Винтовой фундамент — объясняем суть

[desc][/desc]

История появления винтовых свай

История винтовых свай насчитывает без малого два столетия. Переворот в области свайного фундаментостроения удалось совершить талантливому ирландскому инженеру Александру Митчеллу. В 1833 году он запатентовал «винтовые сваи Митчелла», которые можно было устанавливать в подвижных грунтах, таких как песчаное дно водоема или илистая отмель.

Первым крупным сооружением, возведенным на подобных сваях, стал маяк Maplin Sand, построенный в устье Темзы уже в 1838 году. Его фундамент представлял собой девять свай с винтовыми наконечниками диаметром 120 см, закрученных в грунт на глубину около 7 метров. В последующие годы под руководством Митчелла было возведено еще несколько маяков по всей территории Англии. Некоторые из них сохранились в неизменном виде до сегодняшних дней.

В середине XIX века с применением свай Митчелла были построены более чем 150 маяков в Северной Америке, волнорез в Портленде, эстакада и мосты в Бомбее, железная дорога в Бароде, пирс в Мадрасе и множество других важных объектов.

В России о винтовых сваях узнали лишь во второй половине XIX века. Русские инженеры быстро оценили все преимущества этого изобретения, особенно при работе в условиях вечной мерзлоты северных районов страны или слабых, заводненных грунтов прибрежных территорий. Очень скоро винтовые сваи стали широко применяться при строительстве инженерных сооружение военного назначения (рамно-винтовая опора для скоростного возведения фундаментов разборных мостов используется нашими военными до сих пор), а позднее и в гражданском строительстве.

Стальные винтовые сваи активно используются по всему миру и сегодня. К их помощи прибегают там, где необходима большая скорость возведения фундамента: при установке различного вида опор, развертывании насосных и буровых станций, прокладке трубопроводов, строительстве временных городков для рабочих и т.д. Наибольшим спросом данная продукция пользуется у нефте- и газодобывающих компаний, у военных и промышленных строителей, у компаний, выполняющих восстановительные работы. Строительные организации, занимающиеся возведением жилых домов, в этом списке присутствуют, но далеко не на лидирующих позициях. Конечно же, фундаменты на винтовых сваях для зданий жилого назначения возводят, но в большинстве случаев речь идет о строительстве в труднодоступных районах либо районах со сложным грунтом, о ремонте проблемных фундаментов старых жилых домов, о закреплении построек на склонах.

Что представляет собой опора свайно-винтового фундамента

Система строительства зданий на свайно-винтовом фундаменте известна более тысячи лет, и все это время широкое распространение удачной технологии сдерживала огромная трудоемкость установки свай. Сегодня больше половины легких и средних зданий построены на свайно-винтовом фундаменте.

Устройство свайно винтового фундамента несколько отличается от классической конструкции на сваях, прежде всего, в силу особой конструкции опоры. Основу фундамента составляет поле или массив из винтовых свай, именно в них и кроется секрет популярности.

Винтовую сваю условно можно разделить на три основные части:

• Корпус в виде трубы из легированной или нержавеющей стали, покрытой защитным лаком;
• Оголовок винтовой сваи, к которому крепятся детали обвязки свайно-винтового фундамента;
• Лопасти или рабочий шнек, установленные в основании опоры.

Важно! Все детали опор для свайно-винтового фундамента изготавливают из рядового проката и штампованных узлов обычной сваркой, что обеспечивает простую технологию изготовления винтовой сваи и возможность текущего контроля качества соединения всех ее элементов.

Устройство винтовой сваи для фундамента приведено на схеме.

В конструкции свайно-винтовой опоры заложен главный принцип, обеспечивающий высокое качество фундамента. Это принцип вворачивания опоры в грунт. На первый взгляд, ничего существенного, какая разница, — забивать, заворачивать или отливать свайную опору. В реальной ситуации разница есть, и довольно существенная.

Например, железобетонные сваи, забитые молотом или погруженные в грунт вибропрессом, остаются в сжатом, деформированном состоянии. По оценке специалистов, 15% забитых свай после установки имеют проблемы из-за большого количества трещин и отслаивания арматуры. Та же картина с отлитыми буронабивными сваями, из-за неблагоприятных условий качество армированного бетона далеко от расчетного. Поэтому забитые или литые сваи нередко выталкиваются силами пучения, чего практически не бывает при сборке дома на свайно винтовом фундаменте.

Существуют три специфические особенности заглубления опор свайно-винтового фундамента:

• Винтовую сваю вворачивают в грунт с минимальным давлением на корпус или наконечник, то есть после установки опора свайно-винтового фундамента не ослабляется, не покрывается трещинами и не находится в сложно-деформированном состоянии;
• Опору погружают на заданную глубину с точностью до нескольких сантиметров, в результате нет риска провалиться или не получить расчетное сопротивление нагрузке от веса здания;
• Винтовая опора в случае необходимости может быть заменена аналогичной с минимальными затратами. Достаточно вывернуть корпус и повторить заглубление.

Нельзя сказать, что замена винтовой опоры свайно-винтового фундамента является простым и заурядным делом, но технически это возможно и выполняется под руководством специалистов. Другое дело, если фундамент выгоняется из ж/б свай или буронабивных столбов. В этом случае выход из строя сваи может грозить фундаменту крупными проблемами.

Стальную опору свайно-винтового фундамента вворачивают в грунт аккуратно и надежно. Если использовать аналогию, то можно сравнить забивные и винтовые опоры с шурупом и гвоздем – разница в способности противостоять осевой нагрузке примерно такая же. Поэтому свайно-винтовой фундамент нередко называют основанием на геошурупах.

Что собой представляет винтовая конструкция

На фото ниже показана одна свая, которая состоит из стальной трубы с наконечником в виде винта. Это стандартная конструкция, используемая в мягких грунтах. Винт изготавливают из стального листа способом штамповки, а крепление его к трубе – электросварка.

Винтовая свая стандартной формы

Но существует несколько разновидностей свай винтового типа, которые отличаются друг от друга конструкцией наконечника.

Виды наконечников и количество винтов

Изображение	Тип конструкции	Описание
	Узколопостные	Многовитковая конструкция, напоминающая резьбу шурупа. Применяется при сооружении фундаментов в регионах с вечной мерзлотой или на участках с большим количеством камней.
	Широколопастные	Стандартная конструкция с одной лопастью в один или полтора захода. Используется для свай, применяемых на мягких и подвижных грунтах.
	Многолопастные	Несколько лопастей, расположенных по длине свайной трубы. Данная конструкция обеспечивает лучшие показатели опирания сваи на грунт. При этом вертикальные подвижки фундамента резко снижаются, что увеличивает такой показатель, как устойчивость сооружения. Используется на грунтах с сильным морозным пучением.

По технологии изготовления наконечников они делятся на сварные и литые. Первые описаны были выше, повторимся – это стальной лист, которому придаётся форма винта с помощью технологии штамповки, после чего его просто приваривают к трубе электросваркой. Вторые – это отлитые из стали заготовки, которым после окончательной обработки придаются размеры и форма наконечника.

Литой наконечник

Все наконечники, используемые в конструкции винтовых свай, маркируются:

• сварной тип – СВС;
• литой – ВСЛ;
• конусной – СВК;
• дополненный пикой – СВП;
• анкерный – ВАУ.

Винтовая свая с анкерным наконечником

Точка зрения эксперта

Дмитрий Холодок

Технический директор ремонтно-строительной компании «ИЛАССТРОЙ»

Задать вопрос

«Многовинтовые сваи обычно используются лишь при сооружении многоэтажных зданий, но не больше трёх этажей с мансардой. При одноэтажном строительстве лучше использовать стандартные конструкции с одним винтом или узкие многовинтовые сваи.»

Особенности винтовых свай под фундамент: размеры и серии

Начнём с размеров, потому что именно они определяют несущую способность конструкции. Производители винтовых свай предлагают продукцию, в основе которой лежат трубы разного диаметра. Варьируется данный параметр в пределах 57−325 мм. В частном домостроении используются изделия диаметром не более 133 мм. В таблице ниже показаны сваи с разными размерами и определением, какие нагрузки они могут выдерживать.

Марка/Изображение	Диаметр трубы и винта (лопасти), мм	Несущая способность, кг	Назначение
СВС-57	57/150	800	Обычно используются для сооружения оградительных конструкций, небольших хозяйственных построек, причалов и прочих сооружений небольшого веса
СВС-76	76/200	3000	Можно применять при сооружении лёгких хозяйственных построек и ограждений с большой парусностью. Нередко используют в качестве опор для разного типа оборудования, к примеру, для отопительного котла.
СВС-108	108/300	5000-9000	Можно применять при возведении нетяжёлых домов каркасного типа, бревенчатых срубов и построек из деревянного бруса. Практика показала, что винтовые сваи данного типоразмера хорошо себя показали при эксплуатации домов, сооружённых на заболоченных участках.
СВС-133	133/350	До 14000	Самые мощные свайные элементы винтового типа, которые устанавливают в качестве опор для возведения домов из тяжёлых материалов: кирпич, газосиликатные блоки и прочее. Обычно такие сваи обвязывают железобетонным ростверком с сооружением бетонного пола первого этажа.

Добавим, что производители выпускают винтовые сваи разных серий, которые решают различные задачи:

• «Z» серия – стандартная конструкция, используемая для лёгких сооружений;
• «Т» − в конструкции оголовка делаются отверстия для крепления металлического или деревянного ростверка;
• «U» − у данной серии оголовок имеет П-образную форму;
• «F» − сверху трубы устанавливается фланец круглой формы;
• «R» − фланец квадратной формы.

Винтовая свая серии «U» с П-образным оголовком

Толщина стенки труб

Так как типоразмер труб – это не только их диаметр, но и толщина стенки, то, исходя из данного параметра, можно определить и несущую способность изделия. Но составляя проект фундамента дома на сваях, надо обязательно учитывать и другие характеристики. К примеру, активность грунтовых вод. В ней может быть большая концентрация солей, которые разъедают металл быстро. А значит, при такой ситуации надо будет использовать трубы с более толстой стенкой, чтобы продлить срок их эксплуатации.Итак, трубы, используемые при изготовлении винтовых свай, делятся на три группы в зависимости от толщины стенки:

• Тонкостенные. У них толщина стенки не превышает 3,5 мм.
• Со средней толщиной стенки. Данный параметр варьируется в диапазоне от 3,5 до 6 мм.
• Толстостенные – свыше 6 мм.

Винтовая свая из трубы диаметром 102 мм и толщиной стенки − 6,5 мм

Теперь, что касается толщины металла, используемого для изготовления лопастей. Здесь две группы:

• До 5 мм. Такие винты устанавливаются на сваи, которые можно использовать для возведения лёгких сооружений.
• Свыше 6 мм. Сваи с такими винтами можно устанавливать под дома, возводимые из тяжёлых стройматериалов.

И буквально три позиции, касающиеся марки стали для фундаментных стоек:

• Трубы и лопасти из стали Ст3 могут быть использованы, если грунтовые воды имеют слабую химическую активность.
• Ст20 для среднеагрессивных вод.
• И сталь 09Г2С или 30ХМА для участков, где присутствуют агрессивные грунты.

Антикоррозионное покрытие

Так как винтовые сваи располагаются во влажном грунте, плюс подпочвенные воды будут постоянно воздействовать на металл, то необходимо приложить все усилия, чтобы провести антикоррозионную защиту. Существует несколько современных технологий, которые делятся на три группы:

• цинкование;
• покрытие полимерными составами;
• покрытие защитными эмалями и грунтами.

Оцинкованные винтовые сваи

Все производители сегодня проводят в заводских условиях защитные мероприятия, используя одну из данных технологий. Но, как показала практика, не все они обеспечивают требуемые нормативы, которые влияют на сроки эксплуатации опор в грунте. К примеру, холодное цинкование металла лучше, чем горячее. Полиуретановые и эпоксидные праймеры лучше других полимерных. Сегодня предлагается покраска металлических изделий специальными составами, которые наносятся по ржавчине. При этом ржавые поверхности ничем не обрабатываются, но защита становится очень эффективной, даже лучше оцинковки.

Если винтовые сваи для фундамента изготавливаются своими руками, кстати, видео будет показано ниже, то придётся выбрать антикоррозионный материал и нанести на готовое изделие самостоятельно. Надо добавить, что рынок заполонён продукцией сомнительного качества. Всё чаще встречаются «голые», так сказать, необработанные антикоррозионной защитой сваи. Приобретать их под закладку дома не рекомендуется. Их можно использовать только под оградительные сооружения и постройки хозяйственного типа. Конечно, перед установкой придётся их покрасить обязательно.

Где используются свайные фундаменты

Свайные фундаменты применяются и в жилищном строительстве, и в промышленном, и в частном. Как уже говорилось выше, основное их назначение – усилить грунт, на котором возводится здание. При этом опоры выставляются под стенами сооружения (внешними и внутренними) с обязательной установкой элементов под углами постройки и в местах стыковки стеновых конструкций.

Дом, сооружённый на винтовых сваях

В частном домостроении свайные фундаменты стали использоваться, когда строительный бум воцарился на просторах страны. Хороших участков всем не хватало, а люди хотели иметь хотя бы небольшой домик подальше от городской суеты. Поэтому власти стали выделять землю под строительство практически на непригодных участках. Во всяком случае, построить на нём дом по традиционным технологиям не получалось. Вот тут и вспомнили о сваях, которые раньше использовались только в гражданском и промышленном строительстве в прибрежных регионах и на Севере.

Как оказалось, сваи легко справлялись с различными неудобствами при сооружении дома и нагрузками, поэтому быстро стали популярными. Во всяком случае, проблему они решили. Но забивная и буронабивная технологии очень сложны, трудоёмки и затратны. Без специальной техники их не провести. Поэтому большую популярность сегодня получила именно технология монтажа фундамента на винтовых сваях, которую можно провести без дополнительных затрат вручную.

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.

В последнее время многие застройщики выбирают свайный фундамент для возведения брусового или каркасного дома. Рассказываем о технологии строительства известной нам более 100 лет

К возведению здания надо подходить обдуманно, тщательно просчитав все этапы строительства. И в первую очередь необходимо определиться с типом фундамента. Но что делать, если на своём участке вы столкнулись с так называемыми «сложными» грунтами, к которым относятся:

• Торфяники;
• Заболоченные участки;
• Участки с грунтовыми водами;
• Участки подверженные силам морозного пучения;
• Затопляемые участки.

В таком случае одним из самых быстрых и надёжных способов решения проблемы является использование свайно-винтового фундамента.

Можно выделить основные плюсы свайно-винтового фундамента:

• Монтаж производится в течение одного-двух дней;
• Не требуется выравнивание рельефа участка;
• Отсутствуют масштабные  земляные работы;
• Вкручивание свай ведётся при любых погодных условиях.

К основным недостаткам свайно-винтового фундамента относятся:

• Невозможность монтажа на скалистой местности и на участках с твердыми известняковыми прослойками либо каменистым грунтом;
• Фундаментные сваи невозможно установить ближе, чем на 0.5 метра к уже построенному дому, а монтаж в этом случае затруднён из-за применения специальных рычагов;
• При выборе свайного фундамента значительно осложняется строительство дома с подвалом. А цена такого фундамента для здания становится неоправданно высокой.

• О конструктивных особенностях свайно-винтового фундамента;
• О том, что нужно знать для расчёта необходимого количества свай;
• О секретах монтажа свайного фундамента;
• Об основных ошибках при вкручивании свай.

Конструктивные особенности свайного фундамента

Фундамент на винтовых сваях – это группа свай ввинченных в землю и представляющих собой единой поле. При возведении домов чаще всего используются изделия диаметром ствола 108мм, длиной 2.5 метра и диаметром лопасти в 300мм. После того как свая вкручена в землю, на поверхности остается примерно 50 см от её ствола. Затем на ствол сваи приваривается оголовок. В стандартном исполнении оголовок имеет размеры 250х250мм.

Оголовок нужен для крепления на него обвязочного бруса, швеллера или ростверка на который затем монтируется строение.

Свая – это металлическая труба с заострённым концом и лопастью специальной конфигурации прикреплённой в её нижней части. Благодаря лопасти она ввинчивается в грунт, уплотняя его, пока не достигнет нужной глубины и не упрётся в надежное основание. В силу этого она может нести расчетную нагрузку сразу же после монтажа.

Сваи отличаются по длине, диаметру и своему предназначению, а именно:

• Винтовая свая Ø76 мм – используется при строительстве заборов,
• беседок и лёгких пристроек;
• Винтовая свая Ø89 мм – подходит для строительства бытовок,
• и причалов;
• Винтовая свая Ø108 мм – универсальный вариант для строительства каркасных и брусовых домов;
• Винтовая свая от Ø133 мм и выше – используется для возведения домов из оцилиндрованного бревна, пенобетонных блоков и промышленных объектов.

При выборе в первую очередь следует обратить внимание на  следующие характеристики:

• Толщина металла стенки ствола. У качественной сваи толщина составляет от 4 до 4.5 мм;
• Толщина металла лопасти. Она должна составлять не менее 5 мм;
• Качество сварного шва. Недопустимы раковины и непроваренные участки;
• Защитное покрытие. Если слой краски тонкий или некачественный, то его просто сотрет о грунт при закручивании сваи.

Существуют сваи с литым наконечником. Их особенность в том, что наконечник и лопасть представляют собой единую деталь, изготовленную на литейном производстве, которую затем приваривают к стволу.

Такая свая более надежна, чем обычная сварная, так как она имеет большую толщину лопасти и имеет всего лишь один сварной шов. А также может ввинчиваться в грунт, где сохранились корни деревьев или попадаются небольшие камни.

Как рассчитать необходимое количество свай

Часто можно слышать утверждение, что сваи необходимо ввинчивать в землю с определённым шагом. И поэтому рассчитать их необходимое количество достаточно просто – надо лишь знать длину, ширину и вес строения. Но как показывает практика – это в корне неверно! Попробуем понять, сколько свай необходимо для фундамента вашего здания.

Для расчета свайного фундамента можно воспользоваться таблицей, с помощью которой можно определить несущую способность винтовой сваи в зависимости от грунта.

Минимальная глубина завинчивания свай для Москвы и Московской области составляет 1.5 метра, что гарантирует установку свайного фундамента ниже глубины промерзания грунта. Правильно установленная винтовая свая Ø108 мм способна нести нагрузку в 5 тонн.

Особенности монтажа свайного фундамента

Вкручивание винтовых свай может производиться как механическим способом – с помощью машины оборудованной гидробуром, так и ручным методом – силами нескольких человек.

При механическом способе монтажа проще контролировать необходимое усилие вкручивания. Также данный способ позволяет более точно сцентрировать ствол. Тем самым достигается более высокая точность монтажа. Максимальное отклонение ствола вкрученной сваи от вертикальной оси не должно превышать 2-х градусов.

После того как свая ввинчена на необходимую глубину, производится отрезание её верхней части. Чтобы урез всех свай был выставлен по одному уровню, необходимо использовать лазерный нивелир.

Затем, в ствол сваи заливается бетонный раствор. Вопреки распространенному мнению бетон заливается не для усиления сваи, а для того чтобы вытеснить из нее кислород и тем самым предотвратить коррозию металла изнутри ствола. Если открытую сваю не забетонировать, то с приходом зимы она может заполниться водой и её разорвет.

На что ещё следует обратить внимание при монтаже свай

• Определить, что свая завинчена до упора или как говорят монтажники: «дала отказ», можно по сильной деформации металла проушины ствола;
• Пользователи forumhouse.ruрекомендуют при заливке бетона в ствол использовать следующую технику: недолить примерно 20 см от верхнего уровня сваи, а в оставшуюся часть засыпать сухую цементно-песчаную смесь. Это делается для того, чтобы этот материал вытянул из ствола остатки влаги;
• После приваривания оголовков производится горизонтальная обвязка свай друг с другом. Чаще всего с этой целью используется брус или металлический профиль. Если в процессе сваи выступают над поверхностью земли более чем на 1 метр, то для придания жесткости всей конструкции, к стволу производится наваривание под углом дополнительных профилей – укосин.

Свайный фундамент: возможные ошибки 

• При монтаже фундамента из свай не допускается выставление единого уровня свай путём их выкручивания. Это приведёт к тому, что уплотненный грунт будет разрыхляться, и при монтаже дома свая просядет ровно на то расстояние, которое было разрыхлено из-за её выкручивания;
• Также одной из самых распространённых ошибок является то, что сваю вкручивают в готовую, заранее вырытую яму. Глубина так называемого «приямка» не должна превышать 30 см.

Посмотрите видео как производится ручной монтаж свайного фундамента.

Достоинства

Преимущества винтовых свай	Примечания
Фундаменты из винтовых свай не подвержены воздействию сил морозного пучения	В отличие от иных видов фундаментов, особенно забивных свай.
Высокая долговечность, возможность использовать на болотистых грунтах, грунтах с высоким уровнем подземных вод.	Для соблюдения требований ГОСТ 27751-2014 необходимо проводить анализ коррозионной активности грунта, результаты которого являются основанием (с учетом требований к конструктивной жесткости винтовой сваи) для подбора марки стали, толщины стенки и диаметра ствола винтовой сваи.
Минимальные сроки строительства.	Объект сдается на 15—30 % быстрее, чем с бетонным фундаментом.
Экономичность.	Дешевле бетонного фундамента, выполненного в соответствии с СП , не менее, чем на 30 %.
Широкий спектр применения.	Можно использовать в любых грунтах, кроме скального.
Отказ от земляных работ и выравнивания участка.	Для соблюдения горизонтального уровня при перепаде высот используют сваи различных длин.
Отсутствие вибраций и шума при погружении.	Можно проводить работы в непосредственной близости к подземным коммуникациям или в условиях плотной городской застройки.
Винтовые сваи готовы к восприятию проектной нагрузки сразу после погружения.	В отличие от бетонного фундамента не требует времени на отстаивание и набор прочности.
Работы можно выполнять в любое время года.	При температуре ниже −30 °C использовать спецтехнику для установки затруднительно.
Возможность повторного использования винтовых свай.	Незаменимы при строительстве временных сооружений.
Высокая ремонтопригодность.	Если винтовые сваи не являются частью сборного ж/б фундамента.
Сваи малого диаметра можно устанавливать без применения тяжелой техники.	Усилиями 3—4 человек.
Инженерные коммуникации можно проектировать и монтировать одновременно с возведением фундамента.	Во время земляных работ необходимо соблюдать дистанцию до установленных винтовых свай, определенную проектной документацией.

Изготавливаем винтовые сваи для фундамента своими руками

Несмотря на кажущуюся простоту конструкции и ее изготовления, процесс подготовки полноценной и надежной винтовой сваи достаточно трудоемок и требует соблюдения специальных условий. Отдельно следует заметить, что изготовление винтовых свай самостоятельно может представлять опасность для жизни и здоровья, поэтому следует оценить реально свои возможности и строго придерживаться техники безопасности работы с инструментами и материалами.

Винтовые сваи делятся на 3 основных вида.

1. Сваи со сварным наконечником. Они представляют собой трубы требуемой длины и диаметра, с заостренным концом и приваренными лопастями для монтажа сваи. Такая конструкция изготавливается методом сварки и представляет определенные сложности при изготовлении домашним методом. Изготовление данной конструкции требует заводского оборудования, чтобы обеспечить надежность конструкции.
   
   
2. Литые сваи. Представляет собой полноценную конструкцию, в которой лопасти отлиты методом полного цикла, т.е. из одного материала и имеют малозаметные и монолитные швы. Сделать такие винтовые сваи своими руками в домашних условиях практически невозможно.
   
   
3. Комбинированная свая. Представляет собой трубу, завершающуюся лопастями и длинным заостренным конусом.
   
   

Как видим, производство винтовых свай требует специфического оборудования и специальных навыков вкупе с доскональным знанием технологии.

Сваи, произведенные в заводских условиях с соблюдением технологии, могут нести нагрузку в 50 тонн, причем нагрузку динамического характера. В домашних условиях такого результата добиться в принципе невозможно. Но если вам очень нужно, то следующее видео наглядно покажет как можно сделать винтовые сваи самостоятельно.

Кажется, что сложного в том, чтобы приделать к трубе лопасти, на самом деле это требует специальных условий. Поэтому вопрос нужно ставить не в контексте, как сделать самостоятельно винтовые сваи для фундамента, а как установить винтовые сваи своими руками (закручивание винтовых свай). Не расслабляйтесь, ведь монтаж винтовых свай – процесс очень сложный и трудоемкий.

Плюсы и минусы фундамента на сваях

Среди преимуществ использования таких основание числятся:

• Долговечность и высокая несущая способность – подобные сваи без проблем выдерживают сезонные пучения и служат 50–80 лет;

• Экономичность – обходится на 20–30% дешевле иных вариантов;

• Отсутствие строительного мусора и больших объемов выемки земли;

• Высокая скорость возведения – для самостоятельного устройства фундамента из винтовых свай хватит двух–трех дней;

• Возможность создания практически на любых типах грунтов;

• Простота реализации – плитный либо ленточный фундамент своими руками выполнить гораздо сложнее;

• Большое количество модификаций наконечников и оголовков;

• Возможность повторного применения;

• Отсутствие как таковой сезонности работ – вкручивать винтовые опоры можно даже зимой, лишь бы грунт позволял это.

Не рекомендуется его устраивать только на болотистых обводненных участках, где избыточная влага приведет к быстрому истончению стенок ствола. В остальных случаях – это просто идеальный выбор.

Минусы у винтового фундамента также имеются, но их гораздо меньше и упоминания стоят лишь:

• Невозможность обустройства внизу под полом цокольного этажа или подвала;

• Дополнительные затраты на утепление дома снизу.

Рассматривая плюсы и минусы, явно видно, что достоинства сильно превалируют над недостатками. Однако есть одно большое «НО».

Электромеханическая коррозия

Винтовая опора должна быть изготовлена в соответствие со стандартами и из качественной стали. А после ее еще и в обязательном порядке надо проверить в ОТК с помощью ультразвука либо рентгена. Основные проблемы у застройщиков, остановивших свой выбор на свайно-винтовом фундаменте, обычно возникают именно из-за дефектных материалов.

Свайно-винтовой фундамент для строительства

Винтовые сваи проверены временем

Свайно-винтовой тип фундамента используется в мире уже около 300 лет, начали его использовать при возведении маяков, хороший пример Сухумский маяк, который прекрасно пережил войну и стоит до сих пор, что говорит об отличной надежности этого типа фундамента.

Для тех кто сомневается, что сваи ржавеют и этот тип фундамента может быть ненадежным, вот свая, которая была заменена на древнем маяке, этой свае больше 300 лет, как видите, она прекрасно сохранилась.

Древняя свая от маяка

Однако самый популярный тип фундамента в нашей стране является ленточный заливной фундамент, однако не на каждом участке можно его устроить, да и стоит он не дешево. Есть глинистые почвы с высоким уровнем грунтовых вод, на такого рода земельных участках возведение ленточного фундамента невозможно. Тогда на помощь приходит технология установки надземного вида построек на свайно-винтовом фундаменте. Этот вид фундаментов также набирает популярность в нашей стране благодаря многим преимуществам.

Основные характеристики

Винтовые сваи

Плюсы свайно-винтового фундамента

1. Основными преимуществом является то, что свайно-винтовой фундамент не требует проведения большого количества земельных работ.
2. Технология его возведения достаточно проста.
3. Скорость установки и оперативность возведения. За час на обычной земле можно установить десяток свай, если постараться можно и все пятнадцать.
4. К тому же отмечается его низкая стоимость.
5. Способность выдерживать приличные нагрузки и долговечность.
6. Подходит любой грунт, кроме скальных пород.
7. Применение спец техники не обязательно, возможность устанавливать сваи вручную.
8. Не нужно ждать после заливки бетона, можно спокойно продолжать возведение вашего дома.
9. Вибрация и шум при установке отсутствуют
10. Сваи возможно использовать повторно
11. Фундамент под ваш каркасный дом может быть всегда расширен.
12. Возможность установки на склонах и неровных грунтах.

Возможность возведения дома на склоне, где земля дешевле в разы

Минусы винтовых свай

Минусы на самом деле не столь очевидны, особенно для небольшого каркасного строительства дома, этот тип фундамента подходит идеально.

Но всё же минусы есть:

1. Невозможность возведения на скальных породах или грунтах с большим количеством камней в почве.
2. Подходит для легких каркасных и деревянных строений до 3-4 этажей.
3. Дома должны иметь достаточно широкое основание.
4. При вкручивании зачастую анти-корозийное покрытие повреждается, что ускоряет корозию металла.
5. Некачественные производители.

Также отмечается, что срок службы свайно-винтового фундамента хоть и является достаточно большим, однако все-таки несколько меньше, чем у бетонного. Срок эксплуатации такого фундамента могут сократить и повреждения, которые иногда получают сваи в процессе вкручивания в грунт. Сваи с поврежденным внешним защитным слоем больше подвержены коррозии.

Хотя свайно-винтовой фундамент хорошо подходит для частного строительства, но для возведения тяжелых массивных многоэтажных построек его лучше не использовать.

Кроме того существует еще несколько проблем, с которыми можно столкнутся организуя строительство на свайно-винтовом фундаменте. Прежде всего, следует знать, что пол в доме на свайно-винтовом фундаменте потребует дополнительного утепления. Также часто бывает, что сваи дают неравномерную усадку в процессе эксплуатации дома, а со временем вообще разбалтываются, если выполнено не по технологии.

Поэтому, не смотря на свою прочность, свайно-винтовой фундамент приветствуется в малогабаритном строительстве каркасных домов, а также при возведении на участке бань, гаражей и небольших хозяйственных или декоративных построек.

Преимущества и недостатки свайно-винтовых фундаментов

Массовое использование в малоэтажном строительстве свайного винтового фундамента, особенно на сложных грунтах с большим количеством влаги и переменной несущей способностью, сформировало достаточно большой опыт его использования, со всеми недостатками и очевидными преимуществами.

Чем хорош свайно-винтовой фундамент

Общая статистика и отзывы владельцев показывают, что выбор в пользу свайно-винтового варианта фундамента для частной постройки, дома или бани был сделан исходя из следующих соображений:

• Свайно-винтовое поле фундамента можно установить за пару дней, и в большинстве случаев даже собственными силами, без применения специальной техники или выполнения трудоемких земляных работ;
• Применение свайных опор позволяет приступить к возведению каркасно-щитовых, брусовых или пенобетонных зданий уже на следующий день, без месячной выдержки, как в случае бетонных фундаментов;
• Металлический свайно-винтовой фундамент не боится влаги и не проводит влагу, поэтому идеально подходит для строительства зданий из дерева, щитов, СИП панелей и вспененных материалов.

Кроме того, расчет фундамента на свайно-винтовых опорах выполняется проще, а результат нагружения более предсказуем, так как прочностные характеристики и поведение металла под нагрузкой хорошо изучено и гораздо более прогнозируемо, чем армированный ленточный бетон или железобетонные сваи. Еще одним плюсом является то, что заменить или отремонтировать металлическую сваю гораздо проще, чем бетонную опору.

Некоторые специалисты отмечают хорошую приспособляемость свайно-винтового фундамента к неравномерной нагрузке, когда наряду с вертикальным давлением от веса здания появляется горизонтальная составляющая. Заглубленная на расчетную глубину, тонкая металлическая труба с широким наконечником в основании имеет возможность отклоняться от вертикальной оси, даже если ее залили бетоном. Всего на несколько градусов, но этого достаточно, чтобы любая нагрузка на свайно-винтовой фундамент распределялась по всем опорам более-менее равномерно.

Для бетонных конструкций такая ситуация более опасна, часть опор свайно-винтового фундамента могла быть выдавлена силами пучения, тогда как некоторые элементы остаются в перегруженном состоянии, например, при использовании брусового ростверка.

Главный страх всех свайных фундаментов — силы пучения грунта при низких температурах. Среди застройщиков бытует немало мифов о том, как может быть оборвана винтовая свая расширяющимся льдом. На самом деле прочность стальной трубы достаточно велика, чтобы ее оборвало льдом. Предел прочности СТ25 составляет 400-500 Мпа, что на несколько порядков меньше удельной нагрузки, создаваемой льдом.

Мало того, при сильном обжатии часть льда и грунта переходят в полужидкое состояние, поэтому каша изо льда и грунта больше скользит по поверхности свайно-винтовой опоры, чем выталкивает ее. Если утепление свайно винтового фундамента выполнено по всем правилам, наконечник опирается на более теплые глубокие пласты, то нет и повода беспокоиться о пучении грунта вокруг стальных труб.

Разумеется, у свайно винтового фундамента есть плюсы и минусы, поэтому было бы неправильным не упомянуть о недостатках использования трубчатых винтовых свай.

Минусы конструкции свайно-винтовых опор

Главным отрицательным моментом использования металлических свайно-винтовых опор является их высокая цена. Цена на рядовой винт диаметром 89 -108 мм составляет 900 руб., винтовые сваи из трубы НКТ с литым наконечником обойдутся в 1500 руб., из нержавейки – все 4000 руб. Затраты на изготовление свайно-винтового фундамента из геошурупов и поля из буронабивных свай будут примерно на одном уровне. А если в проект заложить использование литых труб, то свайный фундамент получится даже дороже, чем обычная малозаглубленная лента.

Кроме стоимости, в перечень минусов свайно винтового фундамента входят:

• Интенсивное разрушение металла в коррозионно-активной среде;
• Потребность в точно дозированном усилии вворачивания и осадки свайно-винтовой опоры;
• Высокая теплопроводность металла требует решения вопроса, как утеплить свайно винтовой фундамент.

Наиболее важной из перечисленных проблем является антикоррозионная защита металла, находящегося в грунте с повышенным содержанием влаги и активных веществ. Это давняя проблема всех стальных коммуникаций подземного типа. Свайно-винтовые опоры за более чем столетний период их использования пытались изготавливать из чугуна, кованного метала, легированных и нержавеющих сплавов, использовать цинковые и алюминиевые покрытия, защитные краски и лаки, но проблема считается не решенной.

К сведению! Если дома на свайно винтовом фундаменте находятся ближе 50-70 м к трансформаторным подстанциям или высоковольтным системам передач, электрогенерирующим установкам, то использовать металлические сваи нельзя, так как винтовые опоры будут достаточно быстро разрушены электрохимической коррозией и блуждающими токами.

Недостаточно эффективное сопротивление коррозионным процессам заложено в природе свайно-винтовых опор. Даже при оксидировании или цинковании металлической поверхности, не говоря уже о лакокрасочных покрытиях, металл все равно ржавеет во влажной среде. Вопрос только в скорости ржавления. Кроме того, при вворачивании винтовых опор поверхность трубы и наконечника скользит относительно грунтовых масс, в результате песок, мелкий гравий и камни сдирают защитное покрытие, даже цинк и окисную пленку, словно абразив.

Единственным покрытием, показавшим неплохие результаты, считается двухслойная защитная пленка из алюминия с окисленной поверхностью, но стоимость нанесения такой защиты сопоставима с ценой самих свайно-винтовых опор. Если в ближайшее время проблема коррозионной защиты будет решена, то свайно-винтовые фундаменты с литыми наконечниками в малоэтажном домостроении напрочь вытеснят бетон.

Облицовка фундамента на винтовых сваях

Когда фундамент готов, нужно выполнить его облицовку, ведь в своем первозданном виде винтовой фундамент имеет не эстетичный вид. Выбирая вид облицовки, можно не просто улучшить внешний вид фундамента, но и придать ему дополнительную прочность. Это уже тот этап работ, который можно сделать самостоятельно, без помощи специалистов.

Но обратимся к опыту строителей. Несмотря на то, что готовый фундамент уже обладает прекрасными опорными и защитными качествами, не помешает усилить их. Тем более, погодные аномалии, а также волнения почвы сверх рассчитанных, никто не отменял. Винтовые сваи предназначены для деревянного дома, поэтому фундамент должен выглядеть гармонично и дополнительно усиливать фундамент. Для этой роли прекрасно подойдут искусственный или натуральный камень, который мы и используем для отделки.

Отделка из данных материалов призвана не только создать эстетику в общем ансамбле, но и придать строению дополнительную прочность. Отдельно заметим, что каменный фундамент также защитит дерево от снега и воды. Если в вашем регионе присутствуют обильные осадки, уделите внимание такому свойству отделочного материала, как гидропонность.

Облицовка выполняет не только роль декора. Как отмечают специалисты, камень выполняет и дополнительные армирующие функции. Если при облицовке будет использован камень, дополнительного усиления винтового фундамента выполнять не надо, облицовка способна выполнить данную функцию.

Уделите внимание раствору. Он является частью укрепительного сооружения. Хорошо будет добавить в него пластификаторы, чтобы раствор приобрел пластичные свойства. Это важно, ведь фундамент на сваях, ввиду своей конструкции, динамичен и может смещаться при сезонных возмущениях почвы. Чтобы облицовка укрепляла конструкцию, а не оказывала лишнее сопротивление, придайте и ей пластичность с помощью раствора с пластификаторами.

После выбора материала облицовки возникает вопрос о высоте отделки. Тут мнения специалистов расходятся. Одни рекомендуют выкладывать только фундамент, иные – выполнять отделку вплоть до оконных проемов. Истина находится, как всегда, посередине. Высота отделки зависит от специфики погодных условий региона – чем больше перепад температур, осадки, колебания почвы, тем выше должна заканчиваться отделка (усиление).

Скрепляется камень при помощи специального раствора на основе бетона и пластификаторов. Смесь готовится непосредственно перед началом работ. Каждый элемент тщательно смазывается раствором и выкладывается на поверхности. После завершения работ по отделке следует тщательно промазать все швы фиксирующим раствором. После высыхания их можно покрасить обычной краской.

Заключение

В совокупности рассмотренной информации может показаться, что недостатки свайно винтового фундамента делают использование винтовых металлических опор целесообразным только для подсобного строительства, всевозможных беседок и навесов. Но тяжелые свайно-винтовые опоры широко используются для обустройства фундаментов в климатических зонах, где глубина промерзания достигает 1,8-2 м. В этом случае свайно-винтовой фундамент получается дешевле и надежнее, чем ленточный и тем более плитный. Единственным существенным недостатком остается невозможность постройки полноценного подвального помещения.

Утепляем фундамент на винтовых сваях

Чтобы пол в доме был теплый, его необходимо утеплить еще на стадии работы с фундаментом. Для этого после завершения всех, согласно технологии возведения фундамента, работ, следует утеплить сам фундамент сверху. Армируйте фундамент при помощи деревянных досок по периметру основания. Теперь можно перейти к работам по утепления фундамента и, соответственно, пола.

Для утепления фундамента на винтовых сваях следует выполнить действия, согласно технологической карте утепления винтового фундамента.

1. В первую очередь нужно сделать патрубок. Для этого на подготовленное из деревянных досок ложе выкладываем слой утеплителя и заколачиваем его еще одним слоем досок. Как вариант, подготовленное ложе заливаем слоем бетона толщиной не менее 5 см. Для этого подготавливаем опалубку и заливаем в нее раствор.

2. Если утепление производилось путем наложения изолирующего слоя из утеплителя и слоя досок, можно начинать возведение дома. Если подготовленное ложе заливалось бетоном, через 28 дней можно начинать утеплительные работы. Положите на слой бетона изоляционный материал (можно использовать пенопласт или минеральную вату) и прибейте его досками. Доски должны образовать ровную поверхность.

3. Возводим каркасный дом своими руками.

4. После того, как сам дом возведен, можно начинать работы по внешнему утеплению (укреплению) фундамента. Для этого весь периметр фундамента нужно обнести изоляционным материалом. Лучше использовать пенопласт. Пропитайте его специальной грунтовкой для придания прочности и повышения гидроизоляции. Если вы используете минеральную вату, нужно дополнительно закрепить ее сплошной деревянной конструкцией.

5. После того, как теплоизоляция осуществлена, нужно подготовить поверхность для усиления фундамента камнем. Камень – материал тяжелый, поэтому следует тщательно подготовить поверхность.

6. Облицовываем поверхность фундамента камнем.

После того, как все работы по облицовке завершены, фундамент можно считать готовым. Дайте фундаменту еще несколько суток, чтобы устояться и приобрести прочность. Затем можно начинать работать над дополнительными конструктивными элементами. Например, погребом.

Изначально план погреба должен быть заложен в проекте здания. С учетом его конструкции, на начальном этапе выполняются работы по подготовке котлована и его обработке по технологической инструкции об обустройстве теплого погреба. Заранее выбирается место выхода на поверхность и в этом случае утепление подразумевает слой бетона, а также в проекте учитывается несущая конструкция для подвального помещения. Чаще всего это обычные рельсы. Делать погреб, если он не учтен в проекте изначально, нельзя, иначе вы рискуете остаться без домика.

Существуют и альтернативные методы выполнения работ по монтажу винтовых свай своими руками. Однако вышеприведенный способ отличается относительной простотой и эффективностью, что позволяет монтировать винтовые сваи своими руками с минимальной поддержкой специалистов.

Ремонт фундамента из винтовых свай

Любой фундамент, каким бы совершенным он ни был, как бы четко не придерживались технологии его возведения, может выйти из строя. То же может произойти и с нашим, возведенным для строительства деревянного дома, фундаментом. А это значит, что он нуждается в починке.

И тут обнаруживается большой плюс фундамента на винтовых сваях. Если еще один вид фундамента, пригодного под строительство дома из деревянного сырья, ленточный фундамент, может требовать специфических работ по укреплению, то в случае установки винтового фундамента сложность работ значительно уменьшается.

Чтобы отремонтировать фундамент на винтовых сваях, все равно нужно задействовать специальную технику. Процедура подготовки фундамента к ремонтным работам проще, если в доме имеется подвал. Подвальное помещение позволяет обеспечить доступ к самой конструкции, не затрагивая само строение и с минимальными затратами сил. Если подвала нет, нужно будет использовать специальную технику для поднятия строения, чтобы можно было добраться до свай. Как вариант – можно просто разобрать пол и укрепить нужный участок. Это можно сделать, если вы точно знаете, какая именно свая дефектна и параметры дефекта. В остальных случаях нужно будет массировано углубляться в саму конструкцию фундамента.

Чтобы произвести ремонтные работы, нужно определить характер неполадки. Это может быть проседание свай, дефекты свай, дефекты перекрытия и прочее. Чтобы точно определить причину, нужно обнажить фундамент. Для этого нужно снять изоляционный слой и перекрытие. Затем, по ситуации, заменить сваю, досыпать грунта или произвести иные ремонтные работы.

Частая проблема винтовых свай в песчаной почве – разрушение почвенного слоя или его движение. В этом случае нужно укрепить сваи при помощи арматуры и бетона. Шатающуюся или смещенную сваю можно увидеть визуально, а чтобы точно выяснить характер проблемы, следует углубиться в бетонную подложку. Возможно, нужно будет заново бетонировать ее.

Отдельные и редкие случаи – когда смещается сама основа фундамента. Это может происходить при значительных сдвигах почвы или подмытию оной. Тогда нужно полностью демонтировать конструкцию и заново выполнить работы по ее возведению. Посоветуйтесь с геологом, если имеет место такой случай, возможно, придется переносить дом в другое место.

В целом же фундамент на винтовых сваях очень прочный и надежный, он долговечен и в подавляющем большинстве случаев в ремонте не нуждается. Этому способствуют особенности его конструкции – сваи уходят на глубину более полутора метра, крепко фиксируются подложкой. Лопасти сваи обеспечивают не просто надежность конструкции, но и некоторую ее маневренность (позволяют фундаменту оставаться стабильным при движении почвы).

А чтобы фундамент был прочным и не нуждался в ремонте, следует придерживаться технологии его возведения и начинать строительство в теплое время года.

Отметим, что фундамент на сваях является наименее затратным и самым простым в исполнении конструктивным решением для деревянного строения. В отличие от других видов фундамента его можно частично сделать своими руками. Данная конструкция надежная и устойчивая, технологически проще для ремонтных работ и идеальна для домов из дерева и бруса.

Видео: производство и монтаж винтовых свай

Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...