Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы, разновидности

Плюсы и минусы фундамента на винтовых сваях + срок службы, инструкция по монтажу и отзывы владельцев

10.11.2018 11,319 Просмотров

Качество грунта оказывает большое влияние на выбор фундамента и всю технологию строительства в целом.

В России имеется большое количество проблемных регионов, где преобладают заболоченные, подтапливаемые или слабонесущие типы грунта.

Использование традиционного фундамента в подобных условиях недопустимо, но на помощь приходят свайные типы опорных конструкций.

Они обеспечивают контакт основания с плотными слоями грунта и позволяют строить массивные и тяжелые здания без опасений за их состояние.

Имеются и более легкие варианты свайных оснований, к которым относятся винтовые сваи.

Фундамент на винтовых сваях

Винтовые сваи представляют собой опорную конструкцию в виде системы погруженных в грунт металлических труб с приваренными в нижней части спиралевидными лопастями (ниже приведено фото). Они играют роль нарезки, подобной той, что делается на шурупах.

Заостренный конусный наконечник позволяет стволу легче входить в грунт, а лопасти выполняют функцию нарезки и параллельно являются опорными узлами.

Погруженная опора удерживается в неподвижном состоянии за счет силы трения между боковыми стенками трубы и грунтом, а также за счет нагрузки на лопасти. Установка производится по определенной схеме, образующей т.н. свайное поле, обеспечивающее равномерное распределение нагрузки по всем стволам.

После погружения верхние части подрезают, образуя ровную плоскость, и обвязывают несущим поясом — ростверком.

Он является опорной конструкцией для стен и равномерно передает нагрузку на систему свай.

Функции ростверка близки к работе ленточного фундамента, но опорой для него является не поверхность грунта, а верхние концы вертикальных стержней. Для усиления конструкции, полые трубы после установки заливают уплотненным бетоном, что делает их невосприимчивыми к возможным боковым нагрузкам.

Плюсы и минусы

К достоинствам винтовых свай относятся:

  • Высокая скорость монтажа.
  • Возможность ручной установки, что позволяет работать в непосредственной близости к готовым постройкам.
  • Стоимость винтовых свай гораздо ниже, чем у других типов основания.
  • Возможность повторного применения. При необходимости сваи могут быть извлечены и использованы в другом месте.
  • Для установки не нужны земляные работы.
  • Имеется возможность строиться на склонах или складках рельефа.
  • Можно обойтись без привлечения сложной техники.

Недостатками являются:

  • Условия эксплуатации способствуют появлению коррозии.
  • Использование винтовых свай в регионах с высокой сейсмической активностью запрещено.
  • Погружение в каменистый грунт не допускается.
  • Использование винтовых свай на рыхлых или слабонесущих грунтах, не образующих достаточной боковой поддержки, требует дополнительного обследования и уточнения глубины погружения.

Большинство недостатков часто замалчивается производителями, поэтому необходимо иметь полное представление о свойствах и качествах конструкции.

Виды опор

Рассмотрим, какие виды винтовых опор используются в современном строительстве:

По области применения

Использование этого типа фундамента ведется гораздо шире, чем это может показаться на первый взгляд.

Винтовые сваи успешно применяются в следующих областях:

  • Капитальное строительство.
  • Индивидуальное жилое строительство.
  • Мосты, причалы, прочие гидротехнические сооружения.
  • Несущие опоры ЛЭП, мачты и т.п.
  • Ангары.
  • Теплицы.
  • Заборы или ограждения и т.д.

Рост популярности этого типа основания значительно расширил область применения, и этот процесс еще не закончен.

Размеры

Используются стальные трубы разных диаметров. Наиболее распространены трубы 108 мм, этот размер обеспечивает достаточно высокую несущую способность при хорошем вхождении в грунт.

Общий диапазон диаметров труб находится в пределах 57-219 мм, но в некоторых случаях используются и более толстые опоры.

В частном домостроении трубы более 159 мм не используются из-за сложности погружения.

Длина труб также имеет много вариантов. Существуют типоразмеры от 1650 до 9000 мм, используемые в соответствующих условиях.

Чем меньше прочность и плотность грунта, тем длиннее должен быть ствол.

Количество лопастей

Существуют одно- и многолопастные конструкции. Однолопастные используются на относительно надежных грунтах.

Превышение нагрузки или реверс сваи при установке приводят к потере сцепления с грунтом.

Для ответственных построек на слабонесущих грунтах используют многолопастные сваи, которые демонстрируют большую устойчивость к возможным нагрузкам.

Кроме того, увеличение количества лопастей позволяет уменьшить диаметр ствола, что облегчает погружение.

При этом, толщина стенок должна обеспечивать необходимую жесткость.

Наконечники

Наконечник принимает на себя нагрузку при погружении, что выдвигает довольно жесткие требования к его конструкции.

Существуют:

  • Сварные наконечники. Изготавливаются путем заужения диаметра трубы путем удаления клиновидных участков и соединения полученных фрагментов в конус. Швы свариваются и образуется заостренный конец. Применяются для относительно слабых, мягких грунтов.
  • Литые наконечники. Изготавливаются (отливаются) отдельно и прикрепляются к трубе. Обладают большой толщиной, способны разрушать встречающиеся препятствия. Используются на плотных и сложных грунтах.

Материал изготовления

Используются разные марки стали — от обычной Ст 3, до более прочной Ст 20.

Для применения в сильноагрессивных грунтах с большими нагрузками и возможностью электростатической коррозии используются прочные марки стали 30 ХМА и 09Г2С.

Тип защитного покрытия

Наиболее эффективным покрытием считается нанесение слоя цинка. При этом, сам материал должен быть достаточно устойчивым к возникновению коррозии.

Полимерные материалы, нанесенные на сваи, стираются при погружении и свою задачу выполнить не могут.

Они необходимы только для защиты наружной части опор и требуют периодического обновления.

Многие инженеры предлагают свои варианты защиты, от мастик до нанесения слоя резины, но большого распространения эти методы пока не получили.

Читайте также:
Что такое кондиционер?: описание с фото, отзывы, советы

Какие наиболее оптимальны для использования в дачном строительстве?

Назвать оптимальный тип винтовых свай без анализа грунта или расчета веса дома невозможно.

Если исходить из специфики постройки, предполагающей создание относительно легкого дома с малым количеством этажей, то наиболее целесообразным вариантом будет применение однолопастных стволов диаметром от 57 до 108 мм в зависимости от типа и состояния грунта.

Более детальную информацию даст только обследование участка и расчет нагрузки, так как свая имеет определенный предел. Например, при диаметре 57 мм максимальная нагрузка составит 800 кг.

Для каких строений он необходим?

Винтовые сваи можно использовать для различных строений. Мировая практика показала способность этого типа фундамента успешно работать с массивными, тяжелыми и высокими зданиями и сооружениями.

Тем не менее, в России технология создания этого основания пока не отработана, поэтому обычно ограничиваются строительством вспомогательных или хозяйственных построек. Для жилых домов винтовые сваи используются неохотно и довольно редко.

Срок службы

В идеальных условиях (грунт, не обладающий разрушительным воздействием на материал, отсутствие коррозии и т.д) опора способна прослужить до 300 лет, а при наличии оцинкованного слоя — до 800 лет.

Так утверждают производители и маркетологи, хотя никаких оснований для этого у них нет. С момента изобретения не прошло еще и 299 лет, поэтому относиться к подобным заявлениям всерьез нельзя. Идеальных условий не существует, а воздействия и обычная усталость металла никуда не делись.

Поэтому реальным сроком службы такого фундамента следует считать 50-75 лет, хотя возможны отклонения в ту или иную сторону.

Является ли это капитальным фундаментом или нет?

Вкручивающиеся сваи способны нести очень тяжелые и массивные здания или сооружения. Поэтому их следует считать капитальным фундаментом по праву.

В этом вопросе возникает некий психологический дисбаланс, так как внешне они не выглядят надежной опорой, соответствующей термину «капитальный».

Тем не менее, основным признаком является допустимость использования при строительстве жилых домов.

Это позволяет обоснованно считать винтовые сваи капитальным типом основания.

Как правильно сделать выбор?

Выбор винтовых свай состоит из двух этапов:

  • Определение подходящего типоразмера и вида винтовых свай.
  • Выбор конкретных изделий по качеству и соответствию требованиям.

Первый этап практически полностью выполняется во время проектирования дома. Поэтому говорить о нем нет смысла.

Второй этап обычно выполняют представители фирмы, с которой заключен договор.

Если по каким-либо причинам приходится выбирать самостоятельно, следует обратить внимание на следующие детали:

  • Толщина стенок трубы не должна быть меньше 4 мм.
  • Толщина лопастей — не менее 5 мм.
  • Качество сварки должно быть максимально высоким.
  • Наличие слоя оцинковки.
  • Тип и качество наконечника.

По этим критериям можно выбрать наиболее качественные изделия.

Сколько стоит такое основание

Рассмотрим стоимость винтового фундамента для небольшого дома 6 : 6 м. Оптимальная схема свайного поля состоит из 9 свай.

Тогда от владельца участка потребуется оплатить монтаж 9 штук (стоимость от 650 до 1100 руб/шт) и цену самих свай.

Она зависит от длины и диаметра — например, ВС-57 (диаметром 57 мм) длиной 3 метра стоит 1100 рублей с монтажом или 1200 без монтажа.

Если решено использовать ВС-108, то цена без монтажа (для 3-метрового ствола) составит 1150 руб с монтажом и 1350 без монтажа. Разница в стоимости покупки с монтажом и без призвана стимулировать заказ установки в данной фирме.

В результате, стоимость фундамента составит около 20000 рублей. Но в эту сумму не входит доставка и прочие накладные расходы, поэтому необходимо иметь некоторый резерв.

В других фирмах цены могут отличаться, это надо уточнять непосредственно на месте.

Краткая и общая схема монтажа

Порядок действий:

  • Разметка свайного поля.
  • Завинчивание свай.
  • Заливка полостей труб бетоном, подрезка верхушек для получения ровной плоскости.
  • Установка оголовков.
  • Монтаж ростверка.

Рекомендуется производить монтаж с помощью спецмашин. Это позволяет обеспечить вертикаль и отсутствие раскачивания сваи при завинчивании, что способствует максимально плотному контакту с грунтом. Места сварки и поврежденные в процессе подкрашивают защитным антикоррозийным составом.

Отзывы

Рассмотрим мнения владельцев построек, установленных на винтовых сваях:

Плюсы и минусы свайно-винтового фундамента

Свайно-винтовой фундамент очень популярен в индивидуальном строительстве благодаря относительной дешевизне и возможности самостоятельного монтажа. Однако, если у вас нет специализированного строительного образования, необходимо учесть все нюансы его закладки, прежде чем покупать винтовые сваи или изготавливать их своими руками (в случае одноэтажных легких строений – каркасных, сборно-щитовых, из газобетона).

Достоинства и плюсы свайно-винтового фундамента

Преимущества фундамента такого типа вполне очевидны и подтверждаются специалистами в строительной сфере.

+ 1. Низкая цена фундамента. Точно рассчитать, сколько вам удастся сэкономить на строительстве, можно, учитывая глубину закладки, тип почвы, размеры и среднюю массу самого здания и другие факторы.

Выгода от использования свайно-винтового фундамента в среднем достигает 20-40% от стоимости мелкозаглубленного ленточного либо столбчатого фундамента. Установка такого фундамента окажется в несколько раз выгоднее по сравнению с монолитной плитой или заглубленным ленточным аналогом.

+ 2. Водонепроницаемость. Вам не придется бороться с повышенной влажностью в доме, даже если он построен на грунте с высоким содержанием воды. Строение будет отделено от поверхности почвы металлическими сваями, так что появление сырости, плесени, грибков в жилых помещениях исключено.

Читайте также:
Уютный дом: идеи для обустройства собственной кухни

Да-да, это свайно-винтовая контрукция.

+ 3. Простота и легкость монтажа. Для установки свайно-винтового фундамента не требуется пригонять спецтехнику или покупать дорогостоящие инструменты. Сделать это без серьезных нарушений строительных нормативов удастся даже непрофессионалам. Просто попросите друзей или родных помочь вам: трех человек для закладки фундамента окажется более чем достаточно.

Монтаж могут осуществить даже непрофессионалы.

+ 4. Доступный ремонт. С некачественными материалами или халатностью мастеров может столкнуться каждый. Если ваш дом возведен на плитном или ленточном фундаменте, появление трещин и проседание станет серьезной проблемой и приведет к очень большим расходам.

Заменить же лопнувшую винтовую сваю выйдет намного дешевле и сделать это достаточно просто даже при уже полностью готовом здании.

+ 5. Высокая скорость установки винтовых свай. В отличие от других типов фундамента, винтовые сваи можно смонтировать всего лишь за 1-2 суток. Это связано с отсутствием таких дорогостоящих и сложных этапов, как заливка бетоном, выкапывание ямы, обустройство опалубки и армирование. Точное время монтажа обусловлено квалификацией работников, вида почвы и глубины закладки винтовых свай.

В отличие от бетонных фундаментов, которые почти месяц должны затвердевать и требуют времени для усадки, свайно-винтовая основа предусматривает немедленное возведение стен сразу после закладки.

+ 6. Простота наращивания свайно-винтового фундамента. Если владелец дома решил сделать перепланировку или пристроить новое помещение, увеличить площадь фундамента в этом случае удастся с минимальными финансовыми затратами и силами.

Пристройка к дому со свайно-винтовым фундаментом – намного более простое решение, чем в случае с ленточным или плитным вариантом.

+ 7. Возможность монтажа на участке с неровным рельефом. Большой уклон участка с перепадом высот 5-8 м не является преградой для установки свайно-винтового фундамента. Железобетонный фундамент для такого строительства категорически не подходит, а ленточный обойдется значительно дороже.

Монтаж свайно-винтового фундамента на склонах не отличается от возведения на равнине ни стоимостью, ни сроками.

+8. Чистота участка после закладки фундамента.

Приведение придомовой территории в порядок после строительства обычно занимает немало времени и требует немало затрат труда. Это касается преимущественно бетонных фундаментов, в процессе возведения которых на земле обязательно остаются грязь, раскопанная почва, лужи разлитого бетона, следы от бетономешалки на дорожках и т.д.

При этом вам не придется вывозить лишний грунт и доплачивать за данную услугу.

+ 9. Теплый пол без дополнительных затрат. Специфика свайно-винтового фундамента такова, что между почвой и полом строения находится воздушная прослойка, являющаяся естественным теплоизолятором. Поэтому даже в самую морозную зиму жильцы не будут мерзнуть, ходя по дому в легких тапочках.

+ 10. Монтаж в любой сезон. Делать бетонные и железобетонные фундаменты поздней осенью или зимой, когда температура воздуха опускается существенно ниже нуля, довольно проблематично. Владельцу строения придется потратить деньги на различные антифризовые добавки, задуматься о прогреве бетона и т.п. Свайно—винтовой фундамент, в отличие от них, допускает монтаж и в холодную пору: об этом мы подготовили отдельную статью, читайте!.

+ 11. Повышенная устойчивость к зимнему «вспучиванию» почвы. Это гарантирует долговечность фундамента, возведенного на пучинистых почвах, при самых резких перепадах температур.

+ 12. Длительный срок эксплуатации. Винтовые сваи изготавливаются из стали высшей марки и обрабатываются специальными антикоррозионными средствами, поэтому фундамент не требует замены очень долго – до 150 лет.

+ 13. Экологичность. В процессе монтажа не происходит уплотнения почвы и серьезного изменения окружающего ландшафта, как в случаях с другими видами фундаментов.

Недостатки свайно-винтового фундамента

У свайно-винтовых фундаментов есть и определенные минусы, которые стоит изучить перед принятием решения о его монтаже:

– 1. Быстрый выход из строя при установке в грунтах с повышенной влажностью, кислотностью или щелочностью. Если химическая реакция почвы существенно отличается от нейтральной, винтовые сваи обычно служат не дольше 50-60 лет.

В сложных условиях сваи подвержены коррозии, теряя в сроке эксплуатации.

– 2. Несущая способность свайно-винтового фундамента существенно ограничена: капитальное строительство на нем многоэтажных зданий недопустимо.

– 3. Невозможность обустроить подвальное помещение, поскольку контакт свай с почвой при таких попытках нарушается.

– 4. Подземные воды, попадающие в подпол здания, способны нанести фундаменту серьезный ущерб, так что необходима тщательная гидроизоляция отмостков и цокольной части.

– 5. Проект свайно-винтового фундамента обходится дорого, поскольку является строго индивидуальным. В нем учитываются геологические особенности участка и производятся весьма трудоемкие расчеты.

Проект делают не всегда, но в случае, если у вас достаточно сложный участок, без него не обойтись.

– 6. Невозможность монтажа такого фундамента в скалистой почве: сваи просто не удастся закопать на достаточную глубину.

– 7. Некачественные материалы. Винтовые сваи, купленные в недобросовестных компаниях, станут плохой опорой даже самому легкому строению и уже через несколько месяцев потребуют замены.

Когда плюсы свайно-винтового фундамента перевешивают минусы?

В некоторых случаях не стоит долго раздумывать над недостатками основания, состоящего из винтовых свай. Это наиболее выгодный и удобный вариант, если вы собираетесь строить:

  • деревянную баню: вес такого сооружения вполне соответствует требованиям свайно-винтового фундамента, а изоляция пола от поверхности почвы позволяет прекрасно прогреть парную;
  • хозяйственную постройку, шпалеру либо навес;
  • ворота распашного типа;
  • заборы;
  • времянки – легкие жилые строения временного пользования;
  • легкие каркасные строения, в том числе дома из СИП-панелей.
Читайте также:
Электрический котел отопления, отзывы и электронагревательные элементы

Каркасник на винтовых сваях.

В целом преимущества свайно-винтового фундамента существенно перевешивают его возможные недочеты, так что он по праву лидирует по частоте монтажа в строительстве.

Фундамент на винтовых сваях: плюсы и минусы

Фундамент на винтовых сваях все шире применяется для возведения жилых частных домов и построек различного назначения. Использование опор, которые погружаются в грунт вращением, позволяет сократить сроки обустройство фундаментных оснований. Но винтовые сваи нельзя назвать универсальным решением – данный тип фундамента имеет ряд недостатков и ограничений в применении.

Особенности конструкции

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

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

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

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

Сфера применения

Основная область использования винтовых свай – обустройство экономичных фундаментных оснований для построек хозяйственного назначения и частных деревянных домов, возведение ограждающих конструкций.

Маркировка изделий указывает на типоразмер винтовых свай. Первая цифра – диаметр ствола в миллиметрах, вторая – диаметр винтовой лопасти. При выборе типоразмера учитываются эксплуатационные нагрузки на фундамент:

  • диаметр 76 мм — для легких ограждающих конструкций;
  • диаметр 89 мм – для веранд, навесов, беседок, столбов из кирпича;
  • диаметр 108 мм – легкие дома из бруса, бревна, каркасные постройки;
  • диаметр 133 мм – тяжелые дома из бревна, постройки из пенобетонных и газобетонных блоков.

Винтовая свая – несущий элемент фундаментного основания, ее главной функциональной частью является винт (наконечник с лопастью). От его параметров зависят эксплуатационные свойства фундамента. Производители предлагают винтовые сваи двух типов: со сварным или литым наконечником.

Сварной наконечник

Опорные элементы со сварным наконечником – это дешевые изделия невысокого качества, особенно если они изготавливаются кустарным способом. К нижней части стальной трубы с заостренным концом приваривается буровая лопасть. Если лопасть расположена неправильно, такую сваю невозможно вертикально погрузить в грунт – она будет «уходить» в сторону.

Еще одна проблема сварных наконечников – низкое качество сварки и самого металла, из которого выполнена лопасть. У таких изделий лопасти легко деформируются и даже отрываются, если в процессе погружения опора натыкается на камни в грунте. Отрыв лопасти можно почувствовать в ходе работ по установке – труба будет слишком легко проворачиваться.

Если из-за низкого качества сварки и антикоррозийной обработки шов разрушится спустя несколько лет после обустройства фундаментного основания, свая потеряет опору. Это грозит неравномерным проседанием фундамента под нагрузками, разрушением ростверка, а затем и стеновых конструкций. Постройка в короткие сроки приходит в аварийное состояние.

Критические отзывы о винтовых свайных фундаментах в первую очередь базируются на опыте строительства подземных оснований с применением некачественных опорных элементов со сварным винтовым наконечником.

Недорогие изделия данного типа подойдут для возведения временных легких построек, различного рода ограждений и навесов. Для домостроения применять опоры со сварной лопастью рискованно.

Литой наконечник

Литые винты для свай изготавливаются только в производственных условиях, благодаря чему есть возможность отслеживать качество изделий. При этом применяется технология точного литья в вакууме, материалом изготовления служит высокопрочная сталь СТ-35, СТ-25. Готовые изделия проходят термообработку для повышения прочностных характеристик.

Цельнолитые наконечники по сравнению со сварными характеризуются:

  • точностью геометрических параметров;
  • более высокой толщиной лопасти (13 мм против 5 мм для сварных, если сравнивать толщину основания лопасти диаметром 300 мм);
  • погружением в грунт без деформации о встречающиеся мелкие камни и строительный мусор.

Цельнолитой наконечник вставляется в нижнюю часть трубы и обваривается по окружности. Такая конструкция обладает высокой несущей способностью и может применяться для возведения тяжелых бревенчатых домов (при условии правильно выбранного диаметра сваи).

Стоимость опорного элемента с литым наконечником приблизительно на 25% превосходит стоимость сварных изделий. Если для строительства выбрать сваи из стальных труб с качественной оцинковкой и внешним антикоррозийным полимерным покрытием, опоры для фундамента способны прослужить порядка сотни лет.

Антикоррозийная обработка самому литому наконечнику не требуется – защитный слой с рабочей части стирается о грунт в процессе завинчивания. Толщины и качества лопасти хватает для того, чтобы процесс коррозии не влиял на надежность и долговечность конструкции.

Читайте также:
ТОП-7 лучших инсталляций для подвесного унитаза: как выбрать инсталляцию для подвесного унитаза

Обратите внимание: изделия с литыми наконечниками выбирать следует очень внимательно. Нарушение технологии производства ведет к снижению качества изделий и их надежности – к примеру, для снижения себестоимости готовые наконечники не подвергают термообработке или используют металл низкого качества. Такое литье отличается хрупкостью и наконечник не способен выполнять свои функции. На рынке можно встретить и подделки под литье.

Приобретать винтовые сваи с литыми наконечниками рекомендуется напрямую у надежного производителя, проверив сертификаты на изделия. Чтобы гарантировать надежность фундамента, монтажные работы проводят с применением специализированной техники и в процессе контролируют силовой момент закрутки опорных элементов. Если установка свай производилась собственными силами, по окончании монтажных работ для каждого элемента проводится испытание давлением.

Сваи из НКТ

В отдельную категорию можно выделить винтовые сваи сварного типа, изготовленные из насосно-компрессорной трубы (НКТ). Для их изготовления применяется толстостенная труба (6,5-7,5 мм) из стали, устойчивой к коррозии. Сварная лопасть выполняется из высокопрочной конструкционной стали.

Строительство фундамента с использованием винтовых опор из НКТ по стоимости приближается к обустройству оснований на железобетонных буронабивных сваях. Однако существенным преимуществом является возможность выполнить фундаментные работы в короткие сроки, в том числе на сложных грунтах.

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.).

Свайно-винтовой фундамент: плюсы и минусы

К преимуществам использования винтовых свай относятся:

  • быстрый и недорогой монтаж – справиться с установкой опорных элементов можно за один день;
  • погружение элементов в грунт без использования спецтехники, если позволяют свойства грунта;
  • минимальный объем земляных работ – вынимать грунт под опоры практически не требуется;
  • возможность строительства на большинстве грунтов (за исключением скальных и болотистых);
  • ведение работ в любое время года – опорные элементы вкручиваются даже в мерзлый грунт;
  • сокращение сроков строительства – ростверк монтируется сразу после установки опор, и если он не из монолитного бетона, можно сразу приступать к возведению стен;
  • минимальный объем вспомогательных работ, связанных с вывозом лишнего грунта и уборкой мусора;
  • экономия – стоимость свайно-винтового фундамента на 60-70-% ниже ленточного;
  • возможность использования при строительстве на сложном рельефе – нет необходимости выравнивать площадку, строительство можно вести на склоне, используя сваи различной длины.

Минусы свайно-винтового фундамента:

  • металл подвержен электрохимической коррозии и со временем разрушается;
  • скорость разрушения повышается в несколько раз, если в грунте распространяются блуждающие токи из-за повышенной насыщенности воды и расположенных неподалеку электротехнических объектов (электрическая подстанция, железная дорога, антенна сотовой связи и т.д.);
  • в процессе установки опора может деформироваться, лопасть оторваться;
  • винтовой фундамент не дает возможность построить дом с подвалом;
  • требуются серьезные меры по утеплению пола.

Заключение

Основная часть недостатков фундаментов данного типа связана с низким качеством или неправильным выбором винтовых свай. Качественные опорные элементы, выбранные с учетом нагрузок и характеристик грунта, способны служить десятки лет, о чем свидетельствует зарубежный опыт.

Если планируется построить жилой дом, не следует экономить на качестве винтовых свай для фундамента – это должны быть опоры с литым наконечником, толстым слоем оцинковки самой трубы и надежным полимерным внешним покрытием.

Свайно-винтовой фундамент: плюсы и минусы, устройство и расчет, монтаж и стоимость

Скорость монтажа и стоимость это основные причины выбора свайно-винтового фундамента. Поэтому если Вы строите каркасный или бревенчатый дом, беседку террасу хозблок или баню, то винтовые сваи подойду как нельзя кстати. У такого фундамента есть свои особенности применения, которые зависят от типа грунта, на котором будет возведено сооружение, а также от типа постройки. Далее мы как раз и разберем чем хорош, а чем не очень этот вид основания.

  1. Плюсы и минусы свайного фундамента
  2. На каких грунтах применяют винтовые сваи
  3. Устройство винтовых свай и их производство
  4. Эпоксид
  5. Полиуретан
  6. Горячее цинкование
  7. Холодное цинкование
  8. Сколько выдерживают винтовые сваи (несущая способность)
  9. Как наращивают сваи
  10. Как долго могут простоять винтовые сваи
  11. Этапы проектирования фундамента на винтовых сваях
  12. Пример расчета свайно-винтового фундамента
  13. Свайно-винтовой фундамент своими руками
  14. Ввинчивание свай и выравнивание
  15. Заливка полостей свай
  16. Ростверк и обвязка
  17. Цены на свайно-винтовой фундамент

Плюсы и минусы свайного фундамента

Главное преимущество данного вида фундамента заключается в его быстром монтаже и относительной дешевизне в сравнении с ленточным и плитным фундаментом. Также у фундамента на винтовых сваях относительно высокая несущая способность, но использовать для строительства на таком фундаменте построек из тяжелых материалов (таких как кирпич ) или возводить здания более чем в 3 этажа не рекомендуется (и все же окончательную роль будут играть расчеты). Также можно выделить следующие преимущества свайно-винтового фундамента:

  • если на участке слабая почва, которая часто размывается дождями, перенос нагрузки на более глубокие и твердые слои почвы убережет дом от быстрого разрушения.
  • почти полное отсутствие земляных работ и простота установки — для винтовых свай не нужно выравнивать участок;
  • строительные работы можно продолжить в тот же день, когда были установлены сваи;
  • постройку можно изменить и расширить просто добавив дополнительные винтовые сваи;
  • высота залегания грунтовых вод не влияет на местоположение постройки;
    устойчивость к морозному пучению;
  • вентиляция подполья, благодаря которому свайный фундамент часто используют для построек из дерева;
  • длительный срок эксплуатации. Сваи, дополнительно защищенные от коррозии могут служить на протяжении пятидесяти лет и дольше;
  • винтовые сваи можно установить без использования спецтехники.
Читайте также:
Тепловой насос Френетта: устройство и принцип работы + можно ли собрать самому?

Есть у свайно-винтового фундамента и несколько недостатков, которые следует учитывать на этапе проектирования будущего строения:

  • свайно-винтовой фундамент ограничен в своей несущей способности и не позволяет возводить большое количество этажей ;
  • цокольное перекрытие необходимо хорошо утеплять;
  • практически невозможно установить их на каменистых и скалистых почвах;
  • свайный фундамент подвергается коррозии, поэтому не рекомендовано устраивать его в местах рядом с источниками блуждающего тока: электроподстанций, электрифицированных железных дорог, вышек сотовой связи и пр.
  • сваи не могут длительное время противостоять химически агрессивным веществам, которые содержатся в почве;
  • низкий уровень сопротивления изгибающим нагрузкам.

На каких грунтах применяют винтовые сваи

Требования к характеристикам грунта и окружающей среды у свайно-винтового фундамента не высоки. Это идеальный вариант для установки в местах, где несущие слои грунта располагаются глубоко от поверхности. Винтовые сваи выбирают, если сооружение планируется установить на:

  • склоне;
  • очень обводненной почве;
  • грунтах торфяного типа;
  • местности, которую регулярно заливают паводки;
  • пучинистом грунте;
  • подвижном и плавающем грунте.

Свайно-винтовой фундамент на склоне

Свайные основания подойдут даже для местности, где пролегают различные инфраструктурные коммуникации и растут деревья с развитой корневой системой.

Устройство винтовых свай и их производство

Винтовые сваи это стальные трубы с толстыми стенками, в основании которых находится конус с винтообразной лопастью. Спиралевидные лопасти делают почву плотной в процессе вкручивания, фиксируя в ней опорную сваю. Сверху свай находятся технологические отверстия для их закручивания.

Устройство винтовой сваи

Наружную поверхность защищают с помощью различных покрытий таких как эпоксид полиуретан, горячее и холодное цинкование.

Эпоксид

Обработанные смолами поверхности (толщина пленки от 400 мкм до 4 мм) отлично защищены от влаги и химических веществ, а прочность застывшего эпоксида позволяет материалу выдерживать нагрузки, возникающие при завинчивании сваи в землю.

Срок службы свайного фундамента с эпоксидным покрытием составляет около 50 лет, что было достаточно неплохо до появления современных покрытий. Даже сегодня этого может быть вполне достаточно для хозяйственных построек поэтому, когда вопрос экономии стоит особенно остро, то можно обратить внимание на сваи с эпоксидным покрытием.

Перед приобретением не поленитесь осмотреть сваи, чтобы не «нарваться» на брак, когда эпоксид наносился на неподготовленную поверхность. Плюс, помните, что эпоксид набирает прочность со временем, поэтому «вчерашние» сваи использовать нельзя.

Полиуретан

Это тоже разновидность смол, но используется чаще всего не в чистом виде, а в качестве основы для защитного состава. Преимущества покрытия, по сравнению с тем же эпоксидом налицо – в частности это отличная «прилипаемость» (адгезия) и прочность, обусловленные способностью материала создавать молекулярные связи с защищаемым покрытием. Также специалисты отмечают равномерное распределение полиуретана с возможностью создавать защитный слой толщиной до 0,3 миллиметра.

Перед нанесением полиуретановой защиты, поверхность свай должна быть тщательно зачищена, обработана и прогрунтована. Если это не выполнить, то покрытие окажется бесполезным. Поэтому, лучше не покупать сваи с полиуретановой защитой у непроверенных изготовителей, у которых на производстве отсутствует тщательный контроль качества.

Горячее цинкование

Это способ нанесения цинкового покрытия, когда вся свая полностью погружается в ванную с расплавленным цинком (или цинковый электролитический раствор), в результате чего вся поверхность металла покрывается защитным слоем толщиной около 100 мкм. Это единственный способ защиты, предполагающий обработку даже внутренней поверхности трубы, из которой сделана свая.

Этот метод защиты металла является самым дорогостоящим, но на сложных грунтах ему практически нет альтернативы, так как цинковое покрытие обладает способностью к самовосстановлению. Это значит, что даже если при закручивании сваи поцарапать защитное покрытие, то со временем царапина «затянется» – исследования показали, что цинк заполняет трещины со скоростью 2 миллиметра за год.

Более надежной защиты не существует – срок службы свай после такой обработки составляет порядка 120 лет.

Холодное цинкование

Разработано как более экономная альтернатива горячему цинкованию – для тех случаев, когда нет необходимости в максимальной защите свай. Например, если анализ не показал в почве агрессивных компонентов и высокого уровня грунтовых вод.

По сути, это покраска металла цинкосодержащим составом или нанесение сухого цинкового порошка. Толщина слоя цинка 60 мкм. Срок службы металлических свай с такой защитой составляет порядка 80 лет, чего вполне достаточно для большинства построек.

Для внутренней защиты винтовых свай чаще всего применяется стандартное бетонирование – во внутреннюю полость уже закрученной сваи заливается качественный бетонный раствор, который заполняет собой все пустоты и препятствует дальнейшему контакту стенок сваи с воздухом, а значит, и коррозионным процессам.

Более простого и надежного способа защитить внутреннюю полость винтовой сваи пока еще не придумали. А учитывая, что бетонирование значительно повышает прочность сваи, то заливку трубы бетоном можно считать частью технологии. Так же в полость может засыпаться смесь пескобетона.

Читайте также:
Эл кабель: виды электрических проводов, типы проводки

Сколько выдерживают винтовые сваи (несущая способность)

Стандартно винтовые сваи выпускают диаметром в 57-325 мм и длиной не больше 2500 мм.

На одну сваю может приходится от 4 до 8 тонн нагрузки, на что влияет длинна, диаметр трубы и лопасти сваи, а так же тип грунтов. Главное условие для монтажа — ввинчивать сваи ниже глубины на которой грунт начинает промерзать. Это необходимо для подбора оптимальной длины изделия.

Тип грунтов 1,5 м. 2 м. 2,5 м. 3 м.
Мягкопластичный лесс 2,2 2,9 3,6 4,3
Полутвердая глина 4,7 5,4 6,0 6,7
Тугопластичная глина 4,2 4,9 5,6 6,3
Мягкопластичная глина 3,7 4,4 5,0 5,8
Полутвердые суглинки и супеси 4,4 5,1 5,8 6,5
Тугопластичные суглинки и супеси 3,9 4,6 5,3 6,0
Мягкопластичныесуглинки и супеси 3,5 4,2 4,8 5,5
Песок средней и крупной фракции 9,7 10,4 11,1
Песок мелкой фракции 6,3 7,0 7,7
Песок пылеватый 4,9 5,6 6,3

Несущая способность сваи 89 108 и 133 мм. относительно вида почв и длинны сваи

Как наращивают сваи

Иногда стандартной длины свай не достаточно, поэтому конструкция предполагает возможность их нарастить. Это особенно необходимо, когда дома возводят на склонах с перепадами высоты больше двух с половиной метров.

Наращивание винтовых свай

Для наращивания две трубы соединяются друг с другом на заранее насаженном отрезке трубы меньшего диаметра и привариваются. Верх сваи после заливки в полость трубы бетона перекрывают оголовком из стали, который в народе называют “пяткой”, и также приваривают к металлической трубе.

Как долго могут простоять винтовые сваи

Большинство строительных компаний дают гарантию на свайно-винтовой фундамент в пятьдесят лет. Но в зависимости от условий эксплуатации и характеристик состава защищающего сваи от коррозии, этот срок может увеличиться. Согласно действующим нормативам (СНиП 2.02.03-85), эксплуатационный ресурс винтовых стальных свай составляет 60–120 лет при соблюдении условий:

  • толщина трубы должна быть не менее 6 мм;
  • скорость истирания металла – до 5мм за 100 лет;
  • коррозия металла в грунте в пределах от 0,02 до 0,05 мм. за 1 год.

Коррозия винтовых свай

Этапы проектирования фундамента на винтовых сваях

Расчеты для устройства фундамента на сваях делает конструкторское бюро на этапе разработки проектно-технических документов для строительных работ. Самостоятельные расчеты проводятся при помощи СП 24.13330. Для основы здания на винтовых сваях необходимо рассчитать несущую способность слоя грунта на уровне расположения спиральных лопастей. Этот параметр необходим для определения несущей способности сваи.

Далее необходимо определить число свай, вычислить их шаг монтажа на прямых участках, там, где стыкуются стены, а также в местах расположения каминов, печей, генераторов и прочих спецконструкций.

Чтобы не прибегать к полноценному геологическому изысканию, определить тип грунта можно путем тестового вкручивания. Таким образом определяется глубина залегания несущего слоя, состав почвы и высота залегания грунтовых вод. Однако, данные полученные таким путем будут очень условными, поэтому для объективации картины несущей способности грунта в расчетах используют поправочный коэффициент 1.6-1.7.

Пример расчета свайно-винтового фундамента

Исходные данные для расчета фундамента под двухэтажный брусовой дом с размерами в плане 6 на 6 метров:

  • грунты на участке — суглинок и суспеси;
  • диаметр используемых свай — 108 мм, диаметр лопасти — 300 мм;
  • масса дома, со всеми нагрузками от стен, перегородок, перекрытий, полезной и снеговой нагрузкой — 60 тонн.
  • периметр наружных стен — 24 м, в нашем случае внутренних несущих стен нет.

Узнаем несущую способность грунта. Для этого воспользуемся таблицей ниже.

Тип грунта Rо на глубине 150 см и более, кг/см2
Галька с включениями глины 4,5
Гравелистый с включениями глины 4,0
Песчаные почвы (крупная фракция) 6,0
Песчаные почвы (средняя фракция) 5,0
Песчаный (мелкая фракция) 4,0
Пылеватый песок 2,0
Глинистые почвы и супеси 3,5
Вязкие глинистые почвы 6,0
Просадочный грунт или насыпное основание (с уплотнением) 1,5
Насыпной грунт (без уплотнения) 1,5

Несущая способность разных видов почв

Из таблицы видно что для суглинков и супесей параметр равен 3,5 кг/см². Коэффициент надежности по нагрузке принимаем 1,75 (для обеспечения запаса по надежности). Остается вычислить площадь лопасти сваи:

S = (πD²)/4 = 3,14*30/4 = 706,5 см² (значение диаметра лопасти в расчет берется в сантиметрах).

F = S*Rо = 706,5*3,5 = 2472 кг.

Вычисляем допустимую нагрузку:

N = F/γk = 2472/1,75 = 1412 кг ≈ 1,4 т.

Далее рассчитаем минимальное количество свай, которые способны удержать данный дом:

Дальше определяем шаг между сваями. Для этого длину стен дома делят на количество свай:

24 м/42 шт = 0,57 м — максимальное расстояние между опор.

Получилось довольно большое количество свай для такого небольшого дома, т.к. мы приняли, что геологические изыскания не проводились, и пришлось принять поправочный коэффициент равный 1,75, если провести исследования хотя бы пробным вкручиванием (эталонным), тогда количество свай можно снизить до 18 штук, а это существенная экономия. В каждом случае нужно считать, что обойдется дешевле — геологические изыскания или самостоятельный расчет и перестраховка по несущей способности.

Свайно-винтовой фундамент своими руками

Свайно-винтовой фундамент устанавливается в четыре этапа:

  1. Сперва размечается участок.
  2. Затем сваи погружаются и выравниваются.
  3. Полости заливаются бетоном.
  4. Заключительный этап — обвязка ростверком.

Поскольку установка СВФ не требует земляных работ, сделать разметку для фундамента не трудно: намечаются оси стен, перегородок и дополнительных конструкций путем установки кольев на небольшом отдалении от углов будущей постройки, а между ними натягиваются шнуры. На остальных этапах стоит остановиться подробнее.

Ввинчивание свай и выравнивание

Ввинчиваются сваи всегда по одному принципу, который не зависит от вида лопастей, наконечников и особенностей грунта.

Сначала в земле делаются направляющие приямки при помощи ручного или мотобура. Глубина скважин должна составлять 0.3-0.5 м, а в диаметре они должны быть чуть меньше лопастей. Так трубы можно более точно расположить и легче погрузить в землю.

Для ввинчивания в технические отверстия на сваях протягивается лом или труба с толстыми стенками нужного диаметра и при помощи силы двух человек сваи вкручивают в землю. Важно контролировать вертикальное положение конструкции при помощи строительного уровня.

Для механического погружения понадобиться использовать спецтехнику.

Сваи обвязывают ростверком в качестве которого выступают балки из дерева, бетона или металла. Для этого опоры фундамента должны располагаться в одной плоскости по горизонтали. Выравнивают сваи при помощи обрезки трубы болгаркой по заранее выполненной разметке.

Часто сваи вывинчиваются на этапе регулировки высоты, что ухудшает несущую способность конструкции: под опорой образуется рыхлый слой почвы. Из-за избыточных нагрузок фундамент проседает и конструкция деформируется.

Иногда из-за подземных препятствий на этапе заглубления опор, они могут отклоняться от вертикальной плоскости, смещаясь в сторону.

Траектория отклонения не должна превышать двух градусов. Если отклонение оказалось выше нормы, необходимо изменить размер опоры, соединив верхний сегмент и плоскость надстройки.

Заливка полостей свай

Полости труб заливают бетоном для того, чтобы на внутренних поверхностях не образовывался конденсат, от которого не спасают даже полностью приваренные оголовки. Кроме того, бетон дает конструкции дополнительную жесткость.

Сваю нужно бетонировать до конца. Дополнительно сваи снаружи обрабатываются специальной смолой.

Ростверк и обвязка

Ростверк сооружают на расстоянии 0.5-0.7 м от земли. В его качестве могут служить деревянные и металлические балки. Также подойдет заливка монолитной лентой из железобетона. Технология обвязки зависит от материала:

  1. Железобетон — самый дорогой материал для обвязки, но позволяет возводить на СВФ даже кирпичные здания. Сперва собирается опалубка, затем изготавливается армирующий каркас, который связывается со сваями рифленой арматурой, а после конструкция бетонируется.
  2. Деревянные балки в качестве обвязки используют для строительства домов из бруса или бревна. Для крепления бруса привариваются плоские оголовки, балки соединяются в полдерева и крепятся к оголовкам болтами, саморезами или гвоздями.
  3. В качестве металлических балок используют швеллеры, которые приваривают к оголовкам.

Не фатальной, но существенной ошибкой может стать отказ от обрезки технологических отверстий. Игнорирование этой процедуры приводит к снижению эксплуатационного срока фундамента. Если необходимо приварить оголовок и сформировать сварочные швы, их в обязательном порядке нужно окрасить.

Свайно-винтовой фундамент несложно монтировать без помощи профессионалов. конструкция мало зависит от внешних факторов, хорошо себя показывает практически на любом грунте, а ее возведение занимает немного времени.

Такое решение позволяет сэкономить на строительной бригаде и заказе спецтехники. Главное — правильно определить как глубоко залегают несущие пласты грунта, рассчитать шаг установки свай и их оптимальное количество.

Цены на свайно-винтовой фундамент

Стоимость фундамента на винтовых сваях складывается из стоимости самих свай их характеристик и количества, а также из стоимости монтажа. Здесь мы приведем примерный прайс-лист цен свайно-винтового фундамента из разных типоразмеров свай и цен фундамента «под ключ».

Минусы и плюсы фундамента на винтовых сваях

Стальные опорные колонны со спиральным наконечником являются надежным фундаментным основанием для возведения одноэтажных зданий, дач, садовых домиков, бань и небольших хозяйственных построек. Их монтаж значительно сокращает сроки строительства и снижает затраты на приобретение материалов. Однако, несмотря на большое количество достоинств, их использование имеет ограничения по применению, а также некоторые эксплуатационные недостатки.

Техническое описание

Винтовая свая — это особый металлический бур, который может вкручиваться в почву при вращении. Он изготовлен из стальной трубы с радиальной наклонной пластиной в нижней части, которая является основным конструктивным элементом. Наличие лопасти обеспечивает погружение сваи в грунт при установке, а после монтажа служит основной опорой, распределяющей вес конструкций здания и фиксирующей положение трубы при подвижках грунта и морозном пучении.

Различные типы свай определяют по:

  • устройству винтового наконечника;
  • геометрическим параметрам труб;
  • целевому назначению.

Кроме этого, различают одновинтовые и двухвинтовые сваи, у которых вторая дополнительная лопасть расположена в средней части трубы. Двухвинтовые опоры обладают повышенной несущей способностью, устойчивостью к пучению грунта и усадке.

Приварные лопасти

Винтовые колонны со сварным наконечником — самые дешевые изделия относительно невысокого качества. Нижняя часть трубы имеет заостренный конусный конец, выше которого приваривается широкая буровая лопасть. Основной недостаток изделий заключается в недостаточной прочности сварного шва. При попадании на камень, лопасть может быть оборвана или деформирована. В результате станет невозможной правильная установка сваи по глубине и направлению.

Литые винты

Отлитые лопасти изготовлены из высокопрочных легированных сталей по технологии точной формовки в вакууме. Для повышения прочности материала, каждое изделие подвергается дополнительной термической обработке, после которой его приваривают к стальной трубе. Изготовленные промышленным способом, литые наконечники отличаются увеличенной толщиной лопасти и высокой точностью изготовления.

Цена отлитых винтовых свай на 25-30% выше, но высокое качество изготовления и возможность более длительной эксплуатации полностью компенсирует это. Каждый серьезный изготовитель выдает на свои изделия сертификат и технический паспорт с указанием технических характеристик готовой опоры.

Основные разновидности свай

На рынке строительных материалов фундаментные опоры с винтом представлены 4-мя различными видами, которые существенно отличаются по своей конструкции.

  • с одной широкой лопастью на наконечнике в нижней части трубы для деревянных и каркасных зданий;
  • двухлопастные с повышенной несущей способностью для небольших каменных домов и двухэтажных зданий каркасного типа;
  • узколопастные с коническим винтом для монтажа на каменистых грунтах;
  • с прямым зубчатым нижним краем для устройства фундаментных оснований в условиях вечной мерзлоты.

В обычных условиях частного строительства наиболее распространены винтовые опоры первого типа с одной литой лопастью.

Существующие типоразмеры

Стандартные диаметры трубных колонн находятся в диапазоне от 57 до 133 мм. Длина определяется заказчиком в зависимости от глубины промерзания грунта в регионе проведения строительных работ. Ширина лопасти и угол наклона зависит от диаметра трубы, типа грунта и воспринимаемых весовых нагрузок.

В отдельную категорию относят свайные опоры из толстостенных насосно-компрессорных труб (НКТ), устойчивых к коррозии. Они значительно дороже стандартных изделий, но обладают лучшими эксплуатационными качествами.

Главные преимущества

Большое число достоинств стальных свайных опор способствует быстрому росту популярности этих конструкций у частных застройщиков. В числе явных плюсов можно назвать следующие факторы:

  • возможность возведения фундамента на большинстве типов грунтов, в том числе на болотах и вечной мерзлоте;
  • быстрый и простой монтаж;
  • хорошая устойчивость строительных конструкций при пучении и подвижках грунта;
  • отсутствие влияния глубины залегания грунтовых вод;
  • использование винтовых свай на участках со сложным рельефом местности;
  • проведение монтажных работ в любое время года;
  • применение бетонного или стального ростверка;
  • невысокая стоимость материалов, доступная большинству застройщиков;
  • отсутствие необходимости проведения земляных работ;
  • долговечность и надежность фундаментного основания;
  • возможность наружного утепления полов в доме.

Для ускорения производства работ по возведению фундамента, существует возможность использования специальной буровой техники. В этом случае придется оплатить оказанную услугу, но работа будет выполнена за 1 день без приложения больших физических усилий с высоким качеством.

Несколько недостатков

Несмотря на большое количество положительных качеств, винтовые сваи имеют и отрицательные свойства, в числе которых следует указать:

  • невозможность возведения зданий и сооружений на каменистых и скальных грунтах;
  • ограничение несущей способности, определяемой одноэтажным строительством;
  • необходимость проведения мероприятий по защите свай от коррозии и блуждающих токов;
  • сложности с обустройством подвала или погреба под домом;
  • необходимость бетонирования внутренней полости труб и утепления пола.

Все сваи должны быть вкручены на глубину ниже точки промерзания грунта. Следовательно, необходимо обеспечить строгий контроль выполнения монтажных работ нанятой бригадой.

Варианты применения

Стальные трубные колонны позволяют сооружать 4 типа фундаментов:

  • установка свайных опор под каждый несущий элемент каркасного здания;
  • устройство свайной ленты в виде стального или железобетонного ростверка;
  • свайное поле под заливку железобетонной плиты;
  • одиночные опоры под строительство пристройки или отдельных элементов здания.

Учитывая все плюсы и минусы свайно-винтового фундамента, его можно признать лучшим вариантом для установки ворот, заборов и других видов ограждений.

Целевое применение металлических свай определяется диаметром трубы и размером лопастей. В маркировке изделий первая цифра указывает на размер трубной колонны, вторая — на лопасть. В зависимости от этих показателей рекомендуется использовать:

  • трубу 76 мм для легких ограждений и отдельных столбов;
  • 89 мм для навесов, веранд, беседок и укрепления кирпичных колонн;
  • 108 мм для зданий каркасного типа и легких домов из бруса;
  • 133 мм для сооружений из бревна или пеноблоков.

При этом наилучшей несущей способностью обладают двухвинтовые сваи с нижним литым наконечником. После ввинчивания опор их внутренняя полость необходимо залить бетонной смесью, не армируя.

Фундамент свайно-винтового типа считается лучшим решением для использования на пучинистых грунтах, при высоком уровне грунтовых вод и в заболоченной местности.

Выполнение монтажных работ

Расчет свайного поля лучше поручить специалисту, который учтет существующий тип грунта на участке, глубину промерзания, несущую способность опор, вариант защиты стальных труб от коррозии и другие важные факторы. Краткую инструкцию по расчету числа свай мы приводили здесь.

В результате перед началом работ вам необходимо иметь на руках точный план расстановки свай с указанием их типоразмера. Вполне вероятно, что до обращения к инженеру потребуется провести геолого-изыскательские работы для точного определения характеристик слоев грунта и почвенных вод.

Производство монтажных работ состоит из 5-ти последовательных этапов:

  1. разметка свайного поля;
  2. выкапывание приямков и ввинчивание свай;
  3. заливка бетонной смеси во внутреннюю полость труб;
  4. подрезка оголовков труб на уровне одной горизонтальной плоскости;
  5. устройство металлического или железобетонного ростверка.

Все открытые места сварки должны быть окрашены или защищены от коррозии другим способом. Для утепления дома пространство между ростверком и грунтом необходимо обшить досками или листовым строительным материалом. Благодаря отсутствию подвала, конструкция отмостки может быть упрощена и иметь небольшую толщину. Более подробно технологию мы описывали здесь и здесь.

Плюсы и минусы фундамента на винтовых сваях

Для строительства любого объекта требуется возвести надежный фундамент. Многие застройщики, не владея информацией о новых строительных технологиях, традиционно строят ленточный фундамент или обустраивают плитное основание. Заслуживает отдельного рассмотрения фундамент на винтовых сваях, минусы и плюсы которого позволяют широко использовать современную технологию для строительства частных зданий на проблемных почвах и неровном рельефе.

Детально рассмотрим винтовые сваи, оценим плюсы и минусы. Разберемся с рекомендуемыми условиями эксплуатации, факторами, снижающими долговечность опорных элементов.

При строительстве загородных домов особенно в северных широтах фундамент из винтовых свай становится всё более популярным

Виды свай, используемых для фундаментов

Конструкция спиралевидной опоры достаточно проста. Это стальная труба, имеющая лопасти спиралевидной формы на рабочем конце. Для защиты от коррозионных процессов свая оцинковывается. Изделия отличаются длиной, а также диаметром рабочей части.

Для того чтобы построить дом на опорах винтового типа, можно использовать следующие виды свай:

  • оснащенные сварным наконечником. Применяются при возведении жилых объектов и частных зданий;
  • имеющие литую насадку. Используются для тяжелых сооружений промышленного назначения;
  • оборудованные двухлопастной рабочей частью. Предназначены для постройки массивных объектов;
  • усиленные, характеризующиеся повышенной способностью воспринимать действующие нагрузки. Востребованы при возведении ответственных конструкций.

Для обеспечения прочности возводимого на свайном фундаменте здания, необходимо учитывать особенности опор, знать их плюсы и минусы.

Плюсы свайно-винтового фундамента

Винтовые сваи, применяемые в качестве фундамента, обладают комплексом положительных моментов:

  • Могут использоваться на проблемных почвах с повышенной концентрацией влаги, а также грунтах с увеличенным содержанием песка и глинистых включений.
  • Правильно рассчитанное и выполненное с соблюдением строительных требований свайное поле устойчиво к эрозии грунта, усадке почвы и пучению, связанному с колебаниями температуры.

На практике устройство данного типа основания в среднем выходит на 30% экономичнее по сравнению с мелкозаглубленной армированной лентой

  • Не требуют значительных финансовых затрат при обустройстве фундамента. Бюджетность опорной конструкции позволяет застройщику смонтировать поле из спиралевидных опор, получив трехкратную экономию денежных средств по сравнению с ленточным основанием.
  • Позволяют быстро начать постройку здания, оперативно смонтировав свайный фундамент. На протяжении 1–2 дней группа квалифицированных строителей может установить свайные опоры для здания площадью 150–200 м². Это весомое преимущество по сравнению с бетонным фундаментом, который твердеет на протяжении месяца.
  • Винтовые сваи монтируются независимо от времени года и погодных условий. Это обеспечивает возможность не привязываться при выполнении работ к погодным факторам, в то время как бетонирование при отрицательной температуре затруднено и требует дополнительных затрат.
  • Опоры устанавливаются как вручную, так и с применением средств малой механизации. Отсутствие необходимости использования специальной техники позволяет своими силами обустраивать свайные фундаменты в зонах со сложным климатом и рельефом, куда проблематично направить строительную технику, например, для рытья котлована под ленточное основание или замеса увеличенных объемов бетона.

Минусы винтовых свай

Свайные фундаменты на спиралевидных опорах имеют слабые стороны:

  • недостаточная стойкость винтовых опор к воздействию коррозионных процессов;
  • пониженная несущая способность на грунтах с высокой концентрацией каменистых включений;

Свайно-винтовой фундамент используется только для легких конструкций: деревянных или каркасных и им подобных

  • необходимость обязательного нанесения защитного антикоррозионного покрытия;
  • отсутствие возможности проконтролировать наличие дефектов на закрученной опоре;
  • невозможность обустройства подвальных помещений в зданиях на винтовых сваях;
  • возможность перекоса постройки в результате значительной усадки фундамента;
  • риск использования кустарно произведенных опор из некачественных материалов;
  • необходимость привлечения специалистов для разработки проекта и исследований почвы.

Факторы, ускоряющие коррозию и разрушающие винтовые сваи

Снижение эксплуатационных характеристик винтовых опор связано с их постепенным разрушением под воздействием коррозии. Ведущую роль играет качество изделий, зависящее от следующих факторов:

  • Марки используемой при изготовлении стали.
  • Толщины материала, применяемого для изготовления рабочей части и самой опоры.
  • Соблюдения технологии сварки при изготовлении изделия.
  • Надежности швов спиралевидной насадки.

Ресурс эксплуатации опоры зависит от следующих моментов:

  • концентрации минеральных примесей в грунте;
  • уровня влажности почвы.

Запрещенные условия эксплуатации винтовых свай

Снижение срока эксплуатации винтовых опор происходит при устройстве свайного поля в неблагоприятных условиях:

  • В непосредственной близости от электрической подстанции.
  • Рядом с сотовыми вышками.
  • Недалеко от путей железнодорожного сообщения.
  • На грунтах с повышенной концентрацией влаги.

Активно протекающий в указанных условиях процесс электрохимической коррозии, снижающий прочность опор, значительно сокращает срок службы свай.

Заключение

Серьезно подходя к выбору опор, соблюдая требования эксплуатации, можно построить надежный фундамент на винтовых сваях. Минусы и плюсы являются определяющими факторами в принятии решения по обустройству основания на винтовых опорах. Винтовые сваи обеспечат устойчивость возводимого здания, если учитывать все факторы и доверить работу профессионалам.

Минусы винтового фундамента. Минусы свайного фундамента

Статья расскажет об основных минусах винтового фундамента, минусах свайного фундамента, а также о способах устранения недостатков.

Содержание статьи:

У любой строительной технологии есть достоинства и недостатки. Но если при проектировании и строительстве грамотно учесть сильные/слабые стороны возводимой конструкции, можно не только избежать проблем, но добиться максимальных показателей эффективности, увеличения срока службы и пр.

1. Минусы свайно-винтового фундамента. Оценка надежности винтовых свай

1. Возможно несоответствие срока службы конструкции требованиям ГОСТ 27751-2014 «Межгосударственный стандарт. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения».

Подобное неизбежно случится, если при разработке проекта не будут учтены степень коррозионной агрессивности грунтов на участке строительства (подробнее «Геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов»), а также наличие блуждающих токов.

Только подобрав толщину стенки ствола и лопасти (подробнее «Расчет толщины стенки ствола»), марку стали (подробнее «На что влияет марка стали?») в соответствии с указанными данными, определив порядок действий для снижения коррозии (водоотведение, использование цинковых анодов – подробнее «Коррозия: причины, способы защиты») можно обеспечить нормативный срок службы фундаментный конструкции и всего сооружения.

2. Возможен «уход в срыв» однолопастных дезаксиальных винтовых свай при передаче проектных нагрузок нормируемых осадках, если диаметр их ствола менее 159 мм.

При расчете свайно-винтовых фундаментов используются формулы, заложенные в СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты». Эти формулы разработаны еще в 60-х годах 20 века и базируются на упрощенных моделях взаимодействия (например, модель Мариупольского для анкеров), а потому не учитывают многие особенности совместной работы свай и грунтов.

Поэтому при расчете несущей способности винтового основания необходимо учитывать результаты полевых испытаний грунтов, выполненных в соответствии с ГОСТ 5686-2012.

3. Может потребоваться бетонирование основания колонны или проведение работ по созданию жесткого сопряжения для однолопастных свай малых диаметров (57-76 мм).

Из-за недостаточности диаметра ствола эти разновидности не обеспечивают должное сопротивление горизонтальным нагрузкам без проведения дополнительных мероприятий.

Чтобы отказаться от бетонирования основания колонны или создания жесткого сопряжения, достаточно использовать элемент сопротивления боковым нагрузкам (ЭСБН).

4. Возможно нарушение структуры грунта при погружении винтовых свай и последующее снижение его несущей способности.

Такие ситуации возникают, когда в расчетах учитывается только диаметр лопасти, но не ее конфигурация.

Конфигурация лопасти винтовой сваи, подобранная под конкретные грунтовые условия, позволяет свести к минимуму нарушения структуры грунта при погружении, что обеспечивает надлежащее восприятие проектных нагрузок (подробнее «Принципы подбора параметров лопастей»).

5. Сваи с двумя и более лопастями могут уступать в восприятии, к примеру, горизонтальных нагрузок даже однолопастным дезаксиальным конструкциям.

Причина подобного явления – в неправильном (часто просто бездумном) расположении второй и последующих лопастей на стволе.

Чтобы многолопастные сваи надлежащим образом воспринимали проектные нагрузки, расстояние между лопастями, шаг, угол наклона должны быть рассчитаны с учетом данных о грунтовых условиях площадки строительства и данных о нагрузках от строения (подробнее «Особенности расчета многолопастных винтовых свай»).

6. Неравномерное распределение запаса прочности по фундаментам объектов ИЖС, из-за которого снижается уровень их надежности и сокращается срок службы.

Причина – неучет различных величин нагрузок, воздействующих на фундаменты даже простых сооружений (под ответственными несущими узлами и конструкциями сооружения, под несущими и самонесущими стенами, под ненесущими перегородками и лагами пола).

Чтобы этого избежать, под каждый тип нагрузки нужно использовать определенную модификацию свай (подробнее «Расчет свайного фундамента»).

Таким образом, все минусы свайно-винтового фундамента по большому счету связаны с игнорированием его особенностей и сильных сторон.

2. Плюсы свайно-винтового фундамента

Фундамент из винтовых свай:

В большинстве случаев не подвержен воздействию сил морозного пучения, что отличает его от иных типов фундаментных конструкций, особенно с применением забивных свай (подробнее «Воздействие сил морозного пучения на разные типы винтовых свай»).

Может использоваться на заболоченных участках, на территориях с высоким уровнем грунтовых вод без потерь в сроке службы. Чтобы это стало возможным, нужно провести в пятне застройки измерения степени коррозионной агрессивности грунтов и использовать полученные данные при расчете толщины стенки ствола и лопасти, диаметра ствола, выборе марки стали.

Можно возвести быстро (сокращение времени строительства на 15-30% относительно бетонного фундамента).

Обходится не менее чем на 30% дешевле бетонного основания, выполненного в соответствии с требованиями СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения» (подробнее «7 мифов о бетонном фундаменте»).

Позволяет полностью отказаться от любых земляных работ, в том числе по выравниванию участка в случае наличия перепада высот.

Позволяет выполнять работы по погружению даже в условиях стесненной застройки или близости подземных коммуникаций, так как при погружении не возникают вибрации.

Не нуждается в отстаивании, наборе прочности. Сразу готов к восприятию нагрузок, предусмотренных проектом.

Можно построить в любое время года.

Можно использовать повторно, что имеет принципиальное значение при строительстве временных сооружений.

Ремонтопригоден, чего не скажешь о забивных сваях и некоторых других типах оснований.

Можно устанавливать без привлечения специальной техники, конечно, если речь идет о модификациях малых длин и диаметров.

  • Позволяет монтировать инженерные коммуникации одновременно с работами по установке. Трубы проходят между сваями (на определенном расстоянии) и не связаны с ростверком, поэтому не перемещаются вместе со зданием вниз, как это происходит в случае устройства бетонного фундамента. В результате удается избежать уменьшения уклона или возникновения контруклонов, а также нарушения герметичности в стыках.
  • Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: