Все, что нужно знать о винтовых сваях для фундамента

Постройка на сваях – это миф или реальность?

Встречаются опытные строители, которые категорически не советуют использовать сваи при возведении жилого дома. Они советуют использовать свайное основание только для построек хозяйственного назначения или для небольших дачных домов.

Возникает вопрос: а как тогда российские (и не только) города, в которых десятки тысяч домов построены на сваях и до сих эксплуатируются? Причём дома в несколько этажей, а не просто одноэтажные постройки.

Если местность под строительство всегда залита весенними паводками или грунтовые воды практически у поверхности – то спасают именно винтовые сваи.

Например, если дом нужно поднять или перенести, или реставрировать, то обустраивают именно свайное основание. Такой вариант часто используют во время ремонта деревянных построек прошлого века, когда в те годы дома редко возводили с фундаментом.

В пользу использования свайной конструкции говорят и те факты, что такие варианты основания были реализованы в строительстве очень давно. Только вместо свай были задействованы брёвна, забиваемые в землю. 

На первых порах опоры на винтах использовали для оснащения причалов. Со временем сфера их использования значительно расширилась. На фото ниже маяк в Великобритании, когда пришлось на нестабильной почве Темзы задействовать винтовые сваи.

В первом десятилетии XX века возведение построек на свайных фундаментах получило «второе дыхание» благодаря изобретению новой техники, позволявшая точно и глубоко вбивать сваи. А это значительно убыстряло работу по строительству фундамента для дальнейшего возведения зданий.

Этапы монтажных работ

При закручивании винтовых свай должна быть соблюдена технология. Только в таком случае можно получить качественное основание, которое прослужит достаточно долго. Поскольку завинчивание винтовых свай достаточно сложный процесс работу должны выполнять несколько человек.

Перед работой стоит подготовить инструмент, который потребуется при выполнении работы. Перед тем как начать строительство необходимо полностью очистить всю строительную площадку от различного мусора и кустарников.

Следующим этапом является выполнение разметки. Для этой цели нужно использовать такой инструмент:

• рулетка;
• уголок строительный;
• нивелир;
• нитку для разметки и колышки

Чтобы начать устройство свай рекомендуется сделать небольшие приямки, в тех местах где будут ввинчиваться сваи. Особенно это уместно, если работы будут выполняться вручную. В такой приямок устанавливается наконечник сваи и происходи завинчивание.

Во время того как ввинчивается изделие, важно контролировать с помощью уровня вертикальную плоскость. Сначала необходимо монтировать угловые элементы, это позволит не нарушить вертикальность свай и основа будет соответствовать плану

Винтовые сваи необходимо завинчивать на глубину ниже уровня промерзания грунта

При закручивании важно контролировать глубину ее заложения. Литой наконечник должен в обязательном порядке вместе с лопастями опуститься ниже уровня промерзания грунта

В противном случае опорный элемент будут подвержен сезонным воздействиям грунтам.

После того как все сваи закручены стоит провести их выравнивание. Для этой цели используется нивелир. Благодаря ему дом на винтовых сваях будет стоять ровно. После того как все высоты отмечены лишнее нужно срезать с помощью болгарки.

При необходимости внутренняя полость заливается бетонным раствором. В таком случае основа дома будет более прочной и надежной. А внутри свая не будет подвергаться такому пагубному процессу как коррозия. Если будет заливаться бетон, то наконечники должны быть литые.

Завершающим этапом устройства такого фундамента является монтирование оголовков, Это металлические пластины, разного размера, которые привариваются к верхней части трубы. По ГОСТу все сварные места в обязательном порядке необходимо окрасить специальной антикоррозийной краской.

После монтирования всех свай можно начинать делать первый венец, если дом строится с бруса. Если предполагается использование кирпича или блоков, то нужно будет делать бетонный ростверк. Для крепления деревянного бруса необходимо использовать шурупы подходящего размера.

Срок службы винтовых свай дает возможность осуществлять строительство на долгие годы. При этом не потребуется проводить в скором времени различные ремонтные работы. Перед тем как начать строительство любого сооружения необходимо изучить все виды винтовых свай, а также технологию их монтажа. Это позволит правильно определиться с типом расположения опорных элементов, подсчитать их количество и нагрузку, которые они в состоянии выдержать.

Все работы по монтажу можно выполнить своими руками. Но если нет уверенности в собственных силах, лучше доверить монтаж специалистам. В противном случае может быть нарушена технология и возникнут проблемы которые могут привести к негативным последствиям.

Область использования винтовых свай

Винтовые сваи можно использовать для большинства типов строений

Определить какие винтовые сваи лучше достаточно сложно. Для каждой цели используется своя разновидность. Сегодня чаще всего такой фундамент используется при строительстве частных домов. К примеру, деревянный дом оказывает небольшую нагрузку на фундамент, поэтому можно использовать сваи.

Несущая способность винтовых свай дает возможность использовать их также для строительства:

• ограждений;
• гаражей;
• линий электропередач;
• пирсов.

Разные виды винтовых свай позволяют подобрать подходящий вариант, в каждом конкретном случае. Согласно ГОСТа данные изделия могут быть использованы для усиления существующего фундамента.

Основные преимущества винтовых свай

Строительство с использование винтовых опор пользуется огромной популярностью среди частных застройщиков и это явление обоснованно. Для начала стоит отметить скорость выполнения работ. Монтаж винтовых свай занимает относительно небольшое количество времени.

Устройство такого фундамента характеризует достаточно простая технология выполнения работы. Срок службы винтовых свай также можно отнести к преимуществам, в среднем такая основа прослужит более 50 лет.

Завинтить винтовой элемент можно как с использованием специализированной техники, так и имея подходящий инструмент. Если нет такой возможности, то работы можно выполнить и подручными материалами.

Какие требования ГОСТ предъявляются к винтовым сваям

Соответствие проектным нагрузкам свай регулирует ГОСТ 27751-2014.

Технические условия, регулирующие условия производства винтовых свай: ТУ 25.11.23-004-20882284-2017.

Качественная свая или нет, можно определить, прочитав техническую документацию производителя. Производство регулируется как минимум двумя ГОСТами:

• для труб стальной электросварной прямошовной ГОСТ 10704-91, ГОСТ 10705-80;
• для проката листового горячекатаного ГОСТ 19903-2015.

Также оценка качества металлических опор для свайного фундамента проводится с учетом таких нормативов:

• требуемые размеры оснований под сваи – ГОСТ 10704-91 ст.3;
• контроль качества, приемки труб из металла – ГОСТ 10705-80;
• контроль отклонений от формы – ГОСТ 19903-2015;
• система защиты от коррозии, методы коррозионных испытаний ГОСТ Р 9.905-2007.

Свайно-винтовой фундамент – плюсы и минусы

Срок службы и удобство эксплуатации строения во многом зависит от основания. Рассматривая плюсы и минусы дома на сваях, стоит отметить возможность:

1. Возведения на любом грунте в любой климатической зоне. Допустимо строительство в регионе с вечной мерзлотой и на болотистой местности.
2. Строительства на участке с любым рельефом.
3. Выполнения строительных работ в любое время года. Погодные условия неспособны оказать негативного влияния на характеристики формируемого фундамента.
4. Установки винтовых опор на участке с любым уровнем грунтовых вод.
5. Выполнения монтажных работ в сжатые сроки. При наличии специальной техники и хорошей проходимости грунта винтовые сваи для дома среднего размера могут быть подготовлены за один день.
6. Снижения затрат на устройство фундамента. Цена фундамента из винтовых опорбудет на треть ниже оснований другого типа, например, ленточного.
7. Устройства тёплого подполья при грамотно выполненном утеплении фундамента. Иногда проектируется технический этаж.
8. Монтажа инженерных коммуникаций одновременно с устройством фундамента.
9. Выполнения монтажа своими руками, если цена работ окажется высокой для семейного бюджета.

Монтаж возможен в любое время года

К достоинствам винтовых свай также стоит отнести:

• устойчивость к морозному пучению;
• установку без предварительной подготовки котлована, поэтому на строительной площадке не будет завалов выбранного грунта, что особенно актуально для небольших по площади участков. Также отпадает необходимость в дополнительных затратах на вывоз лишнего грунта;
• сухие полы и стены дома, так как такой фундамент не имеет капилляров, через которые влага из грунта могла бы попасть внутрь строения;
• длительный срок службы при соблюдении технологии монтажа и использовании качественных материалов.

Для монтажа свай не надо подготавливать котлован

К недостаткам фундамента на винтовых сваях стоит отнести:

1. Сложность устройства на участках со скальными породами и грунтом, содержащим большое количество камней.
2. Вероятность снижения несущей способности фундамента при увеличении нагрузки на винтовую сваю. Это может стать причиной разрушения стен.
3. Повышенные требования к системе водоотведения, что может стать причиной повышения цены на устройство фундамента.
4. Разрушение материала под действием коррозионных процессов, если дом возводится на участке с повышенной химической агрессивностью грунта.

К месту строительства предъявляются определённые требования

Фундамент на сваях название. Что такое свайный фундамент

Свайный фундамент представляет собой совокупность свай, которые объединены между собой ростверком.

Сваи – это длинные элементы, которые закапываются в грунт в наклонном или чаще в вертикальном положении. Такие конструкции могут выполняться из разных материалов. К примеру, это может быть древесина, сталь, железобетонные изделия и прочее. Сваи по форме похожи на столбы, но концы у них сужены. Этими концами сваи ввинчиваются в почву, вдавливаются либо забиваются.

Согласно снип свайные фундаменты нужно устанавливать в тех зонах, где предполагается наибольшая нагрузка. Кроме того, их обязательно нужно расположить в тех местах, где будут располагаться главные несущие стены. В зависимости от того, какие будут предусмотрены нагрузки, возможно использование одиночных и кустовых типов свай. Кустовые предполагают, что конструкция будет состоять из нескольких элементов, которые располагаются группами. При одиночном типе они располагаются под разные опоры.

Сам ростверк соединяет разные сваи в единую систему. Зачастую это плита из бетона или железобетона. Она накладывается поверх столбов. Именно эти плиты и становятся несущим элементом. Благодаря им нагрузка переходит с надземных элементов на столбы.

Где же можно использовать фундамент на сваях? В основном такие сооружения применяются в тех случаях, когда верхняя часть почвы слишком слабая. Из-за этого нужно перенести общую нагрузку с верхнего слоя на более плотные слои, которые залегают глубже.

Сейчас в строительстве вариант фундамент-сваи считается очень популярным. Это объясняется тем, что несущие свойства достаточно высокие. Кроме того, устройство будет более дешевым, так как земляные работы будут иметься только в небольшом объеме.

Особенно подходит подобный тип фундамента для каркасных, щитовых или деревянных помещений. Можно прибегать к подобному варианту при строительстве заборов, бань, веранд, беседок и других строений.

Как производятся работы по устройству фундамента на винтовых сваях

Сваи под каркасный дом вкручивают в местах, где не подходят другие типы конструкций. Поэтому установка этого типа опор имеет свои нюансы.

Геодезическая разведка участка

Прежде чем провести гидрогеологию места для правильного подбора сваи под каркасный дом, необходимо найти инженера – проектировщика для будущего здания.

Специалист, основываясь на пожеланиях клиента (этажность здания, тип предполагаемого фундамента, нагрузка на колонны и т.п.), составит техническое задание геодезисту, на основании которого он проведёт обследование территории (виды проб, вычисление глубины и количество скважин и т. п.).

В результате будет произведена геодезическая разметка точек пересечения осей для свайного поля.

Краткая и общая схема монтажа

Общая схема обустройства стволового основания состоит из нескольких этапов:

1. Подготовительные работы, включающие разметку площади, проверку параллельности осевых линий и их соответствия прямым углам.
2. На втором и третьем этапах сначала погружают угловые, а затем промежуточные трубы.
3. Чтобы поверхность стволов была ровной, производят обрезку.
4. Усиливают прочность путём заливки бетона.
5. Приваривание верхних торцов опоры (оголовков), которые служат точками крепления ростверка.

Поверхности стволов, повреждённые при сварке или погружении, сразу покрывают защитным слоем из краски.

Технология строительства методом обвязки

Обвязка (скрепление столбов между собой по периметру здания и между внутренними перегородками), делает фундамент устойчивым при сдвигах и пучению почвосмесей.

На неровных поверхностях (склон), к горизонтальным креплениям добавляют диагональные.

Устройство свай для дома

На первом этапе в месте установки столба делается «приямок» и размягчается водой. После установки колонны в лунку, в её технологическое отверстие, располагающееся вверху, вставляют лом и начинают прокрутку.

Вертикаль ствола определяется строительным уровнем. После того, как нижняя часть трубы упёрлась в твёрдый слой, выравниваются оголовки.

В труднодоступных местах можно использовать электрическую переносную установку.

В интернете можно найти множество видеоматериалов по данной теме.

Нижняя обвязка каркасного строения

Заключительный элемент обустройства основания (если высота столбов находится на 0,5 м выше поверхности), может выполняться из разных материалов (металлический ростверк, деревянный брус, металлический швеллер или армированная железобетонная плита). Выбор зависит от тяжести строения. Например деревянный брус выдерживает нагрузку от 3 до 7 тонн.

Монтируем ростверк

Единое горизонтальное полотно достигается путём обеспечения жёсткости несущих узлов. По типу конструкции ростверк может быть плиточным, ленточным или стаканным, монолитным или сборным. По способу монтажа – повышенный, надземный, заглублённый.

Для его монтажа не требуется особенных навыков. Для частного домостроения собственными силами лучше выбрать монолитную конструкцию.

Теплоизолируем опорную часть

Помимо эстетической функции и защиты от влаги, цоколь дома должен удерживать тепло, а так как каркасный дом на винтовых сваях не имеет подвала, подполье утепляют двумя способами: по отдельной ленточной конструкции или по обрешётке, которая крепится к опорам.

Лучшие утеплители, которые можно крепить прямо на стволы,– это экструдированный пенополистирол, Пеноплекс или вспененное блочное стекло.

Пеноизол жидкий хорошо закрепляет утеплитель. Он наносится путём распыления.

Классификация строительных свай

По методу изготовления несущих элементов можно выделить 2 вида опорных свай:

Сварная опора

Данная конструкция представляет собой несколько сборных элементов – рабочий ствол, стальной наконечник и спиральные витки, соединенные между собой посредством сварки. Это наиболее дешевый вариант изготовления несущий конструкций, который подходит для строительства частных домов и построек хозяйственного назначения.

А вот в промышленном строительстве сварные сваи практически не используются. Дело в том, что в процессе эксплуатации такого фундамента происходит коррозионное разрушение металлов и, прежде всего, сварных соединений. Данная конструкция считается недостаточно прочной и недостаточно надежной, чтобы возводить на ней многоэтажные конструкции и промышленные объекты. В некоторых случаях, для ее усиления, внутрь рабочего ствола заливают бетонную смесь.

Опора с литым наконечником

Этот вид опоры представляет собой литую конструкцию наконечника и обвивающего его спирального витка. Между двумя конструктивными элементами отсутствуют швы, что значительно повышает прочность опоры и сводит к минимуму проблему коррозионного разрушения конструкции. При этом сварной шов между наконечником и рабочим стволом по-прежнему остается, однако длина шва и направление усилия на сваю таковы, что за отрыв наконечника и разрушение конструкции можно не переживать.

Практика показывает, что сваи с литой конструкцией наконечника легко проникают в грунт, без проблем проходя сквозь корневую систему деревьев и не деформируясь при столкновении с каменистыми включениями. Данные сваи годятся для строительства ответственных конструкций, несущих повышенные нагрузки. Правда, стоимость этих изделий столь велика, что в частном строительстве они практически не используются.

По типу конструкции сваи делятся на 4 вида:

1. Широкополосные сваи с одним винтом

Этот самый распространенный тип конструкции представляет собой сваю с одним витком, который располагается на острие опоры. Такая простая конструкция имеет довольно привлекательную стоимость и может применяться для строительства фундамента под хозпостройки, а также для возведения одноэтажного частного дома из каркасных панелей. Что характерно, ввинтить такую конструкцию в землю можно даже собственными руками, без применения спецтехники. Достаточно иметь лишь 2-3 помощников. К слову, для этой цели в верхней части ствола располагаются отверстия, которые облегчают процесс завинчивания опоры в грунт.

2. Широкополосные сваи с двумя винтами

Данная конструкция очень напоминает по форме широкополосную сваю с одним винтом, с той лишь разницей, что на рабочем стволе у нее имеется аналогичный винт. Это делает опору еще более устойчивой и значительно повышает ее несущую способность, ведь площадь ее контакта с грунтом два раза выше. Данный вид свай применяется для строительства фундаментов под двухэтажные дома, а также под тяжелые одноэтажные конструкции, сделанные из кирпича. Правда, в частном строительстве такие сваи применяются редко, ведь ввинтить их в грунт без помощи специальной техники практически нереально.

3. Узкополосные сваи с коническим винтом

У таких свай ширина винтов значительно уже и больше напоминает резьбу. При этом спиральная навивка овивает весь заостренный наконечник, который по форме значительно длиннее, чем в широкополосном варианте. Подобные сваи являются специальными, ведь применяют их для строительства фундамента на каменистом грунте. Эти сваи также предназначены для создания опоры под одноэтажное здание.

4. Специализированые узкополосные сваи

К специализированным узкополосным сваям относят трубчатые опоры, устанавливаемые в условиях глубоко промерзающих грунтов (в регионах, характеризующихся вечной мерзлотой). У таких свай отсутствует наконечник, есть лишь заходной виток, а на торце рабочего ствола имеются твердосплавные зубья для прорезывания мерзлого грунта.

Характеристика корпуса опорно-винтовой сваи

Опорные сваи отличаются и по диаметру рабочего ствола. В этом плане можно выделить 5 основных размеров трубы:

• 57, 76 и 89 мм — это группа самых легких свай, которые используются в качестве оснований под хозяйственные постройки (заборы, беседки, веранды и сараи);
• 108 и 133 мм – из данных опор можно вывести фундамент для средних, а также условно тяжелых строений. К примеру, такие сваи подойдут в качестве основы под щитовой домик, дачный дом из бруса, а также одноэтажные дома из пенобетона и дерева.

Как правильно монтировать сваи

1.

При монтаже необходимо следить, чтобы наконечник опирался на плотные слои грунта. То есть, например, если на проектной глубине заложения усилие завинчивания резко снизилось (предположительно, наконечник попал в слабонесущий водонасыщенный песок), необходимо продолжать процесс, пока усилие не возрастёт, даже если для этого придётся надставлять ствол сваи, приваривая отрезки труб.

При наличии металлического ростверка обвязочный брус может быть сечением 50×100 или 50×150. Фото: Сваи 47

2.

Ни в коем случае нельзя сочетать винтовые сваи с железобетонным ростверком по грунту: силы морозного пучения приподнимут ростверк, и сваи или их лопасти, прочно сидящие в грунте, оторвутся. Бетонный ростверк обязательно вывешивают, например, с помощью удаляемой песчаной подсыпки. Но рациональнее использовать металлические рандбалки.

Просвет под домом, построенным на сваях, обычно закрывают панельной или реечной забиркой. Фото: ДубльДом

3.

При высоте выпусков свай более 50 см свайно-винтовой фундамент требуется укреплять раскосами, иначе в загородном доме будут ощущаться вибрации при ходьбе.

Лопасти свай должны находится в слое плотного грунта

Сваи монтируются за считанные минуты при помощи мобильной установки с электроприводом. Фото: AMC Group

Размещение винтовых свай в плане

Целостность дома помогут сохранить правильно расставленные опоры. С их помощью нагрузка равномерно будет распределяться под площадью застройки, в связи с чем удастся избежать нежелательных просадок. Дом со сложными контурами в плане требуют особого внимания, особенно углы и места сопряжения стен. Установка под ними винтовых свай является обязательной.

Схемы размещения свай зависят от конструктивных особенностей дома. Существует четыре типа их расположения в плане:

• одиночное – под вертикальными стойками каркасного дома, в угловых точках, под несущими стенами (равноудалено с шагом не более 3 метров);
• ленточное – под несущими стенами, но, в отличие от одиночных винтовых свай, с укороченным шагом, доходящим нередко до 0,5м. Расположение опор в виде ленты позволяет фундаменту принимать и распределять более существенные нагрузки;
• кустовое – под тяжелыми одиночными или групповыми конструкциями, а также под массивным оборудованием. Шаг, в этом случае, значения не имеет, так как винтовые сваи в месте установки могут размещаться слишком близко в хаотичном порядке. Главное условие – они должны присутствовать по всему периметру и площади плитного ростверка небольших размеров, требующегося для монтажа, к примеру, тяжелой несущей колонны каркасного здания;
• сплошное, называемое свайным полем. Опоры заполняют всю площадь под фундаментной плитой с шагом около одного метра. Такое размещение винтовых свай в плане практикуется при проектировании тяжело нагруженных объектов или при строительстве на грунтах со слишком слабой несущей способностью.

Для частных домов и небольших строений используются, как правило, первые два типа расположения винтовых свай.

Винтовые сваи – плюсы и минусы

Преимущества винтовых свай:

• относительно низкая цена винтовых свай;
• возможность вести работы в непосредственной близости к другим строениям, коммуникациям или насаждениям;
• возможность выполнить монтаж сваи своими руками;
• значительная скорость установки;
• отсутствие земляных работ;
• отсутствие вибрации и шума при закручивании сваи;
• возможность монтажа на участках с неровным рельефом местности;
• допускается повторное использование.

Отметим, что перечисленные достоинства характерны для свай, изготовленных промышленным способом.

Недостатки винтовых свай:

• невозможность применения на скальных грунтах, ввиду риска деформации лопастей или ствола;
• запрет на применение в сейсмоактивных районах;
• нецелесообразность использования в химически активных грунтах. Требуется значительная обработка металла для повышения его эксплуатационных характеристик;
• нецелесообразность использования на грунтах со слабой боковой поддержкой.

Быстрый монтаж винтовых свай – одно из несомненных достоинств этого вида свай для фундамента. При этом у заказчика есть возможность выбрать одну из трех технологий монтажа. В частности:

механический способ. Предполагает использование вспомогательных механизмов (лебедки и т.п.);

ручной способ. Для монтажа потребуется несколько человек и рычаг. Однако, чем толще ствол и больше диаметр лопастей сваи, тем сложнее будет осуществить ее завинчивание в грунт. Поэтому применение способа оправдано только для небольших свай;

гидравлический способ. Отметим, что использование специальной техники позволяет завинтить сваю в грунт под заданным углом (до 40°).