Винтовой фундамент

Как сделать качественный свайно-винтовой фундамент

Вы можете сказать, что все вышеперечисленные проблемы со свайно-винтовым фундаментом возникли из-за грубых нарушений,допущенных в ходе строительства. Отчасти это верно. На портале есть множество тем, где у людей трещат ленты и проседают плитные фундаменты, в которые вбуханы кубометры бетона. Но, на устройство свайно-винтового фундамента, огромное влияние оказывает т. н. «человеческий фактор». Слишком много халтурщиков, в сезон, хочет заработать на сваях. На первый взгляд — работа нехитрая и простая, но, это только кажется.

Игорь3

Пользователь FORUMHOUSE

Я занимаюсь ремонтом фундаментов и передвижкой домов. Часто слышу про сваи, что качаются, тонут или, их выпирает. Технология свайно-винтового фундамента тут ни при чём. Причины аварийных ситуаций — неграмотный расчет и неправильный монтаж винтовых свай, усугубленный особенностями грунта.

По мнению Игорь3 дом на сваях качается если:

• Сваи недостаточно заглублены.
• Строители вырыли слишком глубокий приямок.
• Сваи слишком высоко подрезаны над грунтом и нет диагональных «укосин».
• Выбран малый диаметр свай.
• Недостаточное количество свай.
• Слабонесущий грунт.

Сваи просели если:

Под сваями слабонесущий грунт.
Не сделан расчёт несущей способности сваи, и, что ВАЖНО, грунта под лопастью сваи.

Итак, основа надежного свайно-винтового фундамента —  конструкторский расчёт и данные геологии на участке, а не определение длины и диаметра свай по телефону или по принципу «так сделали соседу». На первый взгляд кажется, что все вопросы решаются просто — заказывается инженерно-геологическое изыскание. Затем собираются нагрузки от будущего строения на грунт, делается расчёт и выбираются сваи. На этом этапе застройщиков ожидает «подводный камень», который может полностью обнулить идею сделать качественный свайно-винтовой фундамент.

al185

Супер-Модератор FORUMHOUSE

Любителей упрощенного «расчета» нагрузок через вес дома ждет неприятный сюрприз — риск неравномерных осадок по осям. На самом деле, грамотный сбор осевых нагрузок показывает – они сильно разные по осям. У каркасников в 1-2 этажа, нагрузки на периметр в диапазоне 10-25 кН/м = 1-2,5т/м и на внутренние до 40-50 кН/м= 4-5т/м.

Теперь найдите конструктора, кто сможет сделать грамотный расчет свайно-винтового фундамента, со сбором осевых нагрузок, и расчетом конструкции по СП 50-102-2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов». Есть такой?

Ещё один «миф», что свайный фундамент можно рассчитать путём пробного завинчивания сваи и, тем самым, исследовать грунт на участке.

al185

На мой взгляд и любого конструктора — этот метод — лотерея из области экстрасенсорики и уфологии.

Причина в том, что на усилие при пробном закручивании сваи влияет время года. Например, данные ранней весной, когда грунт находится во влагонасыщенном состоянии, т. е. в период максимального ухудшения свойств основания, будут отличаться от данных полученных при пробном завинчивании сваи летом — в конце августе, когда воды мало или зимой.

yra88888

При нормальном инженерно-геологическом исследовании выявляется практически все свойства залегающих пластов, в том числе и мощность, и возможность выявления просадочных линз. Выявляются пласты более стабильные и пригодные для восприятия нагрузок. Так же определяется и начальное просадочное давление, коэффициент фильтрации и другие свойства грунта, которые пробным закручиванием не определить.

Обязательными видами работ, независимо от уровня ответственности объектов строительства и типов свайных фундаментов, являются бурение скважин, лабораторные исследования и статическое или динамическое зондирование грунта.

Запомните!На свайно-винтовой фундамент можно поставить даже каменный дом, например, из газобетона. Вопрос лишь в том, если отбросить цену такого фундамента, выдержит ли грунт под лопастью эту нагрузку, при небольшой площади отпирания всех свай, по сравнению с ленточным или плитным фундаментом.

Для сравнения:

• Площадь опирания винтовой «108» сваи, с диаметром лопасти 300 мм – 0.07 м²
• Площадь опирания винтовой «133» сваи, с диаметром лопасти 350 мм – 0.09 м²
• Площадь опирания только части МЗЛФ, шириной 600 мм и длиной 1 м – 0.6 м²

Т. е. площадь опирания всего лишь 1 погонного метра ленточного фундамента, с шириной подошвы 0.6 м, = 6-8 винтовых свай! Причём при конструировании свайно-винтового фундамента не принимаются в расчет силы трения сваи о грунт в той части длины ствола, примерно 1.5-2 м, которая находится в зоне промерзания.

Выбор типа фундамента

Как правильно выбрать тип фундамента для каркасного дома и на что следует обратить внимание? Ведь универсальных оснований не бывает. Определяться следует, опираясь на множество факторов:

• На сколько этажей запроектирован дом. Если это будет одноэтажное жилище, то нагрузка на основание будет небольшая. Его можно сделать облегчённого типа и для устройства несущей конструкции пойдёт немного затрат. Увеличивая этажность, получаем увеличение нагрузки, следовательно, и тип фундамента должен быть более надёжным.
• Грунтовые воды. Если их уровень достаточно высок, то дом желательно поднять над уровнем земли. Или же необходимо создать солидную дренажную систему, чтобы защитить будущее жилище при сезонном подтоплении.
• Показатели промерзания грунта. Помним, что несущая конструкция закладывается ниже этого уровня.
• Определить тип грунта. Если почва твёрдая, то фундамент можно заложить попроще. На неустойчивых грунтах устраиваем более надёжное основание.

Рассмотрим несколько типов несущих конструкций для каркасного дома.

_source=ig_web_button_share_sheet

Ленточный фундамент

Ленточный фундамент отличается высокой надёжностью, равномерностью проседания, возможностью создания жилища любой планировки. Для устройства такого типа основания необходимо наличие низкого показателя уровня грунтовых вод, достаточно высокая плотность грунта (каменистого или песчаного).

Следующими положительными факторами устройства ленточного фундамента для каркасного строения – неглубокое промерзание грунта, отсутствие слоёв слабой почвы.

Если планируется дом небольшой, одноэтажный – то все эти факторы можно особо не учитывать. Останавливаются на малозаглубленном ленточном фундаменте.

Недостатками монолита являются большие затраты труда для его устройства и затраты на материалы.

Столбчатый фундамент

Преимуществ у столбчатого фундамента для возведения каркасного строения очень много. Представляет собой конструкцию из ряда столбов, которые размещаются под несущие стены. Размещение столбов выполняется с определённым шагом – до трёх метров друг от друга.

Шаг размещения столбов и их глубину заложения лучше рассчитать с учётом всех факторов, приведённых ранее.

Столбы можно закладывать из любого материала. Это может быть бетон, кирпич, дерево. Обязательно укладывается песчаная подушка. Как видим затраты трудоёмкости немалые, но всё это окупает надёжность и прочность при незначительных затратах материала. Для того чтобы нагрузка на столбчатый фундамент распределялась более равномерно, на столбах сооружают бетонное монолитное соединение (ростверк).

_source=ig_web_button_share_sheet

Он может располагаться на земле, или быть поднятым над её уровнем. Если ростверк висячий, то он должен быть поднят минимум на 10–20 см от земли. Наземное расположение ростверка обеспечивается наличием песчано-гравийной подушки, углублённой в почву на 15–20 см.

Свайный фундамент

Свайно-винтовой фундамент следует выбрать для возведения каркасно-щитового дома, если на участке преобладают неустойчивые пучинистые грунты (ил, глина, торф). На таком базисе можно строить даже двухэтажные каркасные строения. Шаг расположения винтовых свай обычно составляет полтора метра. Но главное, что данный тип несущей конструкции является экономичней по отношению к другим.

Если сравнивать с затратами на ленточный фундамент, то они в два раза больше, чем на свайный. Очень хорошо подходит этот тип основания, если участок под строительство имеет конкретные неровности, холмистость или находится на обрыве.

Плитный фундамент

Плитный фундамент для щитового дома применяется крайне редко, так как является одним из дорогостоящих вариантов. Исключением может быть этажность дома или слабая основа. Также, если плита фундамента планируется как перекрытие первого этажа дома.

Монтаж опалубки

Опалубка выполняется из досок толщиной 40-50 см или низкосортной фанеры. Не стоит экономить и делать опалубку лишь над уровнем земли, исключая заглубленную часть основания. По СНиП опалубка должна быть на всю высоту конструкции. Перед установкой опалубки необходимо устроить в траншее подушку из гравийно-песчаной смеси и поверх нее уложить гидроизоляцию. Это убережет ленту от проникновения влаги. Для улучшения адгезии и усиления гидроизоляционных характеристик поверх подушки можно залить пяти сантиметровый слой подбетонки из тощего бетона. В качестве гидроизоляции лучше всего применять рулонные материалы: бикрост, гидроизол, рубероид.

Описание винтовых свай.

Основным элементом фундамента является металлическая винтовая свая. Она представляет собой обычную стальную трубу. При этом толщина металла должна быть не меньше 4 мм.

На остром конце винтовой сваи находится режущая лопасть. Благодаря ей происходит ввинчивание в грунт. Из-за идеальной формы лопастей их можно просто ввинчивать на нужную глубину благодаря силе 3–4 строителей.

Для объектов, имеющих перепады в высоте или при наличии иных боковых нагрузок, используются сваи, на остром конце которых имеются две лопасти. Это придает дополнительную надежность практически любому строению.

Диаметр лопастей колеблется в пределах 200–850 мм. По внешнему виду свая напоминает громадный саморез. Она имеет диаметр от 50 до 350 мм. Ее длина составляет 2–11 м. Самые маленькие сваи используются для установки заборов, рекламных щитов, навесов. В продаже встречаются полые и цельные сваи.

Установка винтовых свай, видео:

Благодаря перпендикулярному расположению лопастей, винт не разрыхляет грунт. Несущая способность данных свай колеблется в пределах 5-25 т. Бывают разные варианты проектов фундаментов. Они зависят от типа будущего строения и грунта. Самые популярные из них:

• одиночные сваи (поддерживают отдельные элементы) нередко применяются в том случае, когда необходимо пристроить что-то к уже имеющемуся зданию;
• стандартный фундамент – используется под колонны и основные элементы строения;
• свайные ленты – располагаются под стенами строения;
• свайное поле – используется для тяжелых конструкций.

Для деревянного дома выбирают крепкие и долговечные сваи с литыми наконечниками.

Особое внимание необходимо уделить защитному покрытию этого строительного материала. Для проверки его качества можно попросить у продавца сделать тестовое закручивание. Если металл сильно оголится, то винтовые сваи покрыты плохой защитой

Если металл сильно оголится, то винтовые сваи покрыты плохой защитой.

Самое лучшее покрытие производится на основе высококачественной полиуретановой смолы. Не менее надежные и оцинкованные сваи. Их обрабатывают с помощью горячей оцинковки. Они покрыты защитой как снаружи, так и внутри.

Достоинства данных свай:

• Возможность их повторного использования. Это обусловлено тем, что они демонтируются без каких-либо повреждений.
• Отпадает необходимость в выполнении большого объема земляных работ. Возведение свайно-винтового фундамента возможно на обводненных и подвижных участках.
• Монтаж данного фундамента осуществляют за 1–3 дня. Работы, производимые вручную, более продолжительные, чем с применением специальной техники.
• Строительство дома начинают сразу же после монтажа оголовка.
• Они идеальны для возведения различных пристроек к строению.
• Срок службы свайно-винтового фундамента составляет 150 лет. После дополнительной обработки винтовые сваи могут прослужить без замены более 200 лет.
• Себестоимость возведения данного фундамента почти втрое ниже, чем ленточного.
• После возведения фундамента на участке не скапливается строительный мусор.

• их нельзя использовать на крупнообломочных и скальных грунтах;
• проседание грунта, при плохо проведенном обследовании участка;
• деформация фундамента, происходящая при нарушении технологии (она возможна в случае, если при вкручивании свай не фиксировали их положение, их устанавливали в заранее выкопанные ямы или забивали, сделали неправильную обвязку свай);
• коррозия свай из-за отсутствия или плохой антикоррозийной обработки;
• ограничение строительства легкими и небольшими домами, например, из арболита или полистеролбетона.

Предпосылки к использованию винтового фундамента

Когда и при каких условиях допускается применение, в каких случаях запрещено и где возможно, но требует дополнительных действий или обработки.

Рекомендован	– при работе на сложных грунтах: болотистом, торфяном, плывуне, пылевидном; – при работе на нестабильных грунтах; – при работе на обводненных грунтах; – при строительстве на участке с неровным рельефом; – на предварительно неподготовленных участках; – при наличии деревьев с развитой корневой системой; – для малоэтажного строительства; – стремлении сохранить природный ландшафт и избежать выравнивания участка; – при желании выполнить монтаж винтового фундамента своими руками.
Возможен	– при высоком уровне грунтовых вод; – в химически активной почве.
Исключен	– на скалистой почве; – в грунте, который содержит значительное количество камней и валунов.

Свайно-винтовой фундамент выбирают при:

• усилении ленточного или плитного фундамента;
• легких строений;
• строительстве капитальных малоэтажных домов;
• обустройстве причалов;
• заборов;
• реконструкции зданий.

Сколько понадобится винтовых свай?

По итогам обоих расчётов есть два значения – суммарная нагрузка (она передаётся от здания фундаменту) и несущая способность (с запасом срока эксплуатации) одной сваи.

Рассмотрим для наглядности пример. Онлайн калькулятор показал допустимую нагрузку на винтовую основу СВС-108 4,5 тонны с учётом поправочного коэффициента надёжности. По второму онлайн калькулятору общее значение нагрузки от здания (которое планируется к строительству) составило 64,2 тонны.

Получаем в результате деления требуемый результат:

64,2 : 4,5 = 14,02

Значение округляют до целого числа в большую сторону, поэтому получим 15 свай.

Это количество – минимальное, часто оказывается не окончательным, ведь существуют нормативы по расстановке свайных опор.

Нормативы:

• для каркасных, брусовых, бревенчатых построек сваи устанавливают с шагом не более 300 см;
• для сооружений из пенобетона, шлакобетона и газобетона шаг установки свайных опор должен быть не больше 200 см;
• если возводятся ограждения из лёгких стройматериалов, то дистанция между опорами 300-350 см;
• когда обустраиваются заборы из древесины или из профнастила, то шаг установки должен быть 250-300 см, он зависит от ветровой нагрузки.

Определяя места установки винтовых опор на плане постройки, учитывают следующие нормативы:

1. Обязательно сваи вкручиваются по углам постройки, также в местах (точке) пересечения либо присоединения несущих стен.
2. Под капитальными стенами (и внутренними, и внешними) сваи устанавливают с единым шагом. Это расстояние выбирают в зависимости от стенового материала и особенностей здания.
3. При строительстве веранд, террас, пристроек, сараев, примыкающих к дому, других лёгких пристроек свайное поле рассчитывают отдельно! И к фундаменту дома его не привязывают. Часто для подобных сооружений применяют сваи меньшего диаметра, существенно экономя на фундаменте.
4. Другой подход к тяжеловесным постройкам, которые будут располагаться внутри дома – это котёл, печь и т.п. В местах их расположения нужно основание усиливать двумя дополнительными сваями как минимум. Либо возводить отдельное мини-основание, которое не будет связано с основным фундаментом. Но для этого мини-основания потребуется отдельный план и расчёты количества свайных опор.

Так что возможен вариант, что понадобится вкручивание дополнительных свай сверх расчётного количества. Не стоит огорчаться – от этого итоговая несущая способность фундамента лишь выиграет. Но нельзя количество опор занижать. Даже в том случае, когда на плане при расстановке количество опор кажется избыточным.

Мы же хотим ещё раз предостеречь, что использовать винтовые сваи для основания дома 100% выгодно, если доверить возведение фундамента компетентной и проверенной компании. Организации, которая даёт гарантии, что качественно выполнит работу.

Не нужно обращаться за услугой к незнакомым строительным бригадам. Возможно, на этом этапе строительства вы сэкономите. Но где гарантии, что через год вам не придётся вызывать других мастеров, которые будут исправлять допущенные ошибки.

И на их устранение придётся потратить в несколько раз больше денег, чем вы уже потратили. Тоже касается и покупки винтовых свай. Приобретая изделия в кустарных производствах, вы закладываете мину замедленного действия под своё основание. А это неразумно, даже при очень привлекательной цене.

Устройство свайного фундамента

Сваи фундамента вкручиваются в заранее утрамбованный грунт. После монтажа не рекомендуется выкручивать сваи обратно. В противном случае, плотность грунта будет нарушена. Вкрутить сваи в этом месте по новой не получится.

Несколько лет назад на рынке появились винтовые сваи, схожие с гигантскими саморезами. В диаметре они могут достигать 5 м. Лопасти таких свай напоминают корабельные винты. Принцип вкручивания можно сравнить с обычными болтами.

Верхняя часть основания имеет вырезанные проемы. Это сделано для упрощения обвязки фундамента. Внутри сваи пустые, как трубы.

Каркасный дом на винтовых сваях строят по двум технологиям: канадской и финской. Оба метода имеют одну общую базу. Различия между ними несущественные. В качестве основного материала каркаса может выступать дерево или метал. Второй вариант более дорогостоящий. Разница составляет примерно 30-35%.

Как и любой другой вид основания, фундамент на сваях, требует грамотного подхода. Это первый этап строительных работ. Перед тем как приступать к основным работам, необходимо изучить характеристики фундамента и возможность его применения в данном регионе.

Фундамент на винтовых сваях

Свайный фундамент представляет собой конструкцию, опорным элементом которого служат винтовая свая. По сути, это стальная труба, к краю которой приварен наконечник и лопасти различной формы. Внешне такая свая напоминает гигантский саморез.

Существует довольно много разновидностей опорных свай. Чтобы разобраться в многообразии этих несущих конструкций, стоит обратиться к ГОСТу.

Конструктивные элементы сваи

Согласно стандарту, опорная свая состоит из следующих элементов:

• Рабочий ствол. Это стальная труба определенного диаметра и длины. По ГОСТу диаметр ствола не должен быть менее 55 мм, а толщина стенки начинается от 4 мм.
• Наконечник. В виде направляющей насадки (наконечника), зачастую используется чугунная или стальная отливка, с заостренным концом для лучшего проникновения в грунт. При необходимости отливка может усиливаться термообработкой.
• Винтовая спираль. Этот элемент представляет собой стальную ленту, привариваемую к наконечнику или рабочему стволу по принципу шнека. При этом свая может иметь как один виток, так и несколько витков по всей длине ствола (если строительство происходит на вспученных или сильно подвижных грунтах).

Для изготовления опоры к рабочему стволу надежно приваривают литой наконечник. А от наконечника и по телу ствола приваривают винтовую ленту, не менее одного полного витка.

Такая необыкновенная конструкция позволяет вкручивать опорные сваи глубоко в грунт, ручным или автоматическим способом. Острый наконечник пронзает землю, а широкие лопасти служат дополнительным опорным элементом конструкции, значительно увеличивая площадь опоры. Сильно сжимаемая плотным слоем грунта, свая с винтовой спиралью становится надежной опорой будущего строения.

Важно! По сути, каждый хозяин, владеющий навыками сварки, может самостоятельно изготовить опорные сваи под фундамент. Однако практика показывает, что в домашних условиях нельзя гарантировать качество такой сварной конструкции. Для опоры под дом, в котором будут проживать люди, такие риск неприемлимы!

Для опоры под дом, в котором будут проживать люди, такие риск неприемлимы!

Фундамент на винтовых сваях технология

Технология возведения фундамента на винтовых сваях реализуется в несколько последовательных этапов. Рассмотрим каждых из них.

Анализ строительного участка

В первую очередь проводятся геодезические исследования, которые необходимы для определения типа грунта на месте строительства и уровня расположения грунтовых вод.

Совет эксперта! Исходя из типа грунта определяется вид используемых винтовых свай и глубина из завинчивания — опорные лопасти сваи должны располагаться в глубинном слое почвы, только в таком случае можно добиться отсутствия риска усадки фундамента.

Рис: Пример дома на винтовых сваях возведенного на наклонном участке Также анализируется перепад высоты на месте строительства — в отличие от любых других видов оснований, свайно-винтовой фундамент не требует предварительного выравнивания участка, поскольку равномерную высоту оголовков можно получить используя сваи разной длины, стволы которых просто подрезаются по одному уровню.

Подготовительные работы.

Данный этап заключается в доставке материалов и техники на место строительства, их складировании, проводке всех необходимых коммуникаций — электричества, освещения, и разметке свайного поля.

Завинчивание и обрезка свай.

По завершению разметки мест погружения свай производится их завинчивание. Для этого используется самоходные установки на базе автомобильных кранов, на стреле которых установлен кабестан — гидравлическое оборудование, состоящее из вращателя, дизельного привода и реактивных рычагов.Рис: Кабестан для завинчивания винтовых свайПоследовательность погружения винтовой сваи выглядит следующим образом:

• Наконечник кабестана устанавливается на стволе сваи, производится фиксации конструкции шкворнем через специальные монтажные отверстия;
• Посредством передвижения стрелового крана свая устанавливается на месте погружения, к ней подводятся реактивные рычаги кабестана;
• Оператор включает оборудование и производится завинчивание сваи. Скорость погружения конструкции регулируется с помощью изменения оборотов дизельного привода вращателя.

Совет эксперта! Оборудование для завинчивания свай обладает реверсным ходом, что позволяет быстро демонтировать винтовую сваю в случае ее отклонения от требуемой траектории, и выполнить повторное погружение.

Рис: Процесс погружения винтовой сваи После завинчивания всех свай выполняется обрезка верхушек стволов по проектному уровню. Делается это с помощью сваереза, закрепляемого на стреловом кране вместо кабестана, либо с помощью обычной болгарки.

Бетонирование стволов и обвязка ростверком.

Полые стволы винтовых свай заполняются бетонным раствором марок М200-М300, это необходимо для предотвращения коррозии стенок изнутри и увеличения их несущей способности свай. Далее к стволам привариваются металлические оголовки, сварные соединения в обязательном порядке покрываются защитными грунтовками.

Рис: Обвязка винтовых свай стальным ростверком Последний этап монтажа — обвязка свай ростверком. Для этого к оголовкам приваривается швеллер либо двутавровая балка. Обвязка выполняется как по внешнему, так и по внутренним контурам свайного поля. При дальнейшем строительстве ростверк служит основанием, на котором возводятся стены дома.