Свайно-винтовой фундамент: назначение, типы, используемые материалы
В сложных грунтах рекомендуется использовтаь сваи
Свайно-винтовое основание для возведения постройки будет оптимальным вариантом на участках с влажным, неустойчивым грунтом и сложной рельефностью.
Но из-за своей несущей способности самыми распространенными конструкциями на нем являются каркасные, деревянные дома, небольшие сооружения из камня (пористого), пустотелого кирпича, заборы.
Винтовые сваи имеют спиралевидные шнеки
Технология работ следующая:
- в поверхность грунта закручиваются заостренные, металлические трубы с лопастями на концах (спиралевидными шнеками);
- оставшаяся на поверхности часть выгоняется до нужной высоты под один уровень;
- конструктивные элементы связываются между собой: выполняется объединение ростверком.
Опоры требуется погружать в грунт на глубину от 1,5 до 7 м. Необходимая их высота достигается наращиванием. Они выдерживают нагрузки от 2,5 до 7 тонн на одну (это зависит от вида, размера).
С их помощью возводятся следующие типы оснований:
- лента из свай: под стены возводимого сооружения опоры устанавливаются одним, либо несколькими рядами;
- стандартный: сваи устанавливаются под несущие части конструкций;
- использование одиночных винтов: так подпирают отдельные элементы сооружений;
- «свайное поле»: опоры вкручиваются по всей поверхности, отведенной под дом.
Свая должна оканчиваться ниже уровня промерзания
Материалом винтов являются стальные трубы с толщиной стен в среднем от 8 до 12 мм, диаметром – от 50 до 350 мм. Лопасти («резьбы») выполняются перпендикулярно к трубной оси, диаметр их от 200 до 900 мм. Они препятствуют выдавливанию свай из почвы, способствуют распределению давления на опоры от сооружения.
Такие буры внедряются ниже границы промерзания грунта.
Различного вида винтовые сваи отличают преимущества и недостатки, как и любой другой материал.
Их видовое разнообразие по методу изготовления наконечников такое:
- со сварными лопастями, где их качество значительно зависит от умений сварщика;
- с литыми окончаниями – более надежный дорогой вариант.
Свайный фундамент – дешевое и легкое решение проблемы участка с перепадами высот
Преимущества винтовых свай заключаются в:
- экологической безопасности материала;
- широком диапазоне применения;
- относительно низких трудовых затратах на установку;
- возможности повторного и круглогодичного использования, дополнительного укрепления;
- продолжительном сроке эксплуатации.
Какими они бывают
Винтовые сваи различаются между собой по довольно большому числу параметров. Это может быть и длина, и вес. Но всё же главную роль играет тип крепления лопастей и диаметр.
По типу крепления лопастей они делятся на:
C литым наконечником. Такие наконечники делают на производстве, применяя метод точного литья в вакуумной среде из стали наиболее прочных марок. Толщина такого наконечника может достигать 13 мм для изделия диаметром 300 мм. Он вставляется в конец трубы и обваривается;
- Из оцинкованной трубы с таким же наконечником. Такое изделие отличается повышенной стойкостью к коррозии;
Со сварным наконечником. В отличие от литого, этот тип отличается простотой изготовления — просто к его концу приваривается острая буровая лопасть. Её толщина достигает всего 5 мм для диаметра сваи в 300 мм.
Естественно, наиболее надёжным считаются сваи с литой лопастью, особенно изготовленные из оцинкованной трубы. Выше и их несущая способность, которая может достигать шести тонн. Но они меньше подходят для потребителей с ограниченным бюджетом, поскольку их стоимость на четверть выше сварных.
Сама по себе их теоретическая надёжность не является гарантией качества на практике. Относительная сложность, которую имеет технология, необходимость делать точный расчёт, повышает опасность наткнуться на халтуру. Потребителю стоит проверять сертификаты и другие документы на литые наконечники.
Сварные винтовые сваи, в свою очередь, менее надёжны, но и заметно дешевле. Но дешевизна тут достигается использованием менее качественных материалов. А бывает, и менее качественной работой. Строители рискуют тем, что лопасть оторвётся и вырастет нагрузка на соседние сваи, дом просядет.
Изначально эти трубы применяются в нефте-газовой промышленности.
Существует довольно большое разнообразие диаметров свай. Всё зависит от того, для каких целей они будут применяться. Чем тяжелее постройка, тем больше должен быть диаметр. На сегодняшний день самыми популярными являются такие сваи:
- Диаметром 57 мм;
- 89 мм;
- 108 мм;
- 133 мм;
- 300 мм.
Наиболее тонкие делают в большинстве случаев сварными и ставят для заборов. Сваи же от 89 мм популярны в домостроении. Средняя несущая способность свай варьируется в зависимости от диаметра и толщины стенок трубы в пределах 4–7 тонн. Этого вполне достаточно для абсолютного большинства проектов частных жилых домов, в том числе и возводимых на сложных почвах.
Конечно, не стоит рисковать и возводить капитальный дом на фундаменте из 89-миллиметровых свай, лучше начинать со 108-миллиметровых, если дом из бруса или бревна и имеет небольшие размеры. Для домов из тяжёлых брёвен или пеноблоков уже вполне подходят сваи в 133 мм.
Маркировка свай по диаметру обычно выглядит так: СВ:133х350, где буквы обозначают, что это «свая винтовая», первые цифры — диаметр в миллиметрах, а последние — диаметр лопастей.
Оголовки
Другой важной частью конструкции являются оголовки. Их главное предназначение — работать как опора для плит или балок дома
Их устанавливают не всегда (например, в них нет необходимости, если дом строится из пенобетона), но когда они нужны, то их установка обязательна.
Оголовки делятся на несколько категорий. Во-первых, они бывают:
- Съёмными;
- Приваренными.
Первый вариант используется при наиболее распространённом, ручном, вкручивании свай. Последние вкручиваются на глубину промерзания грунта, после чего их концы срезаются, так, чтобы они были на одной высоте. После этого одевают изделие.
Что касается приваренных оголовков, то их основных применением являются винтовые сваи, вкручиваемые ямобуром. Главным преимуществом такого способа крепления является то, что внутрь сваи не попадают её главные враги — влага и воздух, что снижает уровень коррозионности.
Также оголовки бывают в зависимости от формы:
- П-образными;
- Т-образными.
Разную форму используют для укладки на них разных типов перекрытий. П-образные оголовки служат как опора для балок и только для них, в то время как Т-образные применяются как для балочного, так и для плиточного ростверка. Верхняя часть оголовка может быть в виде круга, квадрата или любой другой фигуры.
Что касается размеров, то они полностью зависят от диаметра сваи и удельного веса конструкции, которая будет опираться на оголовок. Их делают так, чтобы внутренний диаметр несколько превышал размер сваи. Оголовки также бывают простыми и усиленными. Последние делают с четырёхсторонними косынками и из особо прочных марок стали.
Основные плюсы свайно-винтового фундамента
Отдавая свое предпочтение тому или иному типу фундамента, наш выбор всегда основывается на его положительных качествах, поэтому давайте с них и начнем.
1. Стоимость фундамента
Точной цифры, на сколько свайно-винтовой фундамент обойдется дешевле, чем другие типы, на вскидку Вам никто не скажет, потому что необходимо учитывать множество факторов, начиная от глубины заложения, и заканчивая весом и размером самой постройки. Но, как показывает практика, выгода начинается от 20-40%, по сравнению со столбчатым и мелкозаглубленным ленточным фундаментом, а если сравнивать его с заглубленным ленточным или монолитной плитой, то здесь цена уже может отличаться в несколько раз, а в наше время — это огромный плюс.
2. Легкость и удобство монтажа
Монтаж свайно-винтового фундамента настолько прост, что его можно осуществить своими руками, без применения спецтехники и дорогостоящих инструментов, прибегнув лишь к помощи друзей или родственников.
Как правило, достаточно 3 человек, чтобы без проблем осуществить монтаж.
3. Очень быстрый монтаж винтовых свай
Значительный плюс винтовых свай, потому что в большинстве случаев, монтаж фундамента осуществляется за 1-2 дня. В то время, как другие типы фундамента, включающие в себя такие этапы, как копку, армирование, устройство опалубки и заливку бетона, займет гораздо больше времени, сил и средств.
Но стоит помнить, что время монтажа полностью зависит от профессионализма работников, грунта и глубины заложения винтовых свай.
4. Уклон на участке – не помеха для свайно-винтового фундамента
Каким бы ни был уклон на Вашем участке, он не будет проблемой для монтажа свайно-винтового фундамента. Большая разница в высоте (5-8 метров), может стать практически не преодолимой преградой для железобетонных типов фундамента, а свайно-винтовой – с этой задачей справиться.
Тут стоит отметить, что другой тип фундамента, например ленточный, с этой задачей тоже может справиться, но это обойдеться Вам в несколько раз дороже.
5. Чистый участок после заложения фундамента
В процессе заложения фундамента, на участке не будет лишних отходов и грязи, таких как выкопанный грунт, пролитый бетон, следы от техники на газоне и т.д. Хоть и не такой значительный, но все же плюс.
Закладывая фундамент на винтовых сваях, Вам не придется думать, куда деть лишний грунт, как очистить участок
6. Монтаж в любое время года
В отличие от бетонных и железобетонных фундаментов, устройство которых в зимний период предусматривает дополнительные затраты на прогрев бетона, противоморозные добавки и т.д., монтаж винтовых свай можно производить практически при любой температуре воздуха и без дополнительных затрат. Тем более, все знают, что строительство зимой гораздо дешевле.
7. Теплый пол в доме
Особенность этого фундамента такова, что между грунтом и полом дома присутствует приличная прослойка воздуха, а как известно, воздух – хороший теплоизолятор. Таким образом, если сравнивать полы по грунту, и полы «висящие в воздухе», то теплее будут вторые, при одинаковых затратах. А это уже значительный плюс в пользу винтовых свай.
8. Быстрая готовность
Если бетонные фундаменты предусматривают затвердевание в течение 28 суток, а также время для усадки, перед тем, как начнется монтаж стен, то свайно-винтовой фундамент, готов к расчетным нагрузкам сразу после монтажа.
9. Простота наращивания фундамента
В случае, когда Вам необходимо, по каким-либо причинам, после монтажа винтовых свай, немного изменить проект дома, планировку, или просто пристроить что-либо, нарастить свайно-винтовой фундамент не составит особого труда. Что не всегда возможно сделать без значительных затрат с другими видами фундаментов.
10. Несложный ремонт фундамента
От некачественных материалов, неправильного монтажа, да и вообще неквалифицированных специалистов – не застрахован никто. Так вот, если по какой-либо причине, винтовая свая лопнет, то ее легко будет заменить, даже если дом уже будет построен. А вот если лопнет ленточный или плитный фундамент, то ремонт обойдется Вам в очень большую сумму.
11. Не тянет влагу из грунта
Благодаря тому, что связь дома с грунтом осуществляется только через металлические сваи, влага, расположенная в земле, никаким образом не сможет проникнуть ни в стены, ни в пол Вашего дома.
Вот мы и рассмотрели все основные плюсы свайно-винтовых фундаментов. Как видно, их огромное количество, большинство из которых могут стать весомым аргументом в пользу винтовых свай при выборе фундамента под дом.
Свайный фундамент плюсы и минусы
Выбирая основание данного типа для дома, необходимо знать плюсы и минусы свайного фундамента
Это важно и на этапе строительства и в процессе эксплуатации. Сначала рассмотрим преимущества свайного фундамента
Преимущества свайного фундамента для дома
- возможность строительства на сложных, слабых и нестабильных грунтах;
- использование свай для сооружения фундамента позволяет проводить строительство на сложном рельефе поверхности, например, на склоне горы;
- возможность монтажа строения в любых погодных и климатических условиях;
- осадка у здания на сваях – минимальна, в отдельных случаях сводится к нулю;
- сравнительно низкая стоимость строительства;
- сокращение сроков строительства;
- не требует масштабной предварительной подготовки и не нуждается в сооружении дополнительной несущей конструкции;
- возможность легко возвести пристройку к существующей конструкции;
- средний ресурс свайного фундамента составляет до 100 лет;
- при условии грамотных инженерных расчетов и точном соответствии проекту в процессе строительства строение максимально надежно.
Недостатки свайного фундамента
Минусы свайного фундамента немногочисленны, но их необходимо учитывать, начиная с разработки проекта и в процессе эксплуатации здания:
- для сооружения надежного и долговечного основания дома, необходимо провести тщательные геодезические исследование грунта участка и четкий инженерный расчет;
- свайно винтовой фундамент часто подвержен сильной усадке, что может вызвать перекос дома;
- в отдельных случаях необходимо сооружение ростверка или связующих ж/б, деревянных или металлических балок;
- лучше использовать материалы исключительно высокого качества.
Свайный фундамент плюсы и минусы видео
Достоинства и недостатки свайного фундамента, а также специфику его обустройства вы можете посмотреть в этом видеоролике.
Достоинства и недостатки изделий
Область применения фундамента достаточно широка. Ими пользуются при строительстве как жилых, так и производственных помещений. В связи с тем, что опоры довольно прочные, на них можно возводить здания любой сложности. Но перед тем как использовать железобетонные изделия, необходимо знать их основные достоинства, а также недостатки.
К главным преимуществам конструкций относят:
- Устойчивость. Бетонный фундамент при монтаже в почву опирается на неё, используя всю свою несущую способность, таким образом, конструкция способна выдержать стихийные катаклизмы.
- Максимально короткие сроки при строительстве объектов.
- Доступность. Приобрести опоры не составляет труда вне зависимости от региона проживания.
- Длительный период использования. Если при установке сваи жби соблюдены все требования, то такая опора способна прослужить девяносто и более лет.
- Монтаж в сложных условиях. Конструкции легко устанавливаются в промёрзший или очень влажный грунт.
- Доступная цена. По сравнению со стоимостью других фундаментов, ЖБ сваи довольно дёшевы и просты в использовании.
- Высокая прочность. Железобетонная конструкция может выдержать многоэтажные и массивные строения.
Но в случае с ЖБ сваями их всего два: массивность и вес изделия. Именно эти минусы усложняют установку, ведь многотонные конструкции возможно установить только с помощью подъёмного крана и отбойного молотка, что приводит к дополнительным расходам.
Разновидности свай для индивидуального строительства
Свайные конструкции могут применяться в любом типе грунта, кроме скальной породы
Сваи, используемые в индивидуальном строительстве в качестве основания дома, который возводится в ослабленном грунте, – это длинные заострённые или с пятой конструкции. Они могут изготавливаться из металла, бетона, древесины. Сечение сваи может быть круглым или квадратным. Конструкция может заглубляться в готовом виде или собираться непосредственно в почве.
Свайные конструкции могут применяться в любом типе грунта, кроме скальной породы. В индивидуальном строительстве свайный фундамент используется в следующих случаях:
- Для возведения домов на территории с высоким УГВ.
- Если верхний слой почвы на участке – это торфяник или плывун со слабой несущей способностью. Тогда сваи заглубляют до нижних более плотных слоёв породы.
- Если глубина промерзания почвы более 2 метров.
- При строительстве на склонах с резким крутым рельефом.
- Если конструкции дома имеют значительный вес (более 350 т), то целесообразно выполнить фундамент на сваях.
Сваи с заострённым концом забиваются в подвижный грунт при помощи специального молота, пока не достигнут плотной породы. Винтовой фундамент делается на сваях, один конец которых имеет специальный винт. Для монтажа этой конструкции используется специальный ключ. Если сваю нужно изготовить прямо в грунте, то в породе бурится скважина, которая потом армируется и бетонируется.
Необходимая длина сваи высчитывается проектировщиками в зависимости от нагрузок и особенностей местности
Сваи могут отличаться по материалу, из которого они выполнены, форме, способу изготовления и погружения в грунт.
По способу заглубления выделяют следующие виды свайных изделий:
- Забивные конструкции погружаются в землю без выемки грунта. С этой целью используется специальная техника (вибровдавливающие и погружающие устройства).
- Набивные железобетонные и бетонные изделия монтируются путём заливки бетона в заранее пробуренную скважину.
- Железобетонные буровые сваи устанавливаются в пробуренные скважины.
- Винтовой фундамент делается из свайной конструкции с винтом на конце. Она закручивается в породу при помощи строительной техники. Очень часто для облегчения монтажа используется специальный ключ.
Свайный фундамент различается и по характеру работы:
- Свайные изделия в роли стоек передают давление от дома на прочный несущий грунт, находящийся под слоем рыхлой ослабленной породы. Эти конструкции имеют гладкую поверхность, которая плохо сцепляется с породой. Поскольку 80 % нагрузки передаётся на основание таких свай, они имеют широкую пяту в нижней части для восприятия нагрузки. Сюда относятся изделия ТИСЭ с уширением в нижней части и конструкции, бетонирующиеся в обсадной трубе или скважине (однако в этом случае конструкция теряет 20 % прочности). Эти изделия практически не подвержены осадке.
- Свайные конструкции висячего типа передают часть нагрузки на окружающий их грунт за счёт силы трения. Эти изделия имеют неровную поверхность, которая помогает им цепляться за грунт по всей их длине. К таким конструкциям можно отнести буронабивные сваи, когда бетон просто заливается в пробуренную скважину. В этом случае 60-70 процентов несущей способности обеспечивается за счёт неровных боковых поверхностей. Такие конструкции используются при высоком расположении грунтовых вод, при необходимости сократить объёмы земляных работ, при наличии под слоем рыхлой породы более плотного грунта, который не настолько сильный, чтобы удержать сваи-стойки.
В зависимости от материала сваи бывают:
- Бетонные или железобетонные. Цена таких конструкций невысока, к тому же они долговечные и могут изготавливаться прямо на месте при наличии специальной техники. Для изделия используется бетон М 200 и выше.
- Стальные элементы выполняются из труб и прокатных стальных профилей. Однако такие конструкции нуждаются в антикоррозийном покрытии, специальной технике для монтажа свай длиннее 3 м. Цена таких конструкций значительная из-за большого расхода материала.
- Деревянные конструкции делаются из бревна диаметром 220-340 мм, их длина доходит до 8,5 м. Обычно используются ошкуренные брёвна из древесины хвойных пород. Такие конструкции практически не используются в наших широтах из-за сильной подверженности гниению. Однако современные препараты против гниения способны значительно улучшить ситуацию.
В каких случаях подойдет основание на винтовых сваях?
Выбор фундамента напрямую связан с типом конструкции будущего сооружения, физико-химическими свойствами грунта на участке, а также желанием собственника сэкономить на строительстве.
Применение технологии, связанной с вкручиванием в почву винтовых свай, выгодно, если:
планируется строительство деревянного, каркасного, щитового дома или другой легковесной конструкции;
- твердые породы почвы расположены не очень глубоко и не придется наращивать сваи;
- грунт на участке насыщен влагой, склонен к промерзанию, но не наблюдаются ощутимые горизонтальные подвижки пластов земли;
- рельеф площадки неравномерный, с большими перепадами по высоте.
Расчет винтовых свай для фундамента каркасного дома
Перед тем, как закупать необходимые материалы и начинать монтаж свай, нужно произвести все технологически необходимые расчеты. Они достаточно сложны, нужно сделать замеры и, исходя из этого, рассчитать количество и вид материала, учесть нюансы возведения сооружения. Для этого следует пригласить специалиста, или сделать все работы под контролем специалиста.
Перед началом работ следует просчитать следующие показатели. — какой грунт на участке и его особенности; — уровень грунтовых вод и диапазон сезонных колебаний; — уровень промерзания почвы; — вес всего строения; — увеличение сезонных нагрузок (снег, ветер); — ветровые нагрузки.
Первые три показателя определит геолог и сделает необходимые расчеты. Вес дома с начинкой, а также уровень нагрузки на сваи, вы можете просчитать самостоятельно либо с помощью профессионального строителя. Чтобы рассчитать вес конструкции, нужно иметь четкий план строения и информацию о материалах, которые будут применены. Дополнительно стоит учесть и потенциальную нагрузку, возможно, вы отойдете от плана и впоследствии будете модернизировать дом.
Следует заметить, что сваи располагаются под несущими само строение конструкциями (ложе фундамента) и уходят в почву глубже, чем уровень ее промерзания. И тут кроется один нюанс. Как правило, мягкие почвы промерзают сильней и в процессе оттаивания могут значительно смещаться. Это естественный процесс. Смещаясь, почва может как проседать, так и вспучиваться. Эти процессы смещают сваи. Поэтому вес сооружения обязательно должен распределяться по сваям равномерно, создавая возможность опорам адаптироваться к естественным процессам в почве. Тогда все эти сезонные изменения пройдут без ущерба для фундамента.
Если не соблюдать эти требования, дом может завалиться из-за разницы нагрузки, или оттаивающая почва попросту вытолкнет сваи, что приведет к обрушению всего строения. Эти все моменты также следует учесть при проектировании и учете длины конструкций.
Кстати, еще один тип часто используемого для такого типа строений фундамент – ленточный – монтируется по этому принципу. Основание заливается строго с учетом расположения несущих конструкций. Однако сама технологическая карта заливки ленточного фундамента куда сложней, поэтому, если позволяет тип почвы, лучше использовать винтовой фундамент. Его преимущество в том, что на зафиксированные сваи сразу крепятся связующие элементы.
Перед тем, как начать устанавливать сваи, нужно выполнить так называемую обвязку (армирование). Его суть заключается в том, что выкладывается основание (подойдут рельсы), соединяются воедино и на них выкладывается патрубок из дерева (первый венец крепиться именно к обвязке).
Обычно сваи устанавливаются, согласно технической документации процесса, на расстоянии 3-4 метра. Однако особенности почвы могут быть таковы, что шаг придется уменьшить до метра. Если есть риск смещения почвы, лучше перестраховаться и использовать больше свай. Закручивать их до конца также не следует. Оставьте для балансировки 10-12 см. Технологически, свая обязательна на каждом углу строения и под несущей стеной. В остальном сваи следует расположить в зависимости от индивидуальных конструктивных особенностей дома.
Для окончательного расчета следует учесть тип почвы и вес материалов, а также форму и толщину свай. Можно рассчитать эти показатели самостоятельно, а затем прибавить к получившимся значениям в среднем 20%. Помочь рассчитать свайный фундамент самостоятельно, вам может один из наших строительных калькуляторов (ссылка откроется в отдельном окне).
Однако все показатели, которые участвуют в расчетах, могут изменяться в зависимости от разных условий. Все эти нюансы может учесть лишь профессионал. Закажите расчеты и план у специалиста, если не уверены в своих силах и знаниях.
Основные разновидности свай
На рынке строительных материалов фундаментные опоры с винтом представлены 4-мя различными видами, которые существенно отличаются по своей конструкции.
- с одной широкой лопастью на наконечнике в нижней части трубы для деревянных и каркасных зданий;
- двухлопастные с повышенной несущей способностью для небольших каменных домов и двухэтажных зданий каркасного типа;
- узколопастные с коническим винтом для монтажа на каменистых грунтах;
- с прямым зубчатым нижним краем для устройства фундаментных оснований в условиях вечной мерзлоты.
В обычных условиях частного строительства наиболее распространены винтовые опоры первого типа с одной литой лопастью.
