чем армированный ленточный бетон или железобетонные сваи. Еще одним плюсом является то, что заменить или отремонтировать металлическую сваю гораздо проще, чем бетонную опору.
Некоторые специалисты отмечают хорошую приспособляемость свайно-винтового фундамента к неравномерной нагрузке, когда наряду с вертикальным давлением от веса здания появляется горизонтальная составляющая. Заглубленная на расчетную глубину, тонкая металлическая труба с широким наконечником в основании имеет возможность отклоняться от вертикальной оси, даже если ее залили бетоном. Всего на несколько градусов, но этого достаточно, чтобы любая нагрузка на свайно-винтовой фундамент распределялась по всем опорам более-менее равномерно.
Для бетонных конструкций такая ситуация более опасна, часть опор свайно-винтового фундамента могла быть выдавлена силами пучения, тогда как некоторые элементы остаются в перегруженном состоянии, например, при использовании брусового ростверка.
Главный страх всех свайных фундаментов — силы пучения грунта при низких температурах. Среди застройщиков бытует немало мифов о том, как может быть оборвана винтовая свая расширяющимся льдом. На самом деле прочность стальной трубы достаточно велика, чтобы ее оборвало льдом. Предел прочности СТ25 составляет 400-500 Мпа, что на несколько порядков меньше удельной нагрузки, создаваемой льдом.
Мало того, при сильном обжатии часть льда и грунта переходят в полужидкое состояние, поэтому каша изо льда и грунта больше скользит по поверхности свайно-винтовой опоры, чем выталкивает ее. Если утепление свайно винтового фундамента выполнено по всем правилам, наконечник опирается на более теплые глубокие пласты, то нет и повода беспокоиться о пучении грунта вокруг стальных труб.
Разумеется, у свайно винтового фундамента есть плюсы и минусы, поэтому было бы неправильным не упомянуть о недостатках использования трубчатых винтовых свай.
Минусы конструкции свайно-винтовых опор
Главным отрицательным моментом использования металлических свайно-винтовых опор является их высокая цена. Цена на рядовой винт диаметром 89 -108 мм составляет 900 руб., винтовые сваи из трубы НКТ с литым наконечником обойдутся в 1500 руб., из нержавейки - все 4000 руб. Затраты на изготовление свайно-винтового фундамента из геошурупов и поля из буронабивных свай будут примерно на одном уровне. А если в проект заложить использование литых труб, то свайный фундамент получится даже дороже, чем обычная малозаглубленная лента.
Кроме стоимости, в перечень минусов свайно винтового фундамента входят:
- Интенсивное разрушение металла в коррозионно-активной среде;
- Потребность в точно дозированном усилии вворачивания и осадки свайно-винтовой опоры;
- Высокая теплопроводность металла требует решения вопроса, как утеплить свайно винтовой фундамент.
Наиболее важной из перечисленных проблем является антикоррозионная защита металла, находящегося в грунте с повышенным содержанием влаги и активных веществ. Это давняя проблема всех стальных коммуникаций подземного типа. Свайно-винтовые опоры за более чем столетний период их использования пытались изготавливать из чугуна, кованного метала, легированных и нержавеющих сплавов, использовать цинковые и алюминиевые покрытия, защитные краски и лаки, но проблема считается не решенной.
К сведению! Если дома на свайно винтовом фундаменте находятся ближе 50-70 м к трансформаторным подстанциям или высоковольтным системам передач, электрогенерирующим установкам, то использовать металлические сваи нельзя, так как винтовые опоры будут достаточно быстро разрушены электрохимической коррозией и блуждающими токами.
Недостаточно эффективное сопротивление коррозионным процессам заложено в природе свайно-винтовых опор. Даже при оксидировании или цинковании металлической поверхности, не говоря уже о лакокрасочных покрытиях, металл все равно ржавеет во влажной среде. Вопрос только в скорости ржавления. Кроме того, при вворачивании винтовых опор поверхность трубы и наконечника скользит относительно грунтовых масс, в результате песок, мелкий гравий и камни сдирают защитное покрытие, даже цинк и окисную пленку, словно абразив.
Единственным покрытием, показавшим неплохие результаты, считается двухслойная защитная пленка из алюминия с окисленной поверхностью, но стоимость нанесения такой защиты сопоставима с ценой самих свайно-винтовых опор. Если в ближайшее время проблема коррозионной защиты будет решена, то свайно-винтовые фундаменты с литыми наконечниками в малоэтажном домостроении напрочь вытеснят бетон.
Расчет фундамента на металлических сваях
Применение фундамента на свайно-винтовых опорах требует как минимум продуманного планирования, расчета и геологической пробы. Даже если предварительное обследование поверхности грунта и изучение выходов пластов на ближайших к участку низинах не дают оснований сомневаться в несущей способности грунта, все равно потребуется выполнить проверку несущей способности пластов на заданной глубине.
Планирование схемы фундамента
Разработка конструкции свайно-винтового фундамента обычно начинается с выполнения грунтовой пробы. Зная максимальную глубину промерзания в данной местности, необходимо выполнить бурение минимум в 3-х равноудаленных точках на участке. После того как будет получен образец, специалист по составу грунта может дать оценку его несущей способности.
- Одиночные сваи - используются для опор навесов и козырьков над входом в дом;
- Линейное или рядное расположение, применяется для обустройства свайно-винтовых фундаментов для террас, веранд или пристроек к дому;
- Расположение свайно-винтовых опор по периметру и под несущими стенами здания;
- Свайное поле. В этом случае практически вся подошва или основание здания равномерно заполняется винтовыми сваями.
Для того чтобы предварительно выбрать схему расстановки винтовых опор, можно использовать приблизительную оценку несущей способности свай, рядовая опора в 76 или 89 мм способна выдержать до 2 т нагрузки, более тяжелые трубы в 108 мм и 133 мм выдерживают по 2800-6000 кг.
Расчет количества точек опоры
Чтобы выполнить более точный расчет свайно винтового фундамента, первоначально потребуется обсчитать вес здания, учитывая все элементы конструкции, внутреннее наполнение мебелью, бытовой техникой, и даже массу снежного покрова на крыше. Полученное значение умножают на коэффициент запаса, так как любой свайно-винтовой фундамент всегда строится с запасом по несущей способности.
Полученный вес делится на величину нагрузки для конкретного размера винтовой сваи. В результате получается, что для свайно-винтового фундамента требуется от 30 до 50 свай. Далее на чертеже фундамента наносят точки установки свай так, чтобы среднее расстояние между опорами составляло 2,5-3 м. Если количество точек слишком большое, то нужно выбрать конструкцию винтовой сваи с более высокой несущей способностью.
На последнем этапе необходимо выполнить проверочный расчет свайно-винтового фундамента по несущей способности грунта. Для каждого варианта грунтовой смеси давно определены максимальные нагрузки или выдерживаемое грунтом удельное статическое давление. Так как размер винтовой сваи, а именно - диаметр наконечника уже известен по результатам предварительного расчета, остается перемножить площадь лопастей шнека одной опоры на их количество. Общий вес дома делят на полученную площадь поверхности основания винтовых свай и сравнивают с удельным давлением, которое может выдержать грунт.
Для логического завершения расчета потребуется выбрать вариант обвязки оголовков винтовых свай. Под небольшие каркасные постройки используется обвязка свайно винтового фундамента брусом. Более тяжелые здания из пенобетона требуют укладки швеллера или двутавра. Для привязки швеллера к винтовой опоре в трубу заливают бетон и устанавливают закладную анкерную шпильку. При сборке горизонтальных поперечин приходится потратить немало сил, чтобы на шестиметровом прогоне точно попасть монтажными отверстиями на три шпильки одновременно.
Частники чаще всего предпочитают работать с брусом. Во-первых, уложить обвязку из бруса сечением 100х150 мм на приваренные площадки опор намного проще, чем работать с тяжелым и жестким двутавром или швеллером. Во-вторых, укрепление свайно винтового фундамента с брусовой обвязкой выполняется за пару часов, тогда как с металлом приходится тратить не менее двух дней на обрезку и подъем швеллера домкратом.
Установка винтовых свай
Процесс строительства свайного винтового фундамента всегда начинается с уборки строительной площадки, нужно освободить ее от мусора и верхнего слоя плодородного грунта. По сути, выполняют планирование и выравнивание территории. Грунт с большим содержанием органики, траву и корни убирают до открытия нижнего слоя суглинка.
Если на будущей подошве свайно-винтового фундамента имеется уклон, то процесс разметки лучше выполнять с помощью нивелира и лазерного уровня, это упрощает работу, так как нужно будет обеспечить одинаковое заглубление винтовых свай, и одновременно должен остаться достаточный запас высоты трубы с оголовком, чтобы обрезать опоры в одной горизонтальной плоскости.
Технология вворачивания свай
Наиболее ответственный этап строительства свайно-винтового фундамента — это вворачивание винтовых опор. В теории можно установить опоры свайно-винтового фундамента своими руками. Максимальный размер наконечника, который можно вручную завернуть в грунт, составляет 300 мм. Больший размер заглубляют только с помощью тракторного или автомобильного станка. Но даже для сваи со шнеком в 30 см потребуется приварить усиленный оголовок и использовать рычаги по 2,5-3 м длиной.
Основная сложность при вворачивании свайно-винтовой опоры состоит в том, что требуется выдержать строго вертикальное положение шурупа. Если учесть, что момент вращения на вороте может достигать несколько сот килограммов, то становится понятно, что выдержать вертикаль даже бригадой из двух-трех человек не так просто. Особенно, если наконечник приварен к трубе не соосно. Чаще всего такие винтовые конструкции ломаются до того, как будет достигнута расчетная точка заглубления.
Поэтому установка свайно винтового фундамента должна выполняться как минимум четырьмя работниками. Одна пара вращает ворот, вторая контролирует положение опоры в двух перпендикулярных плоскостях.
Чтобы облегчить тяжелую работу, перед заглублением пробивают мотобуром каналы меньшего диаметра на глубину 120-150 см. После того как часть грунта удалена, завернуть винтовую опору в грунт значительно проще, а на несущую способность трубы это не влияет. Если грунт слишком сухой, то в полость заливают небольшое количество воды с глиной. Так можно снизить усилие на вороте как минимум вдвое.
При вворачивании свайного фундамента с помощью станка необходимо контролировать усилие вращения, а после установки принято проверять несущую способность винтовой опоры.
После того как все винтовые опоры были установлены, по нивелиру размечают плоскость будущей обвязки, линию переносят на трубы, после чего оголовки обрезают, внутреннюю полость заливают бетоном и закладывают анкерный крепеж. Если высота труб свайно-винтового фундамента превышает 50 см, между столбиками наваривают диагональные распорки или подкосы.
Доводочные операции на свайно-винтовом фундаменте
На завершающем этапе строительства переходят к утеплению и отделке цоколя свайно винтового фундамента. Нижний венец стены, как правило, получается поднятым над грунтом на высоту от 30-70 см, поэтому поверхность грунта под зданием без утепления цоколя свайно винтового фундамента легко промерзает. Помимо того, что теряется драгоценное тепло, поднимающийся вследствие пучения грунт обдирает защитное покрытие на поверхности свайно-винтовых опор. Поэтому перед тем как закрыть цоколь в свайно винтовом фундаменте, сваи нужно утеплить, можно отсыпать грунт вокруг опор керамзитом или настелить плиты пенополистирола. Слой утеплителя обязательно засыпается песком или мелким гравийным отсевом.
Вариантов отделки цоколя свайно винтового фундамента может быть несколько. Наиболее простой заключается в установке обрешетки из досок и бруса и облицовки цокольного пространства панелями сайдинга, водостойкой фанерой или аналогичными материалами. Панели не должны доходить до уровня грунта на 7-10 см. Щель необходима, чтобы избежать обрыва декоративной облицовки поднимающимся зимой грунтом.
Чтобы через щель не проникали грызуны, снег и дождевая вода, нижнюю кромку закрывают составной отмосткой. Лучше всего использовать песчаную или гравийную отсыпку по уложенным на грунт плитам экструдированного ППС, с дальнейшим мощением тротуарной плиткой. Монолитные варианты отмостки свайно-винтового фундамента из бетона или асфальта применяют редко, так как пучение грунта приводит к образованию многочисленных трещин и наколов.
Заключение
В совокупности рассмотренной информации может показаться, что недостатки свайно винтового фундамента делают использование винтовых металлических опор целесообразным только для подсобного строительства, всевозможных беседок и навесов. Но тяжелые свайно-винтовые опоры широко используются для обустройства фундаментов в климатических зонах, где глубина промерзания достигает 1,8-2 м. В этом случае свайно-винтовой фундамент получается дешевле и надежнее, чем ленточный и тем более плитный. Единственным существенным недостатком остается невозможность постройки полноценного подвального помещения.
Винтовой фундамент в военной и промышленной сфере используется более ста лет, в частном строительстве эту технологию активно начали применять не так давно. Свайно-винтовой фундамент зарекомендовал себя как крепкое и универсальное основание, способное справиться с грунтами «сомнительной» устойчивости.
Что такое винтовой фундамент
Винтовой фундамент устроен намного проще, чем традиционные заглубленные монолитные типы оснований, предполагающие проведение земляных работ и заливку бетона.
Основание с применением винтовых опор - одна из разновидностей свайного фундамента. Существуют некоторые отличия в способе обустройства и используемом конструкционном материале. Сваи изготавливаются из железобетона и забиваются в землю копром или монтируются в готовый шурф. Винтовая опора изготовлена из оцинкованной трубы, а к нижнему торцу приварен бур.
Эта конструкция позволяет без особых усилий ввинтить сваю в грунт. После монтажа сваи ее полость заполняется арматурой и заливается бетоном. В конечном итоге, винтовая свая превращается в прочный железобетонный армированный столб.
Винтовые опоры объединяются горизонтальной перевязкой плиточного или балочного типа, цоколь фундамента формируется из ленточной блочной или кирпичной кладки.
Выбор ростверка (монолитный ленточный фундамент, металлические, деревянные или железобетонные балки) и его расположение относительно почвы зависят от вида постройки - многоэтажное строительство или одноэтажная постройка, и от характеристик грунта:
Для защиты свай от коррозии используют технологии, применяемые при строительстве кораблей. Такой подход позволяет существенно увеличить период эксплуатации винтового фундамента. Производители винтовых свай указывают сроки от 100 до 150 лет. Однако подтвердить или опровергнуть правдивость этой информации пока невозможно, так как данная технология в нашей стране активно используется не более 30 лет.
Область применения свайно-винтового фундамента
Английский инженер-технолог Александр Митчелл еще в 1838 году предложил упростить трудоемкое вбивание подпор, заменив процесс более простым и комфортным вкручиванием винтовых свай. Впервые идея была опробована в 1850 году при возведении маяка в заливе Делавэр, США. Этот маяк стоит и сегодня, подтверждая успех новаторской идеи Митчелла.
Идею строительства основания на винтовых сваях «подхватили» военные. Устройство фундамента позволяло в сжатые сроки возвести надежное основание под стратегический объект.
Впоследствии, подобную разработку начали активно внедрять в строительство «мирных» объектов:
Конструкция винтовых свай была усовершенствована. И сегодня, они изготавливаются из высокопрочной особой стали, а некоторые модели оснащены специальным наголовником с лопастями, который при углублении уплотняет прилегающие слои почвы.
Винтовой фундамент является оптимальным вариантом при застройке:
- участков со рвами и уклонами;
- участков, на которых забивание сваи запрещено - недалеко от подземных тоннелей, метро и т.д.;
- участков с повышенным уровнем влажности почвы;
- торфяных участков;
- местности с глубоким промерзанием почвы;
- зоны с обустроенным ландшафтом.
Преимущества и недостатки фундамента на сваях
Благодаря конструктивным особенностям монтаж и эксплуатация винтового фундамента насчитывает целый ряд достоинств:
Возведение винтового фундамента для дома позволит сократить бюджет строительства на 25-40% - винтовой фундамент почти в три раза дешевле ленточного
Винтовому фундаменту присущи и некоторые недостатки:
- Если не учтен уровень промерзания грунта или неправильно рассчитали нагрузку на сваи, то возможно проседание фундамента.
- Деформация фундамента может быть следствием нарушения технологии монтажа:
- положение свай при вкручивании не фиксировалось;
- установка свай в выкопанные ямы;
- неправильная обвязка свай;
- сваи не вкручивались, а забивались.
- В доме на винтовом фундаменте нельзя обустроить погреб.
- Необходимость утепления нижней части сооружения.
- Действительно крупное, масштабное строение возвести на винтовых сваях невозможно.
- Качественные винтовые сваи не так просто приобрести.
Винтовые сваи лучше покупать не у посредников, а у производителей, которые имеют свои опытно-конструкторские и исследовательские отделы, где продукция тестируется. Представители компании могут контролировать соблюдение технологии при выполнении монтажных работ
Виды свайно-винтовых фундаментов
Проектирование фундамента на винтовых сваях может выполняться по-разному - это зависит от проекта сооружения и типа грунта.
Как выбрать винтовые сваи под фундамент
Несущая способность свай зависит от следующих параметров.
Диаметр свай.
- 57 мм - сваи для легких заборов;
- 76 мм - сваи для заборов из дерева, профилированного листа, для обустройства фундамента под легкие бытовые постройки (летние кухни, беседки, туалеты, хозяйственные блоки); несущая способность сваи - не более 3-х тонн;
- 89 мм - монтаж тяжелых и высоких заборов, фундамента для одноэтажных каркасных домов и пристроек к дому - террасы, веранды; несущая способность сваи - 3-5 тонны;
- 108 мм - возведение основы под двухэтажные каркасные дома, подойдет для постройки домов из легкого камня, дерева и сооружения пристроек; несущая способность - 5-7 тонн.
Длина сваи зависит от типа грунта на участке, глубины завинчивания и промерзания грунта.
Залегание плотных слоев грунта можно определить самостоятельно. Садовый бур надо неспешно вкручивать в грунт, периодически вытаскивая его и проверяя наличие плотных комков песка или глины. По длине бура можно рассчитать глубину нахождения благоприятного грунта для монтажа свай.
Для точности результата можно воспользоваться услугами специализированной компании, которая произведет пробное бурение и определит необходимую длину винтовых свай. Стоимость подобной услуги - около 1500 рублей
На длину сваи также влияет рельефность участка. Например, при общей длине дома 6 метров и перепаде высот в 1 метр потребуются три вида свай: 2,5 метра - для монтажа верхнего ряда, 3 метра - установка среднего ряда и 3,5 метра - нижний ряд свай.
Совет. Если перепады высот более 0,5 метров, то в расчет лучше взять сваи длиною на 0,5 метров больше, чем положено - обычно, при монтаже винтового фундамента на рельефных участках на нижних рядах свай не хватает порядка 30 см
По типу наконечника . Типовые виды свай представлены на рисунке ниже.
Первый вариант предназначен для установки на песчаниках, вечномерзлых грунтах, а также плотных суглинков с повышенной несущей способностью. Грунт внутри сваи не сжимается, удерживая ее как снаружи, так и изнутри. Параметры сваи:
- толщина стенок - 8-20 мм;
- длина сваи - 4-16 м;
- шаг между сваями - 4 м;
- диаметр - 219 и 325 мм;
- диаметр сваи с «пятою» - 300 и 400 мм;
- ориентировочная цена - от 4500 руб/ед.
Свая для обычных грунтов имеет диаметр с «пятою» порядка 500 мм. Такие сваи подходят для сооружения легких нежилых построек и заборов. Параметры сваи:
- толщина стенок - 4-16 мм;
- длина сваи - 2,5-15 м;
- шаг между сваями - 2,5 м;
- сваи выпускаются в различных диаметрах от 47 до 325 мм;
- ориентировочная стоимость - от 2000 руб/ед.
Свая с широкою пятою используется на плывущих, пучнистых и рыхлых грунтах. Лопасти винта доходят практически до острия наконечника, количество оборотов - не мене 2-х.
Параметры сваи:
- толщина стенок - 4-16 мм;
- длина сваи - 3-15 м;
- шаг между сваями - 3 м;
- диаметр свай - 159, 219 и 325 мм;
- ориентировочная стоимость - от 3500 руб/ед.
Существую и более сложные конструкции свай - с многозаходными витками, встроенной дренажной системой и дополнительными лопастями. Такие модели достаточно дороги, а технология их монтажа - более сложна. Поэтому, такие виды свай практически не используют в частном строительстве.
Винтовой фундамент для дома своими руками
Проектирование и расчет
Прежде всего, необходимо провести качественный анализ грунта. Исследование геологии местности лучше доверить профессионалам - компании, занимающейся возведением домов на винтовых сваях. Специалисты рассчитают несущую способность свай и срок службы фундамента на конкретном участке, определят показатели агрессивности грунта и выдадут соответствующее заключение.
При определении типа и количества свай в расчет берутся следующие показатели:
- свойства и тип почвы;
- уровень грунтовых вод и их сезонное колебание;
- вес будущего сооружения со всей «начинкой»;
- глубина промерзания грунта;
- запас на подрезку сваи при монтаже (около 20 см).
Расчет винтового фундамента могут произвести и компании, занимающиеся продажей свай. Очень часто они предлагают бесплатно подобрать «подошву» под будущую постройку.
При проектировании винтового фундамента надо учесть:
- Расстояние между сваями - не более 2,5-3 метра.
- Каждый угол дома должен опираться на сваю.
Этапы возведения фундамента
Вкручивание сваи - достаточно трудоемких процесс, поэтому лучше заручиться поддержкой двух-трех человек.
Для работы можно самостоятельно изготовить рычаг, который облегчит и ускорит вкручивание свай в грунт. Для этого в отверстия на верхнем конце винтовой сваи надо вставить арматуру (лом) диаметром 3 см. На лом с двух сторон надеть отрезы квадратной трубы. Оптимальная длина рукавов самодельного рычага - 2,5-3 метра.
Поэтапный монтаж винтового фундамента:
Винтовой фундамент для дома: фото 
Винтовой фундамент готов для проведения дальнейших строительных работ.
Винтовой фундамент для дома: видео
- Вертикальное отклонение сваи не должно быть более 2°.
- Если свая во время вкручивания значительно отклонилась или «наткнулась» на препятствие, ее надо демонтировать и переустановить в другом месте.
- Сваю, завинченную под углом нельзя наращивать.
- Глубина ввинчивания сваи в коренной грунт - не менее 600 мм.
- При регулировке высоты сваю нельзя вывинчивать. В будущем это приведет к просадке фундамента и, как следствие, деформации постройки.
- Свая должна зайти в плоскость плотного грунта на 600-800 мм.
- Если сооружается временная конструкция, то сваи лучше не бетонировать, так как материал можно будет использовать при строительстве другого объекта.
В последнее время винтовой фундамент стал активно использоваться в России для реконструкции старых построек и возведении новых домов на проблемных грунтах.
знаем интересные факты о свайно-винтовых фундаментах и развеем несколько мифов об этой технологии.
О свайно-винтовых фундаментах есть несколько мнений. Одни считают такой вариант идеально подходящим для сравнительно лёгких каркасных домов и срубов, другие подвергают критике, приводя свои аргументы. Давайте вместе разбираться с мифами, которые существуют о фундаментах на винтовых сваях.
Свайно-винтовой фундамент
Миф первый: свайно-винтовой фундамент - это ненадёжно
На самом деле, есть отзывы домовладельцев о том, что дом, построенный на винтовых сваях, шатается, раскачивается, а сами сваи начинают выпирать. Так что, ненадёжность - это вовсе не миф, а чистая правда? Не совсем. Если с домом, построенном на свайно-винтовом фундаменте, возникли проблемы, значит была нарушена технология строительства! Мы писали о том, каким должен быть оптимальный размер винтовых свай. Кроме того, причинами неустойчивости дома могут быть:
- Недостаточное заглубление свай;
- Недостаточно большой диаметр свай;
- Излишне глубокий приямок;
- Малое количество свай;
- Слабонесущий, слишком мягкий грунт;
- Ошибки в расчётах нагрузки на сваи.
Если все технологии были соблюдены, расчёты сделаны точно, а монтаж провели профессионалы, никаких проблем со свайно-винтовым фундаментом не будет! В этом случае точно можно будет сказать, что ненадёжность такого основания - миф.
Миф второй: свайный фундамент можно возвести всего за день
Конечно, монтаж винтовых свай происходит намного быстрее, чем заливка бетонного фундамента. Однако нельзя сказать, что справиться можно всего за день! Это далеко не всегда так. Во-первых, профессионалы всегда проводят пробное бурение и пробное вкручивание. Это необходимо, чтобы выяснить особенности грунта.
Он может оказаться слабонесущим, слишком твёрдым или каменистым. Наличие камней в почве серьёзно осложнит вкручивание винтовых свай, а в некоторых районах грунт может быть таким прочным, что даже металл не выдержит. Кроме того, иногда на участке нельзя использовать автобур и другую специальную технику. В таком случае сроки строительства фундамента тоже затягиваются.
Миф третий: винтовые сваи проржавеют уже через 10 лет, дом долго не простоит
Специалисты утверждают, что правильно выбранная винтовая свая прослужит не меньше 50 лет. Сроки эксплуатации зависят от следующих параметров:
- марки стали;
- толщины металла;
- качества защиты металла - окраски, цинкования, анодирования;
- агрессивности почвы.
В солончаке и кислых почвах металл ржавее быстрее. Кроме того, следует использовать для его защиты специальную краску, обеспечить антикоррозийное покрытие. Не стоит применять дешёвые составы.
Миф четвёртый: во время монтажа у сваи могут отломаться лопасти, из-за чего она просядет
Такое может случиться только в двух случаях - были выбраны изначально некачественные винтовые сваи и нарушена технология монтажа. Если грунт прочный, каменистый, а монтаж проводился жёстко, то, конечно, сломать лопасти можно. Однако, если выбрать качественные сваи и делать всё по правилам - проблем не будет.
Миф пятый: монтировать свайно-винтовой фундамент можно только в тёплое время года
Неправда! Зимой грунт, конечно, промерзает, но небольшой верхний слой можно убрать с помощью отбойника и спокойно заниматься монтажом свай. Специалисты утверждают, что зимой зачастую даже легче работать, да и на участке не мешают никакие грядки с картошкой.
Миф шестой: винтовые сваи - новая технология, пока не проверенная временем
На деле свайное фундаментостроение известно ещё с древних времён. Правда, тогда сваи забивали в грунт. В 1833 году ирландский инженер-строитель Александр Митчелл запатентовал устройство, получившее название «винтовая свая». В отличие от обычной сваи винтовые вкручиваются в почву. Изначально такие сваи использовались для строительства причалов и маяков, затем область применения заметно расширилась.
В России винтовые сваи известны с начала прошлого века, в частности, широко применялись в области военного строительства, в условиях вечной мерзлоты. То есть ни о какой новинке речь не идёт!
Исследования в сфере применения винтовых свай проводились не раз, в том числе в СССР, преимущества данной технологии были доказаны специалистами. Правда, в российском малоэтажном жилом строительстве винтовые сваи начали использоваться позже, ранее они считались прерогативой возведения промышленных и военных объектов.
Миф седьмой: все винтовые сваи одинаковы, отличаются лишь ценой
Абсолютно неверно. Отличаются сваи не только качеством, размерами, толщиной металла, наличием защиты от коррозии, но и сферой использования. Например, есть сваи, созданные специально для пучинистых, обводнённых или вечномёрзлых грунтов. Кроме того, они могут быть литыми и сварными. Так что выбирать следует, исходя из ваших потребностей, желательно, посоветовавшись со специалистами.
Миф восьмой: вкручивать винтовые сваи можно без приямка
Профессионалы считают это нарушением технологии монтажа, рекомендуя небольшой приямок делать обязательно. Связано это с тем, что верхний слой почвы обычно самый неплотный, а лопасти сваи на первом этапе разрыхляют грунт, пока не достигнут более плотных слоёв. Зачастую без приямка и вовсе невозможно вкрутить лопастную сваю. Кроме того, в приямок можно залить бетон для усиления конструкции.
Миф девятый: винтовые сваи идеально подходят для строительства дома на склоне
Да, такой вариант встречается достаточно часто. Однако дом на склоне может стоять и на других типах фундамента, перед выбором основания важно провести геологические изыскания. Свайный фундамент может оказаться в этом случае наиболее простым выбором, но отнюдь не идеальным.
Миф десятый: пол в дом на свайно-винтовом фундаменте будет холодным
Связан этот миф с тем, что под домом, стоящим на сваях, будет гулять холодный воздух. Однако, если пол надёжно утеплить, то проблема легко решается. А вентиляция, между прочим, не позволит полам начать гнить. опубликовано
Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта .
Чтобы любое здание, независимо от предназначения, было надежным и долговечным, его возводят на прочной основе. Сегодня в строительстве широко используется множество разнообразных типов фундаментов, и одним из них является свайно-винтовой. Именно такой вариант конструкции основания под строительство вызывает наибольшее количество вопросов. Поэтому эту публикацию посвятим вопросу: фундамент на винтовых сваях минусы и плюсы, общий обзор его устройства, возможности и целесообразность возведения. Такие аспекты интересуют очень многих владельцев участков, которые заняты первыми «прикидками» будущего строительства своего дома.
Прежде чем сформулировать все преимущества и недостатки подобной конструкции, наверное, следует рассмотреть некоторые нюансы, которые напрямую влияют на прочность и долговечность свайного фундамента.
Дом на сваях – фантазии или реальность?
Можно ли использовать свайный фундамент для постройки жилого дома? Надо сказать, что встречаются некоторые строители, которые категорически не советуют этого делать, отдавая предпочтение ленточной, столбчатой или плитной основе под дом. Такие мастера считают, что сваи больше подходят для хозяйственных построек или легких дачных домиков.
Однако, нужно напомнить, что существуют целые города, дома которых установлены исключительно на сваях, и стоят они не одно десятилетие. Практика использование таких фундаментов доказала, что они вполне могут служить надежной основой даже для массивных домов.
Кстати, с помощью винтовых свай можно сделать не только фундамент или подъем/перенос дома, но также полную или его частичную реконструкцию!
Конечно же, вряд ли будет разумно в условиях нашего климата громоздить двухэтажный каменный особняк на свайный фундамент, хотя и это, наверное, не является совсем уж невозможным делом. И все же в частном строительстве обычно его выбирают для деревянных или , покрытой легким кровельным материалом.
В некоторых случаях свайные фундаменты являются и вообще единственной возможностью возвести на участке дом, например, если строительство намечается на участке сильнопересеченной или постоянно заливаемой весенним паводком местности.
В пользу применения подобной конструкции говорит и то, что такие варианты фундаментов применялись в строительстве с древности, только ранее в качестве свай использовались специально подготовленные для этой цели бревна. Поначалу сваи просто забивали в грунт, и только в начале XIX века был изобретен винтовой способ установки.
Винтовые опоры на первых порах использовались для обустройства причалов, но затем сфера их применения стала расширяться. Так, например, именно винтовые сваи были применены в качестве фундамента при постройке маяка, который возведен в Великобритании на нестабильном грунте Темзы.
С начала XX века строительство на свайных фундаментах приобрело «второе дыхание». Этому способствовало появление новой техники для точного и глубокого вбивания свай, что значительно ускоряло работу по возведению оснований для дальнейшего возведения зданий. В 50-х годах началось активное использование механического оборудования для ввинчивания свай, что дало еще один толчок такой сфере строительства, как промышленного, так и индивидуального.
Очень широко этот способ обустройства фундаментов стал применяться в военном строительстве, так как путем комплексных исследований было доказано, что такие конструкции надежны, долговечны и подходят для применения на многолетнемерзлых, пучинистых и обводненных грунтах – одним словом, ограничений по их использованию практически не существует.
Первой отечественной научной разработкой, официально принятой в качестве стандарта для строительных работ, стал подготовленный в 1955 году на основе многолетних экспериментов труд – ТУВС-55 («Технические указания по проектированию и устройству фундаментов, опор мостов на винтовых сваях»). Многие его положения перетекли и в современные строительные нормы и правила.
Достоинства и недостатки свайных конструкций
Технология возведения домов на винтовых сваях в наше время используется по всему миру и имеет большое количество положительных сторон.
К явным достоинствам свайных винтовых фундаментов можно отнести следующие моменты:
- Конструкция может быть возведена на грунтах практически любого типа в разных климатических регионах, в том числе в болотистой местности и в регионах с вечной мерзлотой.
- На обустройство этого типа не оказывает сколь-нибудь значимого влияния уровень расположения грунтовых вод.
- Винтовой фундамент отлично подходит для постройки дома на местности со сложным рельефом.
- Винтовые сваи могут быть установлены в любое время года, так как погодные условия не повлияют на качество и прочность создаваемой конструкции – на глубине погружения винтовых наконечников температура грунта всегда стабильна.
- Свайно-винтовые фундаменты не подвержены морозному пучению при промерзании почвы.
- Монтажные работы осуществляются в минимально короткий срок. Например, при удачном стечении всех обстоятельств – хорошая проходимость грунта, слаженная бригада мастеров и т.п., свайное поле под средних размеров дом может быть подготовлено буквально за день, особенно если применяется специальная техника. При этом винтовые сваи могут быть использованы для проведения их обвязки и возведения стен сразу после установки, то есть они не требуют времени для схватывания, созревания, набора прочности, как любые железобетонные конструкции. Ни один из иных типов фундамента даже близко не стоит к таким показателям скорости возведения.
- Сваи могут быть ввинчены на площадке, отведенной под постройку дома, и самостоятельно, с привлечением нескольких помощников, то есть без использования специальной техники. Этот фактор особенно важен в том случае, если в районе строительства нет возможности заказать подобные услуги, или владелец будущего дома попросту ограничен в средствах.
- Для обустройства свайно-винтового фундамента не придется рыть котлован и обустраивать опалубку, а это значит, что на площадке не будет завалов выбранного грунта, от которого также придется избавляться, вывозя его за пределы участка, и что также требует дополнительных материальных затрат. Кроме того, под данный фундамент не придется проводить работы по выравниванию строительной площадки.
- Свайно-винтовая основа не тянет капиллярно влагу из грунта, поэтому стены и полы дома будут сухими.
- Имеется полная возможность проводить проектирование и монтаж различных инженерных коммуникаций одновременно с установкой элементов фундамента или после его возведения.
- При правильном выборе качественных свай и надежной их установке обеспечивается долговечность основания, которая оценивается многими десятками лет.
- Хорошо утеплив фундамент по всему периметру, можно получить теплое подполье, а значит, что пол в доме также будет теплым, так как не станет выхолаживаться от грунта. Кроме того, в ряде случаев имеется возможность обустроить под домом некое подобие «хозяйственного этажа» без проведения масштабных земляных работ.
- Конструкция фундамента из ввинченных свай обойдется на 30÷40% дешевле, чем бетонная основа. Учитывая то обстоятельство, что возведение фундамента всегда относится к разряду наиболее затратных этапов строительства дома, экономия средств может оказаться весьма внушительной.
Цены на винтовые сваи
винтовые сваи
Все выше перечисленные достоинства фундамента на винтовых сваях имеют только те конструкции, которые возведены с соблюдением всех разработанных нормативов, из качественных материалов и с обязательным учетом всех особенностей местности.
Но в случаях отступления от технологий, при использовании кустарно изготовленных свай, при других нарушениях процесса возведения, могут проявиться и обостриться свойственные свайно-винтовому фундаменту недостатки.
Итак, к «минусам » свайно-винтового фундамента относят следующие моменты, которые следует принимать во внимание при составлении проекта и в ходе строительных работ:
- Независящим от расчетов и монтажных работ недостатком такого фундамента можно назвать повышенную сложность или даже невозможность его возведения на сильно каменистых и скалистых грунтах.
- Чрезмерная нагрузка на винтовые сваи может привести к ослаблению несущей возможности всего фундамента, а как результат – к деформации пояса обвязки и разрушению стен.
- Необходимо обязательное обустройство систем эффективного водоотведения от установленных свай, что ведет к дополнительным затратам. Однако, ливневая и дренажная канализация рекомендована для установки вокруг фундаментов любого типа.
- Никак нельзя полностью исключить влияние коррозии на материал свай. Качественные изделия, безусловно, получают в процессе производства необходимую защиту – покрытие слоем цинка и полимерных материалов. Тем не менее, иногда повышенная химическая агрессивность грунтов делает свое «черное дело». Не рекомендуется создание свайно-винтовых фундаментов в непосредственной близости от электрифицированных железных дорог, вышек сотовой связи, разрабатываемых шахт и карьеров, крупных подстанций или высоковольтных линий электропередач. На таких участках высока вероятность появления подземных блуждающих токов, которые резко активизируют процессы коррозии металла. И уж совершенно должно быть исключено использование свай фундамента для создания контура заземления дома.
- Несущие возможности предлагаемых в продаже винтовых свай – не безграничны. Впрочем, к малоэтажному частному строительству это имеет весьма опосредованное отношение – больших нагрузок, превышающих характеристики правильно подобранных свай, не ожидается.
- Как ни старайся, но полноценного подвала иди цокольного этажа с использованием свайного фундамента при частном строительстве получить не удастся.
- При строительстве пристроек к дому возможны определенные трудности с ввинчиванием свай в точках, расположенных близко к стенам старого здания. Впрочем, это обычно решается использованием специальной техники.
- Не к недостаткам, а, скорее, к своеобразным издержкам можно отнести и то, что строительство свайно-винтового фундамента потребует от хозяев-заказчиков постоянного контроля за работой приглашенной бригады. К сожалению, приходится констатировать, что на этом поприще подвизается немало «горе-специалистов», а то и откровенных «шаромыжников», старающихся тем или иным путем извлечь выгоду из нарушения технологии монтажа свай. Так, для обеспечения качественной защиты от коррозии, полость сваи по технологии требуется заливать доверху бетоном. Нередки случаи, когда приглашенные работники игнорируют этот этап, сразу после вкручивания наваривая оголовки.
Известны примеры, когда бригады «шабашников», работая без контроля со стороны заказчика, не вкручивали сваи на полную расчетную глубину – и проверить это после подрезки труб, наваривания оголовков и обвязки – практически невозможно. А такое нарушение неизменно повлечет за собой скорую деформацию созданной основы со всеми вытекающими последствиями.
И, безо всякого сомнения, необходимо гнать со своего участка строительства работников, если замечено, что подгоняя сваи по высоте, они вращают их в направлении, противоположном вкручиванию. Такую опору можно сразу считать забракованной, так как расчётной несущей способностью она уже обладать не сможет.
Вывод – приглашать бригаду только из организации, имеющей безупречную репутацию по качеству производимых работ, или же не упускать ни одного этапа строительства из поля зрения, контролировать каждое действие, положенное по технологии. Ну а если есть желание и уверенность в собственных силах – проводить установку свай самостоятельно.
Как видно, недостатки также достаточно серьезные. И чтобы избежать их или свести к возможному минимуму, необходимо правильно выбирать сваи, а строительство фундамента выполнять на основании произведенных расчетов, включающих оценку будущих нагрузок и определение несущей способности опор.
Типы винтовых свай
Винтовые сваи подразделяются на несколько типов, которые имеют собственные особенности, состоящие из совокупности конструктивных и технологических характеристик. Каждый из типов изделий предназначается для применения в различных условиях, которые зависят от особенностей грунта и предполагаемой нагрузки на основу. Причем, необходимо учитывать и тот фактор, что иногда разные типы свай применяются даже при возведении одного объекта, так как в разных зонах строение может давать неоднородную нагрузку на фундамент. Использование разных типов свай обеспечит запас прочности основы и увеличит эксплуатационный ресурс здания.
Винтовые сваи подразделяются по следующим параметрам: по основному предназначению, по диаметру трубы, размеру лопастей и их количеству, по типу наконечников, по воспринимаемым нагрузкам (несущей способности), по марке и толщине стали, а также по типу антикоррозионного покрытия.
Эти параметры нужно рассмотреть подробнее, чтобы знать, какие из изделий подойдут под постройку дома на участке с конкретными типами грунта.
Разновидности свай по области применения
На иллюстрации ниже показаны четыре основных типа, которые резко отличаются даже визуально.
а – широколопастные сваи с одной лопастью, размешенной на наконечнике в нижней части трубы. Самый распространенный в частном строительстве тип, позволяющий возводить фундаменты на большинстве разновидностей грунтов. Обычно применяется для легких хозяйственный построек и одноэтажных домов из дерева или каркасных панелей. Впрочем, при правильном выборе диаметре лопастей и количества свай на таких фундаментах возводят дома и из газосиликатных блоков.
б – сваи с повышенной несущей способностью, устойчивостью к усадке и выдергивающему воздействию. Характерное отличие – наличие двух лопастей, разнесенных по высоте сваи. Подходят для фундаментов двухэтажных домов. В самостоятельном частном строительстве применяются нечасто, так как вручную, без использования спецтехники, ввинтить такую сваю в грунт - практически невозможно.
в – узколопастные сваи с выраженным коническим «винтом» - используются для строительства фундаментов на каменистых грунтах.
г – специальные сваи, предназначенные для создания фундаментов в условиях вечной мерзлоты. Требуют применения специальной технологии ввинчивания, поэтому в практике самостоятельного строительства – не используются.
Из всех перечисленных типов, как видно, чаще всего для самостоятельного строительства применяется первый, поэтому в ходе дальнейшего изложения в большей степени внимание будет уделено именно ему
Цены на цемент
Типоразмеры винтовых свай для фундамента
В зависимости от состава грунта и нагрузок на конструкцию, необходимо выбрать правильный диаметр ствола сваи, который может варьировать от 57 до 133 мм. Вместе с диаметром трубы изменяется и диаметр лопастей, и чем он выше – тем больше несущая способность опоры.
В таблице ниже представлены основные типоразмеры широколопастных свай со сварным наконечником (они обычно выступают под наименованием СВС – свая винтовая сварная)
| Иллюстрация | основные характеристики и область применения сваи | Ориентировочная цена для изделия длиной 2500 мм + надбавка за каждые 500 мм дополнительно. Цена штатного оголовка сваи |
|---|---|---|
 | СВС-57. Диаметр трубы - 57 мм, лопасти - 150 мм.
Такие изделия обладают не выдающейся несущей способностью - допустимая нагрузка на опору всего до 800 кг. Это обуславливает и довольно узкую область использования – облегченные ограждения, не становящиеся преградой ветру, то есть из сетки-рабицы или редко расположенного штакетника. Обычно для таких целей приобретаются 4-метровые сваи, исходя из двухметрового погружения в грунт и двух метров - на высоту ограждения. | 1300 руб. + 100 руб. Оголовок ОВС-57/200/200 – 260 руб. |
 | СВС-76. Диаметр трубы - 76 мм, лопасти - 200 мм.
Несущая способность сваи - до 3000 кг. Типичная область применения - строительство ветронепроницаемых ограждений, то есть обладающих парусностью (например, из часто расположенного деревянного или металлического штакетника, плоского шифера, металлического профнастила, поликарбоната и других подобных материалов). Чаще всего применяется длина 4000 мм, по той же причине, что была указана выше. | 1450 руб. + 100 руб. Оголовок ОВС-76/200/200 – 300 руб./шт. |
 | СВС-89. Диаметр трубы - 89 мм, лопасти - 250 мм.
Несущая способность, в зависимости от грунта, может доходить до 4÷5 тонн. Специфика применения – возведение фундаментов под вспомогательные хозяйственные постройки, легкие каркасные гаражи, садовые беседки, другие сооружения подобного типа и предназначения. Часто используются при пристройке веранды к жилому дому. Могут применяться и для создания дополнительных опор, требующихся, например, при установке тяжелого котельного оборудования или при кладке в доме печи или камина. | 1500 руб. + 150 руб. Оголовок ОВС-89/200/200 – 300 руб./шт. |
 | СВС-108. Диаметр трубы - 108 мм, лопасти - 300 мм.
Несущая способность оценивается в 5 - 9 тонн. Широко применяются в сфере строительства жилых загородных домов не тяжелой конструкции – каркасных или из бруса, для бревенчатых срубов. Доказали свою эффективность в том числе на сложных грунтах - заболоченных или торфяных. | 1700 руб. + 250 руб. Оголовок ОВС-108/200/200 – 300 руб./шт. |
 | СВС-133. Диаметр трубы - 133 мм, лопасти - 350 мм.
Самые прочные опоры из числа применяемых в индивидуальном строительстве. Заложенный потенциал несущей способности доходит до 14 тонн. Подобные опоры применяются для создания свайных полей под возведение домов из достаточно тяжелых стеновых материалов - газосиликатных блоков или даже кирпичной кладки. При соответствующей несущей способности грунта нередко используется обвязка свай монолитным железобетонным ростверком, а также заливка бетонных полов первого этажа. | 2250 руб. + 350 руб. Оголовок ОВС-133/300/300 – 350 руб./шт |
Количество лопастей
Винтовые сваи могут иметь одну лопасть, как было показано в таблице выше, или несколько. Соответственно, их и называют одно- и многолопастными.
Однолопастные сваи применяют для обустройства фундаментов на местности с грунтами, имеющими высокую несущую способность. Однако, используя этот тип изделий, особенно со сварными наконечниками, нужно быть готовым к тому, что они могут уйти в «срыв», достигнув критической нагрузки. При этом опоры теряют свою несущую способность, что негативно отразится и на целости обвязки фундамента.
Многолопастные изделия применяются для обустройства фундаментов на самых разных грунтах, в том числе и слабых. Они имеют высокую несущую способность и устойчивы к большим нагрузкам разных видов — вдавливающим, горизонтальным или выдергивающим.
Большее количество лопастей на стволе сваи дает возможность использовать изделие с меньшим диаметром трубы, имеющей достаточную толщину стенок. Высокая эффективность подобных свай достигается оптимальным расположением лопастей на их стволе. Расстояние между лопастями, шаг и угол их наклона рассчитывается индивидуально, с учетом расположения слоев грунта и его состава на конкретной строительной площадке. Работа с такими опорами, безусловно, требует квалифицированного подхода.
Типы наконечников
Наконечники винтовых свай разделяются на сварные и литые.
Изделия с литыми наконечниками, безусловно, более надежны, так как практически не подвержены деформации при проходке через грунт, в отличие от сварного типа. Сваи с литыми наконечниками могут быть использованы для установки в многолетнемерзлые, особо плотные грунты, а также имеющие техногенные или твердые природные включения. Этот тип наконечника не деформируется, даже натыкаясь на препятствие, и способен его разрушить.
Сварные наконечники используются в более слабых почвах, однако, их прочность напрямую зависит от марки и толщины стали, а также качества изготовления. Их единственное достоинство по сравнению с литыми – это намного более доступная стоимость.
Толщина и марка металла
Винтовые сваи могут быть произведены из труб с разной толщиной стенок. Они подразделяются на:
— тонкостенные, изготовленные из трубы толщиной стенок до 3,5 мм;
— средней толщины – от 3,5 до 6 мм;
— толстостенные сваи – 6 и более миллиметров.
Выбор свай по этому критерию будет напрямую зависеть от состава грунта на участке их установки, а также от предполагаемой нагрузки. Этот параметр свай определяется при составлении проекта, и выбор делается в соответствии с данными, полученными при проведении исследований коррозионной активности грунтовых слоев.
По этим же данным выбирается и толщина металла для лопастей сваи, но при этом нужно помнить, что если лопасти выполнены из стали толщиной до 5 мм, пригодны только для легких построек. Если же возводится крупная массивная постройка, то толщина лопастей не должна быть меньше, чем 6 мм.
На основании проведенных исследований грунта выбирается и марка стали изделий:
— при слабой химической агрессивности грунта может использоваться сталь Ст3;
— средняя агрессивность предполагает использование изделий из стали Ст20;
— при сильной агрессивности грунта, подойдут сваи из стали 09Г2С и 30ХМА.
Тип антикоррозионного покрытия
В связи с тем, что сваи будут находиться в агрессивной для металла влажной среде грунта, рекомендовано приобретать изделия с нанесенным на них в заводских условиях защитным покрытием. Кроме этого, очень важно сохранить покрытие в целости при ввинчивании свай, так как оно предохраняет не только саму трубу, находящуюся в грунте, но и ее верх, а также участок, расположенный на границе подземной и надземной части сваи.
Сегодня производители наносят на винтовые сваи различные защитные составы - это может быть холодное или горячее цинкование, полиуретановое, эпоксидное или полимерное покрытие – каждое из них имеет свои характеристики. По проведенным испытаниям разных покрытий были сделаны выводы, что наибольшую эффективность в защите металла показал метод холодного цинкования, полиуретановое и эпоксидное покрытие, а также эмали и грунты, наносимые по ржавчине без предварительной подготовки поверхности, в то время, как горячее цинкование и обычное полимерное покрытие не отличаются высокой прочностью.
Если сваи приобретаются без защитного покрытия, то его необходимо нанести самостоятельно, причем для подземной и надземной части могут быть использованы разные материалы. Но не забывайте, что все серьезные производители обязательно предусматривают антикоррозионную защиту своих изделий. Стало быть, если сваи представляют собой «голый металл», то с очень высокой долей вероятности можно утверждать, что они – кустарного производства. Ну а если так, то кто может гарантировать соответствие и остальных эксплуатационных характеристик?
Кстати, это очень серьезная проблема: мелких кустарных производств винтовых свай – немало, и чаще всего там можно говорить не только о несоблюдении стандартов, но даже и об отсутствии внятных технических условий. Приобретать изделия совершенно непонятного производителя, тем самым «закладывая бомбу замедленного действия» под свой фундамент – вряд ли разумно, даже при супер-привлекательной цене.
Принципы расчета и проектирования свайно-винтового фундамента
Если пользователь читает эту статью, то есть хочет узнать о достоинствах и недостатках свайно-винтового фундамента, то, скорее всего, он «прикидывает» его к своей будущей постройке. А это значит, что ему будет интересно узнать, хотя бы в общих чертах, как производится расчет такого основания, и далее отсюда – на что ему придется ориентироваться при дальнейшем планировании строительства. Предоставим ему такую возможность.
Чтобы при эксплуатации свайно-винтового фундамента не проявлялось характерных недостатков, его нужно правильно рассчитать и спланировать, учитывая все нюансы, о которых говорилось выше. Проектирование любого – это задача для квалифицированных специалистов. Но предварительные «прикидки» для возведения дома можно провести и самостоятельно. Кроме того, предлагаемый алгоритм вполне подойдет для строительства подсобных хозяйственных сооружений или иных легких построек.
Оценка несущей способности сваи
В первую очередь необходимо оценить несущую способность винтовой сваи на конкретном участке под строительство. Как видно из таблицы выше, разброс значений даже для изделия одного типа – весьма большой (например, для СВС-108 – от 5 до 9 тонн). Это, конечно, не подход к делу – необходимо оперировать более точными значениями. Тем более, что в ряде случаев, в зависимости от специфики грунтов, показатели допустимой нагрузки даже могут выходить за границы указанного диапазона в ту или иную сторону.
Любой тип грунта характеризуется своим показателем сопротивления нагрузке, то есть, по сути – несущей способностью. Именно от этого и «пляшут» дальше при расчете допустимой нагрузки на винтовую опору.
Ниже размещен калькулятор, который поможет вычислить несущую способность свай наиболее распространенного модельного ряда СВС, о котором шла речь выше. В программу расчета уже внесены необходимые данные по сопротивлению грунтов на средней глубине расположения винтовой части сваи (порядка 2,5 м), и по «геометрии» различных моделей свай.
И самое сложное в этом вопросе, пожалуй, это правильно «продиагностировать» грунт на участке застройки. От этого, кстати, будет зависеть и поправочный коэффициент, который закладывает эксплуатационный запас прочности опоры.
- Самый точный способ – это проведение геологических изыскательских работ: бурение специалистами скважины и точная оценка все слоев грунта. Способ – без недостатков, дает очень точную картину, поэтому поправочный коэффициент – минимален, всего 1,2. Впрочем, недостаток все же есть, и заключается он в чрезмерно высокой стоимости подобных услуг, что в принципе и предопределяет не слишком большую популярность такого подхода.
- Второй вариант, также требующий привлечения специалистов, но уже не связанный со слишком высокими финансовыми затратами – это вкручивание опытной (эталонной) сваи. Заключается он в том, что на участке под застройку в грунт вкручивается свая, и в процессе ее прохода через слои ведется мониторинг крутящего момента, прикладываемого к ней. Это дает достаточно объективную картину несущих способностей грунтов. Правда, поправочный коэффициент при этом уже повыше – 1,25.
- Наконец, если есть уверенность в своих знаниях и умениях, можно просто выкопать глубокий шурф или пробурить скважину на глубину предполагаемого расположения лопастей винтовых свай. Ну а дальше – взять с этой глубины пробу грунта, классифицировать его по характерным признакам и, пользуясь таблицами, которых в избытке в интернете, узнать расчетное значение его несущей способности. Справитесь? При этом о большой точности оценки речь, безусловно, уже не идет, что сказывается на резком возрастании поправочного коэффициента — до 1,6÷1,7.
В процессе пробного бурения необходимо сразу определиться и необходимой длиной свай. Неправильно выбранная длина труб может привести к проседанию фундамента и разрушению стен дома. Поэтому, рассчитывая длину, опираются на два параметра:
— глубина залегания плотных несущих грунтовых слоев на участке, где планируется стройка;
— рельефность участка, то есть перепады по высоте: в итоге необходимо во всех точках фундамента выйти на общую горизонтальную плоскость.
Фундамент на винтовых сваях — это надежно! Мы осуществляем строительство свайно-винтовых фундаментов и реконструкцию фундаментов винтовыми сваями.
Ручной и механизированный способ монтажа фундамента на винтовых сваях
| У большинства | Завод Винтовых Свай |
|---|---|
|
|
Технология монтажа винтовых свай
Мы осуществляем монтаж винтовых свай специальной техникой , обеспечивающей контроль уровня (точности) установки сваи в трех плоскостях, контроль усилия и момента с учётом типа винтовой сваи, типа грунта и типа фундамента. Ручная закрутка не обеспечивает этих важных условий и может негативно повлиять на ресурс свай, а также геометрию фундамента.
В настоящее время идет стремительное развитие строительства загородных коттеджей, лесных домиков, лодочных причалов, бань и пр., человек устремился поближе к природе, лесу и водоемам. Это замечательно, но… Теперь все чаще строители сталкиваются с необходимостью возведения зданий на сложных грунтах – торфяных, глинистых, или с наличием водоносных слоев, где применение стандартного ленточного фундамента недопустимо, поскольку влечет деформацию здания, трещины в стенах и даже обрушение.
Фундамент на винтовых сваях для каркасно-щитовых домов
12 свай с оголовками (6х6 метров)
Цена - 31 200 р.
16 свай с оголовками (6х8 метров)
Цена - 41 600 р.
20 свай с оголовками (6х9 метров)
Цена - 52 000 р.
- Глубина завинчивания свай не менее 2-х метров.
- Используемая краска - грунт-эмаль пентафталевая антикоррозионная ТУ 2388-071-13238275-2008.
- В стоимость не включена доставка материалов и спецтехники.
Объясняется это тем, что песок и торф, к примеру, не выдерживают массу здания, и дом проседает, при этом неравномерно. Глинистая же почва разбухает зимой и «давит» на фундамент, в результате чего он деформируется. Так что – отказаться от строительства дома в приглянувшемся месте? Нет и еще раз нет! Выход из ситуации – винтовой фундамент, который обеспечивает надежность, качество и безопасность любой постройки на сложных грунтах. Более того, он экономически выгоден и технически прост в исполнении.
Что представляет собой фундамент на винтовых сваях?
Разработка это не новая, его активно применяли в военной промышленности для возведения объектов в болтах, лесах, на насыпях. Основной частью винтового фундамента являются винтовые сваи – заостренные трубы с лопастями, которые «ввинчиваются» в грунт. Они выступают одной из опор будущего дома, поскольку задача лопасти – распределение нагрузки по большей площади. При этом сам грунт «не противится», сохраняя естественную структуру, в результате чего увеличивается его несущая способность. Чтобы было понятнее, сваи можно сравнить с шурупом, ввинченным в дерево, тогда как стандартный фундамент – всего лишь «гвоздь».
Область применения:
- фундамент под деревянный дом (бревно, брус, панельно-каркасные дома);
- фундамент под пристройку (терраса, веранда, пандус);
- укрепление существующего фундамента;
- укрепление канав;
- одиночные опоры под рекламные щиты, баннеры, столбы и т.д
- винтовые сваи используются для заборов.
Сваи при необходимости можно вывинтить и вновь использовать, что особенно значимо для временных построек. Свайно-винтовой фундамент, согласно расчетам, выдерживает нагрузку от 4 до 18 тон, в зависимости от диаметра и лопасти сваи. Следовательно, вполне безопасно делать винтовой фундамент при возведении двухэтажного дома.
В чем преимущества фундамента на винтовых сваях?
- стоимость на 30-70% ниже стоимости стандартного фундамента;
- возможность использования в любой местности, в т.ч. на сложных грунтах;
- на разнородных грунтах обеспечивают однородную несущую способность;
- срок монтажа – не более 2-х дней;
- возможность работы в любой сезон года при любой погоде;
- нет необходимости в тяжелой строительной технике для установки;
- отсутствие необходимости в выравнивании рельефа;
- отсутствие строительного мусора на участке;
- возможность установки вблизи подземных коммуникаций;
- долговечность (здание на сваях простоит не менее 150 лет);
- экологичность;
- сваи не подвержены морозному пучению;
- высокая сейсмоустойчивость;
- хорошая вентиляция подпола снижает риск гниения древесины;
Этапы строительства свайно-винтового фундамента
1
Проектирование.
2
Изготовление винтовых свай и
3
Разметка участка под фундамент.
4
Установка свай.
5
Монтаж ростверка, обваривание оголовков свай, покрытие антикоррозийным составом сварочных швов, крепление к оголовкам свай ростверка, покрытие битумным праймером деревянного ростверка.
Недостатки фундамента на винтовых сваях
- невозможность применения на скальном грунте.
Необходимо иметь в виду, что прежде чем приступать к строительству, нужно выполнить геолого-исследовательские работы, чтобы рассчитать – какие именно сваи нужно применить для возведения конкретного здания на конкретной местности. «Завод Винтовых Свай» проводит весь цикл необходимых работ – от исследования и технологических расчетов, до изготовления и установки свай.