Свайный фундамент: особенности, плюсы и минусы

Свайно-винтовой подход

Разобраться в том, что же такое свайно-винтовой фундамент, несложно. Помните, как выглядят саморезы? Так вот, сваи, ввинчиваемые в землю, это по сути огромные саморезы, только материалом, в который они «вгрызаются», является не дерево и не бетон, а земля. Почему ввинчиваются? А потому, что на концах таких свай приварены элементы в виде резьбы, придающие почти стопроцентное сходство их с саморезами. Именно эта «резьба» увеличивает площадь опоры труб, и фундамент надёжнее закрепляется в грунте.

Так выглядит фундамент на винтовых сваях

Если грунт не обладает хорошей несущей способностью, «резьба» на сваях используется по всей длине.

Свая — это труба, которая при диаметре, скажем, 108 мм должна иметь толщину стенки не менее 4 мм. Материал, из которого сделаны эти трубы — сталь. Трубы-сваи делятся на литые, комбинированные и сварные.

• У литых свай наконечники льются по газифицируемым моделям. «Резьба» обладает такой прочностью, что за её сохранность при установке свай не стоит переживать.
• Комбинированные названы так из-за сочетания конуса и лопасти. Они способны выдержать нагрузку до 50 тонн.
• Сварные создают при помощи плазменной резки — на сваю, имеющую заострённый конец, приваривают лопасти.

Винтовые сваи с резьбой на конце подойдут для твёрдых грунтов

Как установить винтовые сваи своими руками

Считается, что монтаж винтовых свай, это технологически сложная работа. Что для её выполнения нужны особые знания и дорогостоящая техника. Так ли это?

Если разбить все работы поэтапно, то получится следующая картина:

• Сначала производится расчёт фундамента на винтовых сваях. Для этого необходимо выполнить геолого-исследовательские работы. Согласно СНиП «Свайные фундаменты», для фундамента, например, дома из сэндвич-панелей в 150 м2, берётся нагрузка в 70 тн, хотя вес такого дома 25-30 тн. Исходя из характеристик несущей способности (они есть у каждого производителя) и результата геологических изысканий, подбирается типоразмер свай, и рассчитывается их количество, сообразуясь с данными СНиП. Длина сваи берётся с учётом глубины промерзания грунта.
• Необходимо произвести разметку  поля. Для этого, план здания разделяют на прямоугольники, и соблюдают погрешность в 1-2 см, как по диагонали, так и по габаритам.
• Монтаж винтовых свай своими руками начинаем с углов. Это будут реперные точки для разметки, согласно имеющегося  чертежа.
• В требуемую точку устанавливаем сваю. Если она длиной до 2,5 м, то в специальное отверстие вставляем прут для завинчивания. Если же свая длиной от 2,5 м до 4 м, то используют удлинитель, и как рычаги — трубы с квадратным сечением 50х50 мм и длиной 3-3,5 метра. Их надевают на технологические «уши» удлинителя, а удлинитель надевают сверху, и скрепляют со сваей по соосным отверстиям.
• Завинчивают сваю 3-4 человека. С помощью строительного уровня и отвеса, постоянно проверяется вертикальность. Отклонение от вертикальной оси допустимо в 1-2 градуса.
• После окончания работ, когда сваи завинчены на расчётную глубину (но не менее 1,5 м), с помощью оптического дальномера производится промер высот свайного поля по горизонтали, и обрезка по одному уровню угловой шлифмашиной.
• После этого, заливаем в сваи раствор бетона. Это укрепляет их, убирает воздух и повышает антикоррозийность внутри тела.
• Как только бетон застынет, привариваем оголовники. Затем с помощью швеллера (сваркой), или брёвен (шпильками или саморезами), получаем единую конструкцию свайно-винтового фундамента.
• Все сварочные швы тщательно промазываем антикоррозийной мастикой.

В конце строительства, производят отделку свайного фундамента. По периметру дома закрепляют цокольный сайдинг, декоративные панели, и т.д., оставляя зазор между обшивкой и отмосткой.

Трудно самим выполнить свайный фундамент, или не очень – решать вам. Но в этой связи, следует упомянуть, что многие застройщики, которые нанимали вроде бы «специалистов», получили вместо желанного фундамента километр испорченных нерв.

Писали, что рабочие, вместо того, что бы ввинчивать сваи в грунт, рыли зачем-то ямы под них! Поэтому, желательно, перед тем, как кому-нибудь доверить это важное дело, поинтересоваться, какая технология выполнения работ принята у данной фирмы.

Полезное видео по теме:

Что такое свайный фундамент

Содержание

• 1 Что такое свайный фундамент
• 2 Достоинства и недостатки
• 3 Типы винтовых свай
  • 3.1 Разновидности по области применения
    • 3.1.1 Количество лопастей
  • 3.2 Типовые размеры
  • 3.3 Типы наконечников
  • 3.4 Толщина и марка металла
  • 3.5 Тип антикоррозионного покрытия
• 4 Для каких строений используются
  • 4.1 Немного истории
• 5 Срок службы
• 6 Как правильно сделать выбор
• 7 Как производятся работы по устройству фундамента на винтовых сваях
  • 7.1 Геодезическая разведка участка
  • 7.2 Краткая и общая схема монтажа
  • 7.3 Технология строительства методом обвязки
  • 7.4 Устройство свай для дома
  • 7.5 Нижняя обвязка каркасного строения
  • 7.6 Монтируем ростверк
  • 7.7 Теплоизолируем опорную часть
• 8 Скорость процесса
• 9 Принципы расчёта и проектирования
  • 9.1 Оценка несущей способности сваи
    • 9.1.1 Лопасти
  • 9.2 Оценка нагрузок
  • 9.3 Количество винтовых свай
  • 9.4 Требования к грунту
• 10 Стоимость

Свайный фундамент — тип основания, спроектированный и построенный с применением свай, расположенных чаще всего вертикально, в котором они полностью или частично принимают на себя нагрузки от подземной и/или надземной части строения и передают их на грунт.

Между собой колонны связывают рамой из железобетона под несущими стенами здания (ростверк), или монолитной плитой.

Сооружения глубокого заложения применяются для проникновения (прорезки), слабых поверхностных пластов почвосмеси, чтобы передать основную нагрузку на дно с более высокими механическими показателями.

По типу погружения опоры делятся на висячие и подпорные.

В первом случае колонны удерживают основание в земле за счёт сил трения, а во втором, более востребованном варианте, – опираются на твёрдые слои земли.

По материалу изготовления сваи бывают винтовыми (вкручиваемые), из стали, железобетонными забивными и буронабивными, состоящими из асбестоцементной трубы, заполненной железобетоном.

Дома на сваях, в зависимости от габаритов и материала могут иметь:

1. Односвайный фундамент.
2. «Свайный куст» (от 3 до 9 штук на расстоянии 5–9 d, где d обозначает сторону или диаметр столба).

Применение большего количества опор образует на площади застройки «свайное поле».

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.

Свайно-винтовой фундамент выбирают при:

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

Конструктивные особенности

Конструкция основания на сваях зависит от нескольких факторов:

• способ создания и тип свай;
• глубина установки опоры;
• способ расположения опор под строением;
• тип действия сваи;
• вид ростверка.

Как устроено основание на опорах? Свайный фундамент с ростверком состоит из следующих элементов:

• внешние (расположенные по периметру или вынесенные за него) и внутренние сваи;
• каркас из арматурных стержней;
• ростверк.

Сама же свая – это бетонный или металлический стержень, заглубляемый в землю для поддержания строящегося над ним здания. Таких свай может использоваться несколько – от 4 и более. Оптимальный средний размер такой опоры составляет 3-6 метров в глубину.

Размещаться они могут:

• одиночно, будучи отдельно стоящими опорами;
• ленточно, располагаясь под стенами в один или несколько рядов;
• кустовым методом, при котором сваи устанавливают под колонной остова.

Специалисты выделяют следующие плюсы и минусы свайного фундамента:

• легкость строительства;
• возможность соорудить фундамент самостоятельно;
• обустройство основания для строения на неустойчивом грунте;
• низкие денежные затраты;
• краткие сроки строительства.

Легкий и недорогой свайный фундамент недостатки имеет тоже значимые:

• основание на сваях не подходит для тяжелых строений;
• невозможность построить под домом погреб;
• сложности с утеплением пола;
• необходимость проводить трудные расчеты.

Грузонесущая способность свай, в общем-то, невелика, поэтому нужен точный расчет нагрузок будущего строения

Недостатки конструкции

Минусы свайно-винтового фундамента существенны и делают его хорошим решением только для ограниченного круга построек и в условиях, когда другие типы фундаментов неприменимы.

Коррозионная нестойкость

Главный минус –материал свай подвержен коррозии. Использование цветных металлов обойдется дорого, а железо и его сплавы к воздействию агрессивных сред нестойки. Безусловно, антикоррозийные покрытия и даже окрашивание свай способны отсрочить ее появление, но не навсегда. А при вкручивании свай в грунт, она испытывает достаточно сильное трение, поэтому любые покрытия могут быть повреждены уже на этапе монтажа. Грунтовые воды и различные агрессивные химические соединения даже при малом содержании в почве окажут свое губительное воздействие на металл. Ускоряет коррозию и электричество – блуждающие токи в почве и неисправности системы электроснабжения в доме, в результате которых одна или несколько свай начинают выполнять роль заземлителей.

Что важно знать перед тем, как выбирать и покупать винтовые сваи для фундамента:  сварка сильно уменьшает коррозионную стойкость металла. Поэтому ее применение на стволе сваи, напрямую соприкасающемся с грунтом, крайне нежелательно. Сваркой только прикрепляют оголовок сверху сваи.

Главный минус фундамента на винтовых сваях — коррозия металла

Одним из способов если не убрать, то уменьшить у фундаментов на винтовых сваях недостатки, связанные с коррозией, и продлить срок службы является утолщение стенок используемых свай. Так, даже частично поврежденные ржавчиной, они все еще будут обеспечивать необходимую несущую способность.  Но утолщать сваи до бесконечности невозможно и экономически невыгодно.

Ограничения по конструкции дома

Следующий недостаток – это применимость свайно-винтового фундамента исключительно для легких построек, обычно деревянных – каркасных и щитовых домов. Попытки возвести на такой конструкции здание из каменных материалов – дело рискованное. В процессе эксплуатации усадка свай может быть неравномерной, что приведет к растрескиванию, а то и к разрушению дома. Для массивных сооружений следует использовать ленточный, набивной свайный или плитный тип конструкции.

Кроме того, конструкция фундамента дома на винтовых сваях не предусматривает создание подвального помещения или цокольного этажа. Не для всех, но для многих хозяев это можно записать в недостатки. Хотя некоторые строители и решают это отрывом котлована на необходимую глубину, но такое решение снижает устойчивость свайного фундамента и потому нежелательно. Если геологические условия участка и прочие факторы позволяют, то при острой необходимости в подвале лучше выбрать ленточный фундамент, боковая поверхность которого послужит стенами подземному помещению.

Установка такого фундамента не подразумевается в условиях скалистых грунтов или обильно содержащих каменистые включения.

Финансовый вопрос

Еще один минус фундамента на винтовых сваях — затраты на покупку качественных свай часто оказываются сравнимы со стоимостью железобетонных буронабивных свай, т.е никакого экономического преимущества от свайно-винтового фундамента может и не быть. Поэтому его лучше возводить только если необходимо быстрое строительство жилья либо при сложных условиях на участке (крутом рельефе, близости грунтовых вод, болотистой местности, пучинистых грунтах), когда ленточный или плитный фундамент не подходят.

Выводы

Очень часто можно услышать, что винтовые сваи не могут нести дома из естественных или искусственных каменных материалов, тем более, если у сооружения более одного этажа. В принципе это так, но если выполнить соответствующий расчёт и использовать усиленные сваи большого сечения, то несущая способность винтовых фундаментов может увеличиться до необходимого предела. Если бы не одно но. Как мы уже говорили выше, всю несущую функцию у винтовых свай выполняют лопасти винта. Но так ли хорошо они будут нести фундамент в разрыхлённом в процессе вкручивания грунте? Скорее всего, нет.

В любом случае решение о достаточной несущей способности винтовых свай стоит принимать с учётом климатических особенностей региона, количества осадков, веса самого сооружения и несущей возможности основания.

Изучив все недостатки и преимущества таких оснований, можно смело применять винтовые сваи там, где это нужно. Кстати отзывы в сети на винтовые сваи, помогут вам лучше понять недостатки таких конструкций.

Фундамент на винтовых сваях: минусы тоже есть

Покупая сваи, крайне важно не ошибиться с выбором производителя, поскольку главный недостаток винтового фундамента – это материал, из которого изготовлены сваи: металл. Чтобы погруженные в землю сваи не подверглись коррозии уже через несколько лет, обязательно обратите внимание на такие характеристики:

• стальная труба при диаметре 108 мм должна иметь толщину стенки от 4 мм и более;
• на стволе сваи не должно быть сварных швов;
• лопасти должны быть правильной формы: при диаметре сваи в 108 мм и толщине 5 мм диаметр лопасти должен быть не меньше 300 мм;
• шов, соединяющий сваю и лопасть, должен быть качественным;
• проверьте наличие пескоструйной обработки, которая обязательно должна производиться перед нанесением антикоррозионного покрытия (небольшие предприятия-производители часто этим пренебрегают);
• чтобы не столкнуться напрямую с минусами фундаментов на винтовых сваях, перед закупкой определитесь с тем, какого типа изделия вам необходимы: сварные, литые или комбинированные.

Этапы строительства и установки винтового фундамента

Технология обустройства такого основания проста и не требует рытья траншей. Пошагово:

1. Начинают работы с разметки земельного участка, устанавливая колышки по периметру – это будут места для ввинчивания опор.
2. Далее, натягивают шнур между ними – это контур будущего основания дома.
3. Далее вынимается грунт на 10-15 сантиметров под каждую опору, исходя из диаметра лопастей.
4. По разметке нужно ввинтить опоры в грунт. Для этой цели в верхней части сваи выполнены отверстия – в них вставляют лом или трубы (зависит от диаметра свай), они и будут рычагами для закручивания.
5. Свая должна вкручиваться строго перпендикулярно поверхности грунта. Полностью свая не вворачивается – остается некоторый запас.
6. Опоры делают одинаковыми по длине – излишки срезают болгаркой.

Во время работ очень важно проконтролировать перпендикулярность с помощью уровня.

После выполненных действий опору обязательно заполняют бетоном для исключения попадания внутрь влаги, увеличения прочности изделия и жесткости всей конструкции.

Далее, приваривается дополнительный элемент – оголовок. Именно на него будет установлена плита или же балка ростверка. При этом какие-либо перекосы недопустимы!

После уже производят обвязку, которая делается по деревянным или же металлическим перемычкам. В том или ином случае необходима обработка антисептиком или антикоррозийным средством соответственно.

При некотором опыте можно не прибегать к услугам специальных бригад, а выполнить работы своими руками – достаточно хотя бы раз посмотреть на то, как это правильно делается, а также иметь хотя бы минимальные строительные навыки.

Плюсы и минусы ленточного фундамента

В числе его преимуществ:

• устойчивость к негативному воздействию грунтовых вод;
• универсальность;
• надежность;
• доступность самостоятельного монтажа;
• продолжительный срок эксплуатации;
• возможность обустройства цокольного этажа или подвала.

Из минусов нужно назвать:

1. Большие финансовые расходы. Помещения под общей крышей имеют разную усадку, что может привести к разрушению перекрытий и кровли. Предупредить появление трещин позволяет строительство дополнительных стен с температурными швами. Этот тип фундамента экономически выгоден лишь на скальных грунтах и при необходимости обустройства подземного этажа.
2. Трудоемкость работ.
3. Необходимость демонтажа при ремонте.
4. Ограниченное использование на слабых и неровных почвах. Монолитный вариант подходит ко всем типам грунтов кроме торфяников. Сборную ленту нельзя использовать для монтажа на склонах или на влажных и склонных к пучению участках.

Разновидности фундаментных оснований

При помощи винтовых опор можно сооружать фундаментные основания нескольких типов:

• свайная лента (опоры располагаются под будущими стенами и скреплены ростверком – горизонтальными балками из дерева, металла, либо железобетона);
• стандартный вариант – опора вкручивается под каждую колонну или несущий элемент каркаса;
• свайное поле – опоры располагаются с одинаковым шагом по всей площади будущего фундамента;
• одиночные элементы – опоры используются для поддержки отдельных частей постройки (террасы, крыльца с навесом и т.д.).

Технология возведения

1. К свае, за выступающее в верхней части металлическое «ухо», крепят трос и поднимают ее с помощью лебедки.
2. Столб помещается в погружную установку (в отверстие в нижней части молота).
3. Молот начинает забивать столб. После нескольких ударов, сваебойная машина останавливается, мастер производит замер с помощью уровня, чтобы выяснить, не произошло ли отклонения от вертикали.
4. Если наблюдается уход сваи в сторону, она извлекается при помощи все той же лебедки, причина отклонения устраняется (обычно это камень или более плотная часть грунта, которая подкапывается) и производится повторная попытка погружения.
5. Также направление движения столба может быть откорректировано сваебойной машиной, которая способна изменять свое положение, подтянув погружаемый столб в нужную сторону.

Скорость погружения зависит от плотности грунта. Чем он тверже, тем дольше времени уходит на забивку одного того, как сваи была загнаны на необходимую глубину, проверяется высота их верхней части, которая выступает над поверхностью земли. Все головки столбов должны находиться на одной высоте. Лучше всего это контролировать, установив перед монтажом по линии погружения, лазерный нивелир.В том случае, если головка столба выступает над основной линией, проводится ее подрезка до необходимой преимущество такого типа фундамента – это минимум физического труда. Чтобы установить сваи описанным выше способом достаточно одной сваебойной машины и двух человек – одного оператора машины и человека, который будет контролировать погружение сваи – следить за подъемом, проверять на наличие отклонений и т. п.

Конструктивные и эксплуатационные недостатки

Самым большим минусом свайно винтового фундамента является материал, из которого он изготовлен. Любой металл, даже высоколегированный, хоть и в меньшей мере, но подвержен воздействию коррозии. Поэтому металлические сваи имеют ограниченный срок эксплуатации. Изделия из водогазопроводных труб останутся в рабочем состоянии до 30 лет, а из нержавеющей стали — 50-60 лет.

Нанесенный на черные трубы защитный цинковый слой частично повреждается во время монтажа и даже слабокислые грунты начинают постепенно разрушать металл. Для усиления конструкции во внутреннюю полость заливают армированный бетон, но эта мера все равно будет временной. Слабый слой ржавого металла нарушит устойчивость конструкции и ослабит ее.

Однополостная свая.

Хорошим решением этой проблемы может стать применение литых свай из высоколегированной стали. Однако стоят такие изделия весьма дорого. К сожалению, вечных свай пока еще не изобрели и поэтому застройщик должен самостоятельно выбирать для себя наилучшее соотношение между долговечностью конструкции и стоимостью материалов.

Кроме коррозионных воздействий на опорные элементы, фундамент на винтовых сваях имеет минусы, происходящие из эксплуатационных и конструкционных особенностей, а именно:

• невозможность устройства подвального помещения;
• необходимость дополнительного строительства цокольной стенки и сложной отмостки для защиты подпольного пространства от проникания влаги и снега;
• наличие холодного подпола, требующего дополнительного утепления полов в здании;
• ограничение этажности дома и невозможность использования железобетонных плит перекрытия из-за их большого веса;
• применение тонкой стали в конструкции шнековых лопастей приводит быстрому их износу в период эксплуатации, что в итоге снижает уровень устойчивости;
• возможность просадки отдельных свай при неравномерной структуре грунта;
• необходимость приложения больших физических усилий при монтаже;
• отсутствие (на сегодняшний день) точной методики расчета этого типа фундамента.

Кроме этого, следует учитывать человеческий фактор, допускающий брак.

Винтовые сваи должны быть установлены строго вертикально. Максимально допустимое отклонение всего — 2 градуса.

Неправильная установка может нарушить устойчивость конструкции, особенно в пучинистых и подвижных грунтах.