Свайно-винтовой фундамент для каркасного дома: плюсы и минусы

Свайно-винтовой фундамент — это надежная и быстровозводимая конструкция для малоэтажного строительства из материалов с низкой удельной плотностью. На такой фундамент можно поставить даже многоэтажный дом, сэкономив деньги заказчика. Однако выгоды винтового основания может перечеркнуть даже небольшая ошибка в проекте свайного поля и сомнительное качество опорных элементов. Поэтому перед строительством фундамента для каркасного дома или сруба необходимо еще раз взвесить плюсы и минусы свайно-винтовых конструкций, принимая во внимание особенности монтажа и критерии подбора свай.

Подходит ли такое основание для каркасных домов

Строение на основе несущего каркаса относятся к легковесным сооружениям, поэтому для таких домов не нужно устраивать заглубленные ленточные фундаменты или заливать плитные основания. При высокой опорной способности грунта легкий каркасный дом можно построить на столбчатом фундаменте, во всех остальных случаях такие строения возводят на свайном основании.

При грамотном расчете нагрузки на каждый опорный элемент, свайное поле выдержит вес многоэтажного каркасного строения в течение долгого времени. В строительной практике есть примеры даже 7-этажных каркасных сооружений на базе свайных оснований. Такие постройки разрешены СНиП Японии и ряда стран Европейского Союза.

Однако для устойчивости малоэтажного и многоэтажного дома мало рассчитать нагрузку на опору и ростверк — нужно подобрать правильную сваю, а также технологию заглубления опорного элемента.

Какие опоры лучше использовать

Во время строительства фундамента используют три вида свай:

• забивные — их делают из железобетона или металла и погружают в грунт с помощью механического или гидравлического копра;
• буронабивные — они заливаются в штробу, которая высверливается в грунте с помощью буровой установки;
• винтовые — их делают из металлических труб и вкручивают в грунт как саморез.

На забивных опорах может стоять многоэтажка или небоскреб. Буронабивные конструкции заливают своими руками, погружая в шуфр обсадную трубу и армирующий каркас. Однако для устройства таких свай нужна специальная техника — копр и буровая установка, а также долгие земляные работы по выравниванию стройплощадки для тяжелых машин.

Винтовые сваи не нуждаются ни в тяжелой технике, ни в подготовке стройплощадки. Чтобы завернуть такую опору в грунт необходим рычаг и пара разнорабочих. Один из них будет удерживать сваю в вертикальном положении, контролируя опору с помощью уровня, а второй — вращать рычаг, вставленный в торцевую проушину.

Плюсы и минусы свайного фундамента

В преимущества свайных опорных конструкций можно записать:

1. Низкую цену решения — даже забивные варианты обходятся дешевле ленточного фундамента или сплошной плиты.
2. Совместимость со всеми типами грунта — сваи бьют и в заболоченную почву, и в вечную мерзлоту. На таких опорах стоят дома Венеции и Норильска.
3. Нивелирование сложностей рельефа — разная глубина погружения компенсирует любой уклон или выемку.
4. Долгий срок службы — свайные основания живут по 50-100 лет.
5. Низкую деформацию пучения — опорный элемент погружают значительно ниже возможной глубины промерзания грунта.

Из недостатков свайных оснований стоит отметить сложность строительства ростверка, а также не самые простые расчеты несущей способности фундамента. Поэтому, несмотря на внешнюю простоту технологии, свайные фундаменты делают только по чертежам.

Можно ли использовать винтовые сваи для домов из бруса

Сруб относится к легковесным конструкциям, поэтому при строительстве дома из бруса или оцилиндрованного бревна рекомендуют устройство ленточных, столбчатых, плитных и свайных фундаментов. По стоимости строительства самым дешевым вариантом является свайная конструкция.

Из доступных разновидностей свай для сруба подходят забивные и буронабивные модели, а также винтовые опоры. Причем забивные столбы стоят дорого, а буронабивные модели предполагают потерю времени — для выхода монолита на расчетную прочность нужно подождать как минимум две недели. Поэтому лучшим вариантом из всех возможных следует признать винтовую сваю.

При устройстве свайного поля под сруб принимают во внимание удельный вес сложенных из бруса стен — он больше, чем аналогичный параметр каркасной конструкции. Поэтому шаг свайного поля под сруб существенно меньше, чем у фундамента под каркас, что отражается на стоимости работ. И цена основания под сруб всегда выше стоимости фундамента под каркас.

Особенности винтовых свай

Важными характеристиками винтовой сваи можно назвать:

• диаметр опоры;
• толщину металла;
• длину опорного элемента;
• тип наконечника;
• ширину лопасти.

Диаметр и ширина лопасти влияют на несущую способность опорного элемента. От толщины металла зависит срок службы и стоимость. Длина опоры нивелирует деформацию пучения, а тип наконечника определяет возможность бурения плотного грунта с каменистыми включениями.

Фабричная опорная балка оснащается двумя типами наконечников — сварными лопастями (их приваривают к трубе на стройке или в сборочном цеху) или литым буром. Первый вариант обходится дешевле — такую конструкцию можно изготовить своими руками. Литой наконечник стоит дороже, но гарантирует долгий срок эксплуатации — до 100 лет.

Кроме того, необходимо принять во внимание возможность наращивания опорного столба. Сваи с возможностью удлинения комплектуются резьбовыми муфтами на торцах.

Критерии выбора

Основной критерий, влияющий на выбор сваи, это диаметр опорного элемента. От этого параметра зависит несущая способность фундамента. Причем подбор диаметра проводится по следующим правилам:

• 57 миллиметров — стойки для ограждений высотой до 2,5 метра;
• 76 миллиметров — малонагруженные конструкции (максимум 3 тонны на фундамент)
• 89 миллиметров — малые архитектурные формы и одноэтажные постройки с эксплуатационной нагрузкой до 5 тонн;
• 108 миллиметров — каркасные, малоэтажные дома с нагрузкой до 7 тонн;
• 133 миллиметра — строения из бруса с эксплуатационной нагрузкой до 14 тонн.

Толщина металла опорной трубы не может быть меньше 4-6 мм, а диаметр лопасти должен быть равен 20-30 сантиметрам. Дополнительное требование к трубе — бесшовная технология производства, поскольку шов является источником коррозии. Длина опоры определяется глубиной залегания пластов с высокой опорной способностью. Она может доходить до 11 метров. И даже такие сваи закручиваются в грунт вручную. При этом список преимуществ свайно-винтовых фундаментов не зависит от габаритов опорной трубы.

Преимущества свайно-винтовых фундаментов

1. Монтаж в любое время года — винтовую опору можно вкрутить даже в промерзшую землю. Поэтому такие конструкции собирают зимой и летом.
2. Быстрая установка свайного поля — любой фундамент такого типа собирается за 1-2 дня. При этом площадь основания значения не имеет.
3. Простая прокладка коммуникаций — монтажникам не придется рассверливать ленту или плиту для подвода водопровода или канализации. До сборки цоколя весь подпол остается доступным для любых вмешательств.
4. Гидроизоляция опорного венца — стальные опоры не вытягивают влагу из почвы. При элементарной изоляции венца от ростверка деревянная балка проживет не менее 50 лет.
5. Ремонтопригодность конструкции — поврежденный элемент можно восстановить с помощью сварочного аппарата, хотя 100-процентную начальную прочность не вернет даже сварка.

Как провести монтаж и укрепить конструкцию

Сборка свайного поля начинается с расчета шага расположения опорных элементов, их геометрических параметров, а также определения глубины погружения опор. После этого на участок приглашают инженера-геодезиста, который выносит положение свай в натуру, маркируя место установки металлическими штырями с номером по порядку. Завершив маркировку, строители могут привезти на участок заказанные заранее сваи. После этого приступают к сборке фундамента. Она проводится по следующей схеме:

1. Первые сваи вкручивают в углы фундамента, используя простейший ворот — рычаг, который пропускают в проушины оголовка. Во время завинчивания сваи один из рабочих контролирует перпендикулярность опоры, используя лазерный нивелир или простой отвес. Высота опорного элемента сверяется с плановым положением с помощью геодезического инструмента.
2. Закончив с угловыми элементами, строители приступают к монтажу несущих свай, расположенных под стенами, колоннами и межкомнатными перегородками дома. Монтаж ведется от угла к центру.
3. Погрузив все опоры в грунт, строители проверяют высоту свайного поля, корректируя этот параметр с помощью болгарки.
4. В подготовленные опоры заливают бетон, который защищает внутренности трубы от коррозии, и усиливает прочность конструкции.
5. После застывания бетона на торец наваривают оголовок — платформу для балок ростверка.
6. В финале строители собирают ростверк, используя швеллер, двутавровую балку, брус, бетонные столбы. При необходимости можно залить монолитную плиту, используя съемную опалубку и сложное армирование.

До закладки первой сваи принято проводить натурные испытания опорной способности грунта. Для этого в почву закручивают одну опору, которую нагружают сверх расчетных параметров (на 10-15%). Если она не просела, можно приступать к строительству фундамента. В ином случае, стоит откорректировать параметры свайного поля.

Как рассчитать стоимость строительства

Цена строительства определяется плотностью свайного поля, а этот показатель зависит от эксплуатационной, несущей, снеговой и ветровой нагрузки. Все эти параметры определяют при проектировании фундамента, поэтому смета работ составляется только после завершения проекта.

Причем в проекте указывают не только количество опор, но и глубину погружения. Опираясь на данные проекта, вы можете выбрать сваи нужной длины и диаметра в требуемом для сборки поля количестве. Если суммировать общую длину, и умножить ее на цену погонного метра нужного диаметра, мы получим примерную стоимость труб. Прибавьте к ней цену оголовков и наконечников, и вы получите стоимость материала.

Кроме того, в смете нужно учесть расходы на транспортировку, цену инженерно-геодезических изысканий и оплату рабочим. Но даже в сумме эти траты не превышают 25-30% стоимости бетона для ленточного фундамента.

Заключение

Свайно-винтовой фундамент — это просто, выгодно и надежно. Такие конструкции подходят и срубам, и каркасным строениям. Их собирают зимой и летом, не обращая внимания на замерзшую или раскисшую почву. Если вам захотелось построить фундамент здесь и сейчас — выбирайте свайно-винтовой вариант. Он не подведет вас ни при каких обстоятельствах, но перед закладкой такой металлоконструкции обязательно нужно посетить проектировщика.

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

10.11.2018 4,957 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.

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: