Особенности монтажа свайно-винтового фундамента

Как создать каркасный дом на винтовых сваях, разнообразие свай, необходимый инструментарий. Достоинства и недостатки фундамента на основе винтовых свай.

– выбор свай

Залогом получения надежного основания под дом является правильный выбор сваи, которая является несущим элементом винтового фундамента.

Винтовая свая – конструкция из полой трубы (ствола) и наконечника с лопастями. С помощью наконечника свая закручивается в почву, а лопасти, помимо того, что облегчают закручивание, врезаясь в почву, ещё и уплотняют её, служа опорой сваи.

При выборе винтовой сваи следует ориентироваться на такие показатели как:

  • способ изготовления сваи (сварная или литая);
  • диаметр лопастей (выбирается исходя из требования почвы на участке);
  • диаметр ствола сваи;
  • толщина стенок ствола;
  • качество наконечника;
  • наличие защитного слоя и его толщина.
– выбор свай

От перечисленных характеристик зависит допустимая нагрузка на одну сваю и рекомендации по её установке. Ориентировочные значения популярных типоразмеров свай приведены в таблице:

Диаметр ствола сваи, мм Толщина стенки, мм Допустимая нагрузка т./шт. Область применения
57 3 до 1 Парник, навес, беседка, крыльцо
76 3,5 до 3 Веранда, , забор
89 3,5 до 4 Каркасный дом
102 3,5 до 5 Дача (небольшие дома), гараж, баня из дерева
108 4 до 6 Дом из бруса или оцилиндрованного бревна, рубленный одноэтажный дом, двухэтажный каркасный дом, каменный забор
133 4 до 8 Дом из пористого бетона (газобетон и пенобетон), кирпича, двухэтажный бревенчатый дом.

Незаменимы, когда нет возможности сделать плотное свайное поле и нужно перераспределить нагрузку путем устройства железобетонного ростверка.

159 219 325 до 50 Сваи промышленного назначения

На выбор сваи оказывает влияние тип грунта и степень его промерзания, в частности: грунт сезонного промерзания (маркировка сваи ВСЛ) или вечномерзлый грунт (ВСЛМ). Влияние типа грунта и глубины залегания на несущую способность сваи показано на примере сваи диаметром 108 мм.

Специфичным представителем винтовой сваи является свая без острого наконечника (с открытым нижним концом). Она разработана для применения на песчаниках, плотных грунтах и в условиях вечной мерзлоты. Свая внутри полая и при закручивании заполняется почвой, что с одной стороны упрощает погружение сваи (исключает уплотнение и без того плотной почвы), а с другой – не требует бетонирования.

Характеристики свай без наконечника указаны в таблице:

Отдельно нужно отметить, что несущая способность винтовой сваи зависит от того, в каком состоянии она находится в почве. Если почва активная, металл начинает ржаветь, что ослабляет опору. При этом скорость коррозии зависит от нескольких факторов:

  • деформация покрытия в процессе закручивания;
  • толщина и качество нанесения защитного покрытия;
  • тип грунта.
– выбор свай

Скорость коррозии незащищенной сваи в почве разного типа показана в таблице:

Наиболее активно будет разрушаться видимая часть сваи, что потребует ее постоянной обработки.

Свайный фундамент своими руками: пошаговая инструкция

Свайный фундамент — основание, состоящее из вертикально установленных в земле элементов, связанных между собой, которые воспринимают суммарный вес строения и всех действующих нагрузок.

Свайные фундаменты в России в сфере частного домостроения стали широко использоваться 15-20 лет с появлением каркасного строительства и легких штучных стройматериалов.

Сегодня в средней полосе нашей страны каждый десятый коттедж возводится на свайном фундаменте, а в северных и южных регионов таких строений примерно 50%.

Сфера применения свайных фундаментов

Выбор в пользу свайного основания целесообразен в следующих случаях:

  1. Характеристики грунта на участке не позволяют использовать фундаменты мелкозаглубленного и наземного типа. К таким грунтам относятся: торфяники, болотистые почвы, нестабильные суглинки, пучинистые, лёссовидные и набухающие грунты, плывуны и пр.
  2. Высокий уровень залегания грунтовых вод на участке, а также существующая угроза подтопления в период сезонных паводков.
  3. Строительство осуществляется в сейсмически неблагоприятном регионе.
  4. В районах вечной мерзлоты или при промерзании грунтов более 2 метров.
  5. Наличие перепадов высот на участке, строительство дома на склоне.

На грунтах со средними характеристиками, где возможно устройство наземного фундамента выбор в пользу свай позволяет существенно сократить объем земляных и бетонных работ, что приводит к снижению стоимости строительства.

Основание на сваях отлично подходит для деревянных, брусовых и каркасных домов, а также строений из легких штучных материалов: газо- и пеноблоков, силикатного кирпича, керамзито- и шлакобетона.

Для коттеджей из железобетонных плит и керамического кирпича использовать свайный фундамент также возможно, но при этом нагрузку, как правило, воспринимают не отдельные опоры, а свайные кусты, расчет которых должен производить только профессионал.

Свайный фундамент: плюсы и минусы

Достоинства свайных опор, используемых в качестве фундамента:

  • универсальность, могут применяться для широкого диапазона грунтов;
  • возможность сэкономить на земляных и бетонных работах;
  • возможность применения на участках со сложным рельефом;
  • минимальный уровень механизации, можно сделать своими руками;
  • высокая надежность и несущая способность;
  • оперативное возведение в любое время года;
  • возможность сохранить существующее благоустройство на участке;
  • низкая стоимость в сравнении с плитно-монолитным основанием.

Недостатки:

  • необходимость проведения расчетов;
  • при неправильном расчете возможно усадка и деформация основания;
  • отсутствие подвального помещения;
  • невозможность устройства на скальных и плотных грунтах;
  • обязательно утепление и качественная гидроизоляция наземной части;
  • сложности с обвязкой — соединением свай в единую конструкцию.

Почти все минусы свайного фундамента вполне устранимы, если подойти к проектированию, расчетам и строительству ответственно. Сделать это помогут действующие нормативные документы, которые рекомендуется изучить перед началом работ.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Часто встречаются сложные грунты: глинистый, торфяной, песчаный с высоким уровнем залегания грунтовых вод. С помощью достаточно новой в современном малоэтажном строительстве, но очень перспективной технологии, основанной на использовании винтовых свай, можно решить задачу устройства фундамента на участках с проблемным и неоднородным грунтом, а также сложным рельефом, не увеличивая свои расходы.

Рис.1. Фундамент на винтовых сваях

Фундамент на винтовых сваях позволяет полностью отказаться от подготовительных земельных работ, не требует выравнивания и расчищения "пятна" застройки, привлечения специальной строительной техники, что делает его в 1,5-2 раза экономичнее ленточного, не говоря уже о монолитной плите. Кроме того, полностью сохраняется ландшафтный дизайн.

Устройство винтовых свай представляет собой трубу с прикреплённой режущей буровой лопастью. Лопасть непостоянной ширины: начинается на скошенной части ствола и плавно увеличивается в ширину. Разрезание грунта благодаря такой конструкции происходит с минимальным сопротивлением и уменьшает крутящий момент. При завинчивании винтовой сваи грунт и межвитковые промежутки почвы не разрыхляются, а уплотняются. Происходит это за счёт правильно рассчитанного угла и шага винтовой лопасти. В результате этого свойства винтовые сваи обладают высокой несущей способностью, выдерживают выдёргивающие и сжимающие нагрузки и противостоят силам морозного пучения. Маленькая площадь соприкосновения винтовой сваи с грунтом и режущие лопасти винтовой сваи не позволяют даже при глубоком промерзании почвы фундаменту сдвигаться.

Методом завинчивания на глубину не менее 1,5 м (глубина промерзания почвы в Ленобласти 1,2-1,4 м) винтовая свая погружается в грунт согласно разметке в соответствии с разработанным планом свайного поля фундамента. При залегании в верхних слоях просадочных грунтов (торфа) винтовая свая завинчивается до тех пор, пока не пройдёт этот слой. В настоящее время производятся цельные винтовые сваи длиной до 6,5 м. В основном этого достаточно для прохождения рыхлого грунта, но при необходимости она наращивается до нужного размера. Диаметр винтовой сваи определяет конструкция сооружения.

Рис.2. Винтовая свая погружается в грунт согласно разметке в соответствии с разработанным планом свайного поля фундамента

Завинчивание винтовой сваи на разную глубину в зависимости от несущей способности грунта гарантирует равномерную несущую способность фундамента.

Винтовая свая покрыта специальным антикоррозийным составом. Покрытие обладает высокой устойчивостью к механическому воздействию, не изнашивается и защищает металл от воздействия внешней среды после установки сваи на нужную глубину. Аналогичный состав применяется для защиты подводных частей ледоколов.

Винтовую сваю подрезают в уровень, определяемый проектом, стволы бетонируются, тем самым происходит заполнение внутреннего пространства конструкции, что исключает скапливание там воды, предотвращая коррозию и разрыв металлического основания при замерзании. Поверх ствола устанавливается свайный оголовок, который служит опорой для возведения обвязки. Для лёгких, деревянных сооружений обвязкой служит брус или швеллер, для более тяжёлых — монолитный железобетонный ростверк.

Опорные части винтовых свай обычно возвышаются на 40-60 см от нулевого уровня и, следовательно, под домом появляется некоторое продуваемое пространство. Для деревянных построек эта особенность является преимуществом, т.к. обеспечивает хорошую вентиляцию и предотвращает гниение древесины. Желаемого внешнего оформления можно добиться, "зашив" периметр под домом, например, клинкерными панелями, имитирующими камень или кирпич.

Проектирование фундамента

Винтовая свая — свая, состоящая из металлической винтовой лопасти и трубчатого металлического ствола со значительно меньшей по сравнению с лопастью площадью поперечного сечения, погружаемая в грунт путем ее завинчивания.

Рис.3. Винтовая свая

Несущая способность винтовых свай () зависит от типа грунта.

Пример.

СВС 108/2500 от 3 до 17 тс.

Свайные фундаменты в зависимости от действующих нагрузок следует проектировать в виде:

а) одиночных свай — под отдельно стоящие опоры;

б) свайных лент — под стены зданий и сооружений при передаче на фундамент распределенных по длине нагрузок с расположением свай в один, два ряда и более;

в) свайных кустов — под колонны с расположением свай в плане на участке квадратной, прямоугольной, трапецеидальной и другой формы;

г) сплошного свайного поля — под тяжелые сооружения со сваями, равномерно расположенными под всем сооружением и объединенными сплошным ростверком, подошва которого опирается на грунт.

В зависимости от конструкции здания применяют ленточные ростверки, ростверки стаканного типа и плитные ростверки.

Преимущества и недостатки свайного фундамента

Изобретённый англичанином Митчеллом примерно двести лет назад и модернизированный инженерами современности свайно-винтовой фундамент имеет массу неоспоримых плюсов, хотя и минусы всё-таки имеются. Итак, преимуществами этой конструкции является:

  • возможность монтирования в строго вертикальной позиции в любую погоду в максимально короткие сроки;
  • оптимальное решение проблемы при строительстве на сложных грунтах;
  • надёжность и долговечность зданий на винтовом фундаменте — гарантированный срок службы до 50 лет;
  • безопасность работ по монтажу винтового фундамента для окружающей среды;
  • превосходство характеристик винтовых свай по крепости и нагрузкам по отношению к аналогам;
  • возможность применения данной технологии возведения фундамента для самых разных объектов, включая пирсы и речные причалы;
  • возможность распределения нагрузок на объекте в соответствии с проектной документацией;
  • дешевизна по сравнению с другими вариантами возведения фундамента.

Компании, занимающиеся производством и монтированием винтовых свай, как правило, говорят только о преимуществах своих изделий, а между тем, как и везде, здесь имеют место быть и минусы (пусть их существенно меньше, чем преимуществ), о которых следует знать потребителям. Итак, минусы свай-винтов:

  • монтаж винтовых свай подразумевает подготовленность и владение определёнными навыками тех, кто его производит, так как ошибки при сборке такого фундамента или несоблюдение технологии поставят под сомнение прочность и долговечность всего строения;
  • невозможность сооружения этого варианта свайного фундамента без специализированной техники в условиях скалистой или каменистой местности;
  • отсутствие возможности строительства тёплого подвала под зданием на свайно-винтовом фундаменте.

Преимущества конструкций

Среди преимуществ свайных опор стоит отметить следующие:

  •  легкость монтажа;
  •  работать с фундаментом можно при любых погодных условиях и на любом типе почвы;
  •  доступная стоимость;
  •  возможность устанавливать фундамент самостоятельно, без использования специального оборудования.

Как видим, выбирая такую опору для своего дома, можно не только оценить ее качество, но и сэкономить много денежных средств. Перейдя по данной ссылке, вы найдете подробное описание про свайно-ленточный фундамент своими руками.

Вкрутили, выкрутили, снова вкрутили…

Как вы думаете – для чего сваям нужен наконечник с винтом? Чтобы было проще закрутить их в землю? Отчасти это верно. Но лопасти винта выполняют и еще одну важную функцию: они уплотняют грунт, который находится под ними, в результате фундамент получается более устойчивым.

А теперь представим такую ситуацию: рабочие заметили, что вкрутили сваю слишком глубоко, и она получилась ниже, чем остальные. Как поправить ситуацию? Самое простое (но не самое лучшее) решение – выкрутить сваю обратно на нужную высоту. Вот только после этого она потеряет несущую способность и в будущем снова просядет.

Еще хуже, когда сваю устанавливают в заранее вырытую яму. Профессионалы точно никогда так не сделают.

Монтаж свай

Чтобы читатель мог заранее оценить свои силы и возможности, расскажем прежде о способах установки винтовых свай. В легких грунтах сваи длиной до 5 м можно заворачивать вручную. Для этого необходимы 3 человека: двое физически крепких и выносливых, а третий внимательный и с точным глазомером:

Ручным буром делают реперную скважину глубиной не менее 1,2 м. Сваю вставляют в репер и отвесом выравнивают по вертикали. В технологические отверстия сваи продевают лом, а на его концы надевают отрезки трубы большего диаметра одинаковой длины не менее 5-6 м. Охватывать сваю хомутом с проушинами и пристраивать ворот сбоку нельзя, иначе сваю неминуемо перекосит! Ось сваи и ось ворота должны пересекаться! Сваю осторожно заворачивают, пока она не упрется в дно репера. Окончательно выверяют вертикальность сваи, поджимая ее плечами и руками. Заворачивают на штатную глубину; наблюдающий непрерывно контролирует вертикальность и подает команды буровикам, кому сильнее налечь, в какую сторону подать.

Допустимый перекос сваи длиной 5 м – 2 градуса. Чтобы закрутить ее с такой точностью на глазок, нужен довольно приличный опыт слаженной бригады. Особенно опасен случай, когда свая пойдет «не по резьбе», выровнять такую практически невозможно, а вывернуть обратно удается только с глубины не более 1,5 м в супеси или подзоле. Поэтому имеет смысл, прежде чем браться за фундамент, потренироваться где-то на задворках.

Примечание: о технологии монтажа собственно фундамента будет сказано далее.

Заворачивание винтовой сваи мини-экскаватором

Механическим способом сваи в индивидуальном строительстве заворачивают чаще всего мини-экскаватором со сваезаворачивателем, см. рис. Аренда или наем вместе с оператором такой машины стоят в несколько раз дешевле, чем «большой» спецтехники, а в обычные российские грунты он вгоняет сваю длиной до 12 м и диаметром до 159 мм. На заворачивание одной уходит 3-10 мин., смотря по грунту; вертикальность получается автоматически. Бортовая электроника некоторых моделей «мини-эков» может сопрягаться с лазерным нивелиром, так что и верхушки свай выйдут сразу в одну плоскость. В общем, оптимальный вариант.

Устройство винтового основания под каркасный дом

Основание из винтовых свай можно возвести своими руками без привлечения техники.

Все работы выполняют два-три человека в несколько этапов:

  1. Чтобы возвести надежное основание под каркасный дом, необходимо составить проект фундамента. На этом этапе рассчитывается необходимое количество свай, подбирается диаметр изделий и их конструкция. Также определяется расстояние между сваями.
  2. Затем проводят исследование грунта, чтобы определить его состав и глубину промерзания. Для получения более точных результатов проводится пробное вкручивание.
  3. Теперь необходимо подготовить участок. Основное преимущество винтовых свай – возможность использования в любое время года. Поэтому в летнее время участок освобождают от лишней растительности, а в зимний период – счищают снежный слой и обломанные ветки. Кроме этого, отмечают места возможного прохождения трубопроводов и подземного кабеля.
  4. Согласно проекту в местах расположения свай на подготовленном участке расставляют деревянные колышки. Расстояние между ними определяется в зависимости от веса будущей конструкции. Идеальным считается установка свай на расстоянии 2-2,5 метра. Вместо колышков можно использовать сами сваи, завинчивая их на небольшую глубину.
  5. Перед завинчиванием свай в местах их установки делают углубления до 30 см. В образовавшиеся ямки устанавливают сваю. Для удобства на каждом изделии имеется технологическое отверстие, куда вставляют обрезок трубы или лом. Они послужат своеобразным рычагом для ввинчивания сваи. Лучше использовать квадратную трубу, она меньше подвержена деформации. При вкручивании сваи в грунт важно контролировать вертикальное положение свай, а также их высоту. Контроль необходимо вести с самого начала, так как в дальнейшем выравнивание становится невозможным. Для проверки вертикали пользуются строительным уровнем.
  6. Во время завинчивания свай необходимо правильно выбрать величину заглубления. Все зависит от уровня промерзания грунта. Наконечник сваи должен располагаться ниже этой точки на 30 см. Лучше всего погружать сваи до плотных слоев грунта. Определить это можно по более трудному завинчиванию сваи.
  7. После завинчивания всех свай основания под каркасный дом необходимо провести горизонтальное выравнивание, так как выдержать одинаковую высоту свай во время их вкручивания практически невозможно. Пользуясь горизонтальным уровнем, сваи обрезают до нужной высоты с помощью болгарки. Минимальная высота свай должна быть 50-60 см.
  8. Теперь необходимо провести бетонирование свай. Это придает им прочность, а также препятствует возникновению коррозии металлических свай изнутри. Заливать бетонный раствор нужно тонкой струйкой, чтобы вытеснить максимальное количество воздуха из трубы. Параллельно можно добавлять раствор с антиморозными свойствами, что предотвратит порыв сваи.

Когда требуется ремонт фундамента старого дома

Ремонт старого фундамента деревянного дома требуется в случае его активного разрушения. Если только появились мелкие трещины, то это еще не повод для паники.

Ремонт фундамента старого деревянного дома может понадобиться в таких случаях:

  • появилась целая сеть трещин, причем некоторых из зазоров стали очень большими;
  • деформации в старом фундаменте, что вызвано грунтовыми водами, корневой системой рядом расположенных деревьев;
  • полное разрушение имеющегося фундамента;
  • перекосы в стенах, что вызвано деформациями опор.

Бетонирование свай

После ввинчивания и вертикального выравнивания следует проверить горизонтальный уровень и сделать на каждой установке отметку. Лишнюю длину срезаем. Для этого используется болгарка. Но следим за тем, чтобы над уровнем земли длина свай была не меньше 60 см. Затем сваи бетонируют изнутри. Раствор обычный – цемент с песком. Сначала из свай выгоняем воздух, затем заливается цементно-песочный раствор. Количество раствора составляет около 35 кг на единицу. На видео Вы увидите, как правильно бетонировать сваи.

Если процесс бетонирования производится в зимнее время, то следует использовать присадки. Для того чтобы увеличить сохранность свай необходимо их покрыть двухкомпонентным полимерным составом, который защищает не только с внешней стороны, но и с внутренней. Таким образом, срок службы увеличивается до 80–90 лет.

Читайте также:  Как правильно построить свайно-ленточный фундамент