Фундамент на винтовых сваях: основные преимущества

Основные плюсы свайно-винтового фундамента

Для начала давайте разберем, что же такое винтовые сваи?

Винтовые сваи используются для возведения фундамента на местности со сложным рельефом в любых климатических условиях. Свайно-винтовой фундамент – одно из бюджетных решений, если постройка размещается на склоне, на постоянно промерзлом грунте, в болотистой местности, в зоне регулярного подтопления грунтовыми водами.

Также конструкции нашли широкое применение при обустройстве заборов: из металлического штакетника, профнастила, готовых сварных секций и т.д.

Отдавая свое предпочтение свайно-винтовому фундаменту, 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 обойдется 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 В\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.

Особенности конструкции

Винтовая свая состоит из стальной трубы и лопасти, приваренной к ее нижнему концу – по конструкции это бур, способный эффективно ввинчиваться в грунт. Винтовой наконечник, оснащенный лопастью, является ключевым элементом сваи.

В ходе монтажа он выполняет функцию механизма, ответственного за погружение сваи, а затем служит опорой, передавая на грунт нагрузки от построенного сооружения. Одновременно с этим лопасти превращают сваю в подобие анкера, не давая ей сместиться вверх под воздействием подвижек грунта при морозном пучении.

В первую очередь это актуально при возведении небольших деревянных строений на глиноземных грунтах с высоким уровнем насыщения водой. Железобетонный фундамент, даже заложенный ниже уровня промерзания, будет выталкиваться наверх морозным пучением – воздействие в этом случае идет по касательной к конструкции сбоку. У легкой постройки не хватает массы, чтобы уравновесить воздействие.

Расширение опоры стальной сваи (лопасть) в нижней ее части располагается ниже уровня промерзания и надежно сцеплено с грунтом. Силы морозного пучения, воздействующие на само тело сваи, не могут ее вытолкнуть наверх. При этом стальная труба не деформируется, поскольку при касательном воздействии морозного пучения нагрузка составляет не более 0,2 МПа, а показатель предела прочности на растяжение у стали – от 330 МПа.

Расчет и проектирование свайно-винтового фундамента

Точный расчет винтового фундамента выполняет конструкторское бюро. Этот этап входит в список обязательных работ при подготовке проектно-технической документации на возведение здания. При этом учитываются несколько показателей:

• определяют тип почвы — эта характеристика влияет на выбор свай и прочность фундамента;
• глубина промерзания — к этому показателю добавляют 20-25 см;
• глубина пролегания грунтовых вод;
• проводится расчет несущей способности 1 сваи;
• определяют вес готового здания с учетом строительных материалов.

Расчет и проектирование фундамента выполняет конструкторское бюро.

Оценка несущей способности

Для каждой сваи указывается ее несущая способность. Так, для опоры диаметром 108 мм этот показатель достигает 5-9 т. Ориентироваться только на эти характеристики не следует, т. к. диапазон составляет 4 т.

На это значение влияет и несущая способность почвы, которая изменяется в зависимости от ее типа. Определить вид грунта для дальнейших подсчетов можно 3 способами:

1. Геологическими изыскательскими работами. В ходе их проведения эксперты пробуривают на участке скважину, берут образцы земли и изучают их. Этот способ дает максимально точные результаты и имеет минимальный поправочный коэффициент — 1,2. Минусом этого варианта является высокая стоимость.
2. Вкручиванием пробной сваи. Во время установки опоры проверяют крутящий момент. Поправочный коэффициент в этом случае немного выше — 1,25. Недостаток этого метода заключается в необходимости привлечения специалистов.
3. Бурением скважины своими силами. После достижения нужной глубины из отверстия извлекают грунт и классифицируют его. Поправочный коэффициент достигает 1,6-1,7, однако финансовые затраты минимальные.

Оценка нагрузок

Под нагрузкой принято понимать вес готового строения вместе с мебелью и снежным покровом на крыше в зимнее время. Расчет лучше поручить опытным специалистам, однако приблизительные данные можно вычислить самостоятельно.

Для расчета потребуется несколько показателей:

1. Площадь стен (внешних и внутренних) и материал.
2. Площадь междуэтажных перекрытий и материал, из которого они изготовлены.
3. Площадь крыши и разновидность кровельного материала.
4. Вес ростверка. Его рекомендуют учитывать только в том случае, если сваи обвязываются железобетонной конструкцией. При использовании деревянного бруса такой ростверк можно не учитывать.

Число свай

Чтобы рассчитать количество опор, суммарное значение нагрузки при строительстве делят на возможную нагрузку 1 сваи. Если полученное число дробное, то его округляют в большую сторону. Например, результат 14,7 будет округлен до 15. Количество опор, полученное в результате расчета по формуле, является минимальным, но не окончательным. Некоторые корректировки вносят с учетом проекта здания

При этом важно учитывать план постройки и материал, используемый для строительства:

1. Шаг 3000 мм при установке опор применяют, если дом будет из бруса, бревен или построен по каркасной технологии.
2. Шаг 2000 мм рекомендуется для более тяжелых конструкций, например, дома из шлако-, газо- или пенобетона.
3. Шаг 3000-3500 используют при возведении легких ограждений.

При расстановке свай важно соблюдать несколько требований:

1. Опоры должны быть по углам дома и в местах, где несущие стены примыкают к внешним или пересекаются между собой.
2. В местах прохождения капитальных и наружных стен опоры должны располагаться на равном друг от друга расстоянии. Шаг рассчитывают с учетом строительных материалов.
3. Пристройки к дому должны иметь отдельный фундамент, не связанный с опорой дома. В целях экономии можно использовать сваи меньшего диаметра.
4. Если в доме будет камин, печь или котел, то в этом месте устанавливают 2 дополнительные опоры.

Чтобы рассчитать количество опор, вычисляют нагрузку на одну сваю.

Монтаж фундамента и установка винтовых свай

Работы по установке винтового фундамента можно провести как с привлечением квалифицированного персонала, так и самостоятельно. Весь процесс проходит в несколько этапов:

1. Перед тем как приступить к монтажу свай, нужно выполнить расчет количества опор и определить максимальную нагрузку на конструкцию в целом. Для этого необходимо суммировать вес строительного материала, рассчитать количество и объем снежного покрова на кровле, и предельный вес внутренних предметов интерьера будущего дома. Полученная сумма и будет считаться общей массой давящей не опоры. Несущая способность винтовой сваи определяется по таблице указанной в нормативе СНиП , в котором указаны данные по всем грунтам. Опираясь на эти данные можно определить несущую способность одного столба в конкретном грунте.
2. Перед тем как определить место расположения фундамента, нужно провести геодезическое исследование, для определения состава почвы на конкретном участке. Такие данные дадут полную информацию о составе грунта, на какую глубину необходимо завинчивать опоры, для достижения наилучшей устойчивости.
3.  Далее можно приступать непосредственно к монтажу винтовых свай. Их установка выполняется строго вертикально путем завинчивания шнека в почву. Такие работы можно производить как вручную, так и с использованием специальной механизированной насадки на технику. Для простоты монтажа, чтобы столб сразу направить в нужное место, допускается подкапывание углубления диаметром, соответствующим диаметру шнека. Во время установки нужно следить, чтобы опора входила в грунт строго вертикально.
4. После установки всех свай и обрезки их по горизонтали, производится монтаж ростверка. Ростверк-это изделие, опоясывающее весь фундамент по периметру, связывающее сваи в единое основание. Он может быть, в зависимости от материала несущих стен здания, в виде сборного бруса или монолитного железобетонного пояса. Брус собирается путем крепления между собой и столбами с частичной вырубкой, а монолитный пояс заливается по опалубке. После установки опалубки по всему периметру, внутри размещается арматура связанная проволокой. Не рекомендуется проваривать сваркой металлические пруты, так как во время натяжения и нагрузки, шов может лопнуть и монолитность будет утеряна. Бетон необходимо заливать, непрерывно используя трамбовочный вибратор.
5. После застывания армированного пояса, если это требуется, все опоры скрепляются между собой профильной трубой или металлическим уголком. Это добавит прочности конструкции и увеличит несущую способность.

Виды винтового фундамента

По конфигурации и предназначению лопастей выделяют:

1. Широколопастные – типовой вариант с одной лопастью в 1–1,5 захода.
2. Многолопастные – с несколькими лопастями.
3. Узколопастные – с наконечником в виде шурупа на 5–8 оборотов винта.

Различные виды в зависимости от почвы

Первый вариант предназначен для легких построек и устойчивых грунтов. Второй тип винтовых свай используется при необходимости улучшить несущую способность опоры с компенсацией ее подвижек по вертикали, а также для высоких и тяжелых по общему весу коттеджей в 2-3 этажа.

Третья разновидность – для оснований на грунтах с обилием камней. Для условий вечной мерзлоты рекомендуется брать также узколопастный аналог, только имеющий не заостренный конец, а раскрытый срез с зубьями по периметры.

Свайный наконечник бывает литым (ВСЛ) либо сварным (СВС). Первый стоит дороже. Однако он более прочен и способен вынести большие нагрузки, нежели наварной аналог. Если грунты на участке строительства плотные или фундамент нужно делать под большой дом, то лучше потратиться и взять с литым наконечником.

Применение фундаментов на сваях в строительстве

Фундамент на железобетонных сваях прекрасно подходит для многих типов частных малоэтажных домов. Сделать его самому, руководствуясь представленной выше пошаговой инструкцией, не должно составить труда. Вот только расчеты лучше заказать у специалистов. Для гаража или бани подобную основу можно рассчитать и самостоятельно. А для коттеджа проект фундаментного основания должен быть выполнен только профессионалом.

Финансовые траты и трудозатраты

Какой фундамент — ленточный или сваи обойдутся дешевле? При возведении ленточного основания имеются траты, которых для свайных оснований нет:

• выемка почвы и её планировка, вывоз со строительной площадки;
• расходы на транспорт, чтобы доставить материал для опалубки, арматуру и бетон;
• засыпка подушки песчано-гравийной, её трамбовка;
• заливка бетона или монтаж блоков с помощью спецтехники.

Поэтому ленточное основание выходит дороже свайного.

По своему устройству ленточный фундамент сложнее свай. Ведь нужно вырыть котлован, установить опалубку и связать армопояс, заложить подушку из песка и гравия, залить бетон. И ждать, пока раствор схватится. А потом уже переходить к гидроизоляции фундамента.

В свайном фундаменте нужно только установить, ввинтить либо забить сваи и ростверком их обвязать. То есть работы проводятся в разы быстрее.

Когда винтовое основание устанавливается для лёгких конструкций, то трубы заполняются щебнем или песком. Иногда полости остаются пустыми, внутри они дополнительно окрашиваются антикором.

Тогда возведение фундамента завершится за 5-7 дней.

Затраты труда при строительстве ленточного и свайного фундамента несопоставимы. Винтовые опорные сваи монтируются быстро, затраты физического труда – минимальны. А вот при возведении ленточного фундамента понадобятся большие трудозатраты.

Если ленточное основание разрушится, то восстановить его практически невозможно.

Винтовые сваи можно отремонтировать. Участки труб, которые оказались повреждены коррозией, завариваются новым металлом, усиливая свайный фундамент.