Фундамент на винтовых сваях – конструкция и монтаж своими руками

С недавних пор свайно-винтовые основания стали довольно часто применяться в строительстве.

Устройство свайно-ленточный фундамент

Конструкция свайно-ленточного фундамента:

  • грунт;
  • песчаная-подушка;
  • арматура сваи;
  • буронабивная свая;
  • арматура ленты;
  • бетонное основание;
  • гидроизоляция.

Устройство свайно-ленточного фундамента

Таблица № 1. Плюсы и минусы свайно-ленточного фундамента

Достоинства Недостатки
устойчивость на пучинистых грунтах отсутствие подвальных и цокольных помещений
использование небольшого количества строительного материала, в сравнении с заглублённым ленточным фундаментом не подходит для строительства многоэтажных зданий, так как требуют более прочной опоры, в этом случае размер свай увеличивает и теряется рентабельность загородных построек
быстрый монтаж не требующий дополнительной техники дополнительные расходы на утепление полов в доме из-за сквозняков
Устройство свайно-ленточный фундамент

Область применения

Свайно-ленточный фундамент применяют для малоэтажных загородных домов. Частные каркасные постройки или дома из бруса одного — или двухэтажные не более.

Свайный ростверк, хорошая замена дорогостоящему глубоко заглублённому леточному фундаменту, который часто используется на проблемных грунтах, болотистых местностях и склонах.

Проблемные грунты:

  • рыхлые;
  • слоистые (со сложным составом);
  • пучинистые (с высоким уровнем грунтовых вод);
  • с большой глубиной промерзания.

Что собой представляет основание на винтовых сваях?

Глубина промерзания и винтовые сваи

Свайно-винтовой фундамент появился давно. Изначально, он использовался военными, для быстрого возведения различных сооружений соответствующего назначения.

Поэтому и разработкой фундамент на винтовых сваях, занимались военные инженеры, которые ставили своей целью, создать такое основание, которое обладало бы уникальными возможностями, в быстроте возведения и надежности.

Со временем, данные разработки стали широко использоваться в промышленном и гражданском строительстве. Как ни странно, но в нашей стране, использование свайно-винтового фундамента началось на севере, а только потом распространилось на остальные регионы.

Что собой представляет основание на винтовых сваях?

В отличие от ленточного или монолитного основания, свайная конструкция отличается тем, что проект под нее можно делать для участков, которые имеют сложную поверхность, например, сплошной склон либо значительные неровности, выравнивание которых займет много времени и денег. Благодаря такому фундаменту можно сохранить первозданность земельного участка, если он расположен в живописном месте.

Так как все элементы конструкции делаются из стали, то находясь в земле, под воздействием влаги и других неблагоприятных факторов, они могут подвергаться разрушению.

Основание в разрезе почвы на сваях винтового типа

Чтобы обезопасить опору здания от нежелательных процессов, поверхность свай покрывается цинком либо другим инертным металлом, стойким к коррозии. Некоторые специалисты рекомендуют также обрабатывать сваи и другими возможными способами, дабы увеличить их живучесть.

Например, основная масса производителей винтовых опор, устанавливает для своей продукции срок службы более 30 лет. На практике же период эффективной эксплуатации достигает не менее 50 лет. Связано это с тем, что качественные сваи, которые изготовлены по технологии, имеют большой запас прочности. А в случае покрытия поверхностей изделий горячим цинком по стандарту DIN EN ISO 1461, срок использования винтовых фундаментов гарантируется до 120 лет.

Говоря о сроке службы, не стоит забывать и о глубине погружения свай. По общим правилам, забуривание осуществляется ниже уровня промерзания грунта.

Это вызвано тем, что грунт, который не промерзает, обладает отличной несущей способностью, и не подвержен различным сезонным движениям. Тот слой, который промерзает, имеет свойство раздуваться, вспучиваться при замерзании и оседать при оттаивании. К примеру, мелкозаглубленный ленточный фундамент не сможет выдержать подобных температурных колебаний и начнет трескаться.

Что собой представляет основание на винтовых сваях?

Сами по себе сваи имеют различную длину и диаметр. Если с длиной все понятно, то насчет диаметра лучше рассказать более подробно. Здания имеют различную массу, и конструкцию. Поэтому сваи и выпускаются разного диаметра. Чем больше диаметр, тем лучшие несущие свойства у свай.

Главным недостатком металлических свай, которые производятся в нашей стране, является то, что они не могут использоваться под мощные и тяжелые конструкции – каменный дворец на них не поставишь. Лучше всего их применять под дачные дома, бани, веранды, различные пристройки, то есть строения из дерева, каркасные конструкции.

Разобравшись, что собой представляет подобное основание, можно переходить к его установке.

Как рассчитать необходимое количество свай?

Распространено мнение, что при вкручивании сваи в грунт важно соблюдать некоторый шаг. В связи с этим для определения требуемого числа свай достаточно иметь представление об основных параметритах объектах — длине, ширине и массе. Однако, исходя из практического опыта, можно с уверенностью говорить, что данное суждение ошибочно. Как же можно узнать, какое количество свай потребуется при сооружении фундамента?

Как считают пользователи форума, чтобы не допустить ошибок при определении свайного поля, следует первым делом выяснить несущую способность земли под лопастью сваи. Для этого необходимо на участке выбрать так называемые «контрольные точки» и ввернуть туда сваи. Имея результаты вкручиваний, можно установить, какую длину должны иметь сваи и сколько их потребуется при возведении определённого дома.

Как рассчитать необходимое количество свай?

Чтобы определить ключевые параметры свайного фундамента, можно обратиться к специальной таблице. Она позволит установить несущую способность винтовой сваи, ориентируясь на тип грунта.

Несущая способность винтовых свай в зависимости от грунта

Если говорить о российской столице и Подмосковье, то здесь сваи должны ввинчиваться не менее, чем на 1,5 метра. Это позволяет иметь уверенность, что свайный фундамент будет установлен ниже глубины промерзания грунта. При соблюдении технологии монтажа винтовой сваи диаметром 108 мм она сможет справляться с нагрузкой, равной пяти тоннам.

Как рассчитать необходимое количество свай?

Как справиться с винтовым фундаментом своими силами

Винтовые сваи под фундамент должны врезаться в твердые слои почвы, пролегающие ниже, чем промерзает грунт, в этом случае столбы не будут подвергаться силе пучения почвы. Чтобы правильно определить, на какой глубине находится устойчивый пласт грунта, лучше всего обратиться к специалисту. Кроме того, для верного расчета будущего фундамента вам потребуется учесть вес будущего строения, колебания грунтовых вод по сезонам, тип почвы, ветровую нагрузку и климатические особенности вашего региона. Все это выяснить самостоятельно не так уж просто.

Читайте также:  Отопление в бане — обзор «непечных» способов отапливаться зимой

Количество свай определяется в зависимости от габаритов строящегося здания. Столбы нужно будет равномерно распределить под основанием постройки с одинаковым шагом, не забывая про узлы внутренних стен и про углы. Длина наземной части обычно составляет около полуметра, видимую часть свай можно спрятать за фальшивым цоколем или оставить открытой.

Строительство винтового фундамента производится так:

  • на участок наносится разметка колышками точно в тех местах, где будут находиться сваи;
  • сваи закручиваются с помощью специальной штанги вручную, при этом с помощью уровня проверяется их ровное положение;
  • установленные сваи выравниваются под один уровень лазерным нивелиром, самые длинные столбы подрезаются болгаркой;
  • в полость труб заливается бетон с целью защиты внутренних поверхностей свай от коррозии;
  • снаружи наземные части столбов рекомендуется покрыть антикоррозийным составом;
  • к опорам приваривается металлический каркас и окрашивается в два слоя защитной краской.

Утепление фундамента на винтовых сваях не требуется, поскольку этот тип фундамента относится к проветриваемым. Высокие опоры защищают дом от холода, который исходит от земли. Можно утеплить ростверк, но имейте в виду, что неправильная теплоизоляция приведет к появлению сырости, что негативно отразится на всем сооружении. Чтобы сделать дом теплее, лучше уделите внимание утеплению пола, а не винтового фундамента.

Если вам встретятся про свайно винтовой фундамент отзывы не слишком позитивные, это означает, что при строительстве фундамента были допущены какие-либо ошибки (ямы под столбы выкапывались, положение сваи не контролировалось при закручивании, трубы не были защищены от коррозии и т.д.). Но даже если из-за неправильного монтажа постройка немного просела, всегда можно осуществить ремонт фундамента винтовыми сваями, заменив просевшие столбы новыми. Возможность быстрого ремонта — это еще одно замечательное преимущество винтового фундамента.

Преимущества данного основания

Виды свайных фундаментов: а – сваи-стойки; б – висячие забивные сваи; в – висячие набивные сваи; 1 – забивные сваи; 2 – ростверк; 3 – набивные сваи Конечно, такой фундамент имеет плюсы, о которых необходимо рассказать, и они следующие:

  1. Такие основания идеально подходят для любого вида местности, а особенно их преимущества проявляются, когда рельеф местности не ровный, либо вообще расположен под уклоном;
  2. Следующие преимущества, это возможность их погружения в любой грунт. Поэтому они незаменимы на болотистых почвах, на том грунте, который имеет большую глубину промерзания, а также является сложным со стороны специальных показателей (наличие подземных вод, глины, песка, и иных плохих показателей почвы). Благодаря таким особенностям, свайное строительство особо популярно в условиях севера и вечной мерзлоты.
  3. Следующие плюсы таких фундаментов, это то, что они легко монтируются. Если сравнивать ленточные и монолитные основания, то на их сооружение и изготовление уходит не только много времени (рытье траншей, подготовка бетона, армирующего слоя, ожидание пока бетон засохнет и затвердеет), но и финансовых средств (стоимость ленточных и монолитных конструкций в некоторых случаях составляет третью часть от цены дома). Основание на сваях, под любую конструкцию можно смонтировать в течение одного дня.
  4. Срок их службы составляет более 30 лет, но это гарантии от производителей. На практике же, это время может быть гораздо больше. Вызвано это тем, что металл проходит специальную обработку, и покрывается слоем цинка. Кроме этого в металлических сваях имеются специальные полости, в которые заливается цементно-песочный раствор. Он придает дополнительную жесткость им, и конечно увеличивает срок службы.
  5. Следующие плюсы состоят в том, что при соблюдении технологии установки, сваи никогда не дадут усадки. Перед их установкой не нужно производить подготовительных работ, то есть очищать весь участок от различного мусора, заниматься снятием верхнего слоя почвы. Поэтому они также еще и экологичные, так как дают возможность сохранить на территории строительства уникальный ландшафт и растительность. Это нельзя отнести к конструкциям на сваях из бетона. Но как было указано выше, они используются при крупном строительстве и не подойдут к частному дому или даче.
  6. Следующие плюсы данного строительного материала состоят в возможности их повторного использования, а также возможность их легкой замены. Металлические сваи легко вкручиваются в землю, и легко выкручиваются. Такое свойство дает возможность их повторного использования (исключением может быть только сваи, куда в процессе их установки в полость был залит бетон). Если к дому необходимо добавить какую либо пристройку, и если у него вышеуказанное основание, то сделать это весьма легко, так как нужно просто добавить несколько свай для пристройки. И последнее преимущество состоит в том, что поврежденные элементы легко заменить, либо вкрутить рядом с ними новые.

Основные принципы строительства

Если вы решили установить дом на фундамент на сваях самостоятельно, совсем не помешает ознакомиться с требованиями строительных норм и правил. Основные принципы, которых следует придерживаться при строительстве свайной винтовой основы под жилой дом, можно выразить несколькими тезисами:

  • расстояние между сваями не должно превышать 2,5 м;
  • основные нагрузки приходятся на сваи, расположенные под углами здания, а также на стыках внешних стен и внутренних несущих перегородок, поэтому в первую очередь отмечаются точки размещения этих стоек;
  • промежуточные опоры распределяются равномерно, в т.ч. по диагоналям основных секторов сооружения;
  • конструкция, размер сечения и диаметр лопасти винта сваи выбираются в соответствии с несущей способностью почвы, проектными нагрузками и прочими факторами.

При наличии данных инженерно-геологических изысканий, проекта строительства, а также информации, предоставленной заводом-изготовителем свай, самостоятельный расчет свайного поля не отнимет у вас много сил и времени.

Изготовление проекта фундамента под сложное или тяжелое здание лучше всего поручать специалистам – нельзя допустить, чтобы через несколько лет новый жилой дом подкосился лишь из-за того, что вы забыли о каком-либо коэффициенте из СНиП и прочих норм.

Закладываем фундамент на винтовых сваях своими руками

Когда все расчеты и технологическая карта процессов на руках, можно начинать строительство.

Закладка фундамента на винтовых сваях подразделяется на этапы.

1. Разметка участка для монтажа винтового фундамента. По сути, это перенесение чертежа на местность. Отмечаем места, где будут монтированы сваи. Это можно сделать, забив колышки, или нанести стандартную веревочную разметку.

2. Монтируем сваи. При помощи трубы закручиваем сваи в места разметки. Можно использовать и лом. Магнитным уровнем проверяем вертикальность вхождения свай в почву через каждые 2 — 3 витка. Сваи закручиваются с запасом в 10 – 15 см для последующего равнения, ведь ни в коем случае нельзя их выкручивать обратно.

3. Проверяем горизонтальный уровень. После того, как все сваи смонтированы, нужно проверить их горизонтальность. Лучше всего это сделать горизонтальным нивелиром. Лишнее срезаем с помощью болгарки.

4. Фиксация бетоном. При закручивании сваи вокруг трубы образуется полость. Для укрепления конструкции нужно залить полости бетоном (для раствора берем цемент марки М 500). Можно для придания дополнительной прочности сделать армирование свай. Для этого до заливки бетоном разместите в полостях прутья арматуры или оберните трубы арматурной сеткой.

5. Монтаж оголовков. Чтобы закрыть полость труб, нужно приварить оголовки. Проверьте еще раз горизонтальность свай и приварите оголовки. Для защиты от коррозии нанесите на швы специальный антикоррозийный состав для металла.

6. Монтируем ростверк. После того, как сваи будут закреплены, нужно сделать обвязку конструкции. Устанавливаем перемычки. Их можно приварить или прикрутить болтами. Предварительно, для защиты от коррозии, обработайте их специальным раствором либо покрасьте 2 раза.

Расчет ленточно-винтового фундамента

Расчет винтовых свай

В ходе расчета свай определяются следующие параметры:

  • Диаметр винтовых свай. Возведение 1-2 этажного дома рекомендуется с использованием свай диаметром 108 мм СВС-108 или 133 мм СВС-133. По типу лопастей лучше всего подойдут широколопастные изделия с размером лопастей 300 и 350 мм соответственно. Узколопастные опоры применяются только на плотных и скальных грунтах.
  • Длина винтовых свай. Длина свай зависит от глубины промерзания почвы в регионе и уровня залегания плотных грунтов, на которые будет опираться свая. За длину сваи принимают наибольшее значение плюс 30-50 см. Для средней полосы России длина винтовых изделий будет составлять 2-2,6 м, для северных районов и на участках со сложными грунтами — 3-3,5 м.
  • Количество винтовых свай. Рассчитывается по формуле:

К = P*k/S

Расчет ленточно-винтового фундамента

где:

Р — сумма всех нагрузок;

k — коэффициент надежности = 1,75;

S — допустимая нагрузка на сваю, определяется по техническим характеристикам конкретного типа опор.

  • Расстояние между сваями. Для легких построек расстояние составляет 3,5 м. Для деревянных строений — 2,5-3 м, а для коттеджей из штучных стройматериалов и каркасно-щитовых домов — 1,5-2 м. Чем меньше диаметр свайно-винтовых опор, тем меньше расстояние между ними. При составлении схемы расположения свай следует придерживаться правил СНиП и располагать опоры по углам, вдоль несущих стен с выбранным шагом, под входной группой. Добавить сваи также необходимо при сооружении тяжелых элементов, например, каминов, бассейнов и пр.

Результатом расчета свайной части фундамента станет схема, на которой отображается глубина заглубления и места расположения опор

Расчет монолитной фундаментной ленты

Расчет ленточно-винтового фундамента

Цель расчета ленточной части фундамента — определение параметров ленты:

  1. Глубина заглубления. Для мелкозаглубленного фундамента заглубление составляет — 10-20 см.
  2. Высота ленты. Для частного дома, как правило, высота составляет 50-60 см. С учетом заглубления, над поверхностью земли будет возвышаться ленточная часть высотой 30-50 см.
  3. Длина ленты. Этот параметр является суммой всех стен, под которыми будет закладываться основание: периметр дома + несущие стены.
  4. Ширина монолитной ленты. Ширину рассчитывают в зависимости от массы дома, типа грунта и технологии строительства. Чтобы не выполнять сложных расчетов, можно использовать готовую таблицу для определения оптимальной ширины фундаментной ленты:

Зная все параметры можно рассчитать необходимое количество бетона и арматуры, а также досок для опалубки, которые потребуются при выполнении конструкции.

Раздел

Установка винтовых свай

4.1. Допуски и точность установки винтовых свай.

Надо иметь в виду, что сам способ установки винтовых свай, а именно закручивание, предполагает, при всей тщательности проведения работ, некоторую небольшую неточность установки. В отличие от закапывания или заливки бетоном, где строители сначала выставляют сваю с высокой точностью, а потом закапывают или заливают ее, винтовые сваи закручиваются в грунт постепенно. И даже если точка входа в грунт была выставлена абсолютно точно, свая, проходя сквозь слои грунта, претерпевает некоторые смещения, например из-за некоторой неоднородности грунта, присутствующих в нем твердых включений и т.д. Особенно сильно этот эффект сказывается при попадании сваи на камни или крупные корни.

Читайте также:  Как построить печь из кирпича для бани – от теории до практики

После закручивания всех свай в грунт верхний урез всех свай выставляется по лазерному или гидроуровню, как путем закручивания свай, так и в случае необходимости, путем отрезания верхних концов свай.

4.2. Крутящий момент при закручивании сваи.

В некоторых видах грунтов, чаще всего в крупнопесчаных, возможен такой эффект как застопоривание сваи. Если свая в процессе ее закручивания в грунт достигла настолько плотного слоя грунта, что несмотря на все прилагаемые усилия, не может больше вкручиваться, то дальнейшее ее закручивание прекращается. Глубину закручивания винтовой сваи в таких случаях можно несколько увеличить путем предварительного пробуривания направляющей скважины малого диаметра с последующим закручиванием винтовой сваи в эту скважину. Такую ситуацию не надо драматизировать, более того, она должна рассматриваться как благоприятная. Стопор сваи означает, что свая достигла грунта, обладающего очень высокой несущей способностью, и фундамент на таком грунте получится очень надежным. Важно только убедиться в том, что свая застопорилась при достижении ее лопастью глубины не меньше глубины промерзания, а именно 1,5 метра.

Верхние концы застопорившихся свай выравниваются путем урезания.

4.3. Проушины винтовых свай.

У каждой винтовой сваи на верхнем конце есть специальная проушина, за которую она вкручивается в грунт. Заказчик должен сам для себя решить, нужно ли ему после вкручивания свай в грунт оставить эти проушины на сваях или же срезать их. Проушины как правило не срезаются в том случае, если сваи были вкручены в пластичный грунт (например водонасыщенная глина). В этом случае сваю лучше закрутить на всю ее длину, и лишние 15 сантиметров ее ствола будут очень кстати. В случае оставления проушин сваи будут выравнены по уровню путем вкручивания. Оголовок винтовой сваи, будучи на нее одетым, полностью закрывает собою отверстия проушин и придает верхней части винтовой сваи дополнительную прочность. Если во время закручивания проушина сильно деформировалась, ее безусловно надо будет срезать, тем более что деформация проушины означает что при закручивании сваи на нее воздействовал огромный крутящий момент, что в свою очередь означает хорошую несущую способность грунта. При застопоривании свай выравнивание осуществляется только срезанием проушин.

4.4. Бетонирование сваи изнутри.

Все смонтированные сваи подлежат обязательному бетонированию. Даже если вы не заказали бетонирование свай в нашей компании, не забудьте это сделать самостоятельно. Бетонирование производится путем заливания внутрь полости сваи пескоцементного или пескоцементногравийного раствора. В зимнее время при отрицательных температурах производится добавка в раствор антиморозных присадок.

Бетонирование сваи снаружи нельзя делать ни в коем случае.

Бетонирование сваи позволяет запломбировать ее внутреннюю полость, а это исключает коррозию сваи изнутри. Кроме того, небетонированная свая со временем может заполниться водой, а с наступлением зимы вода замерзнет и разорвет сваю изнутри.

Пошаговое руководство по установке фундамента из винтовых свай

Первым делом проводится расчёт материала для будущей постройки.

Например, для постройки одноэтажной бани размером 6 на 6 метров с запасом понадобится 14 стандартных свай (длина 2,5 м, диаметр 10,8 см), установленных с шагом в 2–3 бани размером 6х6 м понадобится от 10 до 14 свайДалее с помощью колышков осуществляется разбивка свайного поля. Сначала расставляются угловые колышки, потом между ними натягивается бечёвка, и по ней устанавливаются все выполняется при помощи деревянных колышков и тонкой бечёвкиИспользуя ручной бур, проделывают заходные скважины под сваи. Ручной бур должен иметь длину штанги не менее 5 метров и диаметр до 30 см.

Глубина и диаметр скважины рассчитываются исходя из особенностей грунта. Можно ограничиться и приямками в 20 ямы для свай можно подготовить при помощи обыкновенного садового бураВ специальные отверстия в верхней части сваи вставляется лом или арматура, на концы которого (-ой) надевают обрезки труб длиной 5–6 см. Охватывать основу хомутом, также как и пристраивать к ней ворот сбоку категорически нельзя, так как тогда её неминуемо перекосит.

Заглубление сваи проводится путём прокручивания лома вокруг её оси. Крутят, как правило, двое, а третий измеряет вертикальность сваи при помощи уровня или отвеса. Отклонение свыше 1–2% недопустимо, иначе свая деформируется.В процессе вкручивания винтовой сваи обычно участвуют три человека: двое перемещают лом, а третий следит за вертикальностью сваиВкручивание производится ниже уровня промерзания грунта, поэтому надо заранее узнать эти показатели для своего региона.

Когда свая пройдёт через этот уровень, она достигнет твёрдого грунта, и вкручивать её станет значительно тяжелее. Если труба наткнётся на камни, её придётся выкрутить, и вкрутить заново чуть под углом, пробуя сместить камень лопастями. После чего опять нужно проверить вертикальность должна устанавливаться строго вертикально, максимально допустимое отклонение — 1–2%После вкручивания всех свай их оголовки обрезают так, чтобы они образовывали горизонтальную плоскость.

Подрезка выполняется подрезаются болгаркой с алмазным диском по уровню установки ростверкаДалее внутренние части свай бетонируются. Пустыми их оставлять нельзя, так как это чревато коррозией и сокращением срока службы. Заполняются трубы бетонным раствором из расчёта 1,5 ведра на обязательно нужно забетонировать раствором, иначе срок их службы значительно снизитсяПосле заполнения свай выполняется обвязка фундамента.

Если речь идёт о лёгком сооружении, то ростверк из металла необязателен. Достаточно установки металлических оголовков, к которым шурупами прикручивается деревянный брус. Стыки промазываются лёгкого сооружения ростверк можно сделать из брусаТеперь свайно-винтовой фундамент готов, можно начинать возведение каркаса строения.