Винтовые сваи под фундамент. Что представляет собой опора свайно-винтового фундамента

Винтовые сваи под фундамент. Что представляет собой опора свайно-винтового фундамента

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

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

Винтовую сваю условно можно разделить на три основные части:

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

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

Устройство винтовой сваи для фундамента приведено на схеме.

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

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

Существуют три специфические особенности заглубления опор свайно-винтового фундамента:

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

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

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

Качественный свайно винтовой фундамент. Что лучше винтовые сваи или ленточный фундамент – сложный выбор в вашу пользу

В настоящее время при строительстве индивидуальных жилых домов наиболее часто используют основания на винтовых сваях или ленточном фундаменте. Обладая массой достоинств, оба типа основания имеют и свои недостатки. Поэтому решая вопрос о том, что лучше винтовые сваи или ленточный фундамент следует тщательно разобраться в нюансах устройства основы того и иного типа, а уже потом принимать решение о целесообразности применения в собственном строительстве.

Фундамент на сваях

Вполне понятно, что для устройства оснований этого типа используют сваи, которые выступают в качестве основных опор. Рассмотрение плюсов и минусов данной основы под дом следует начать с самого определения свай. Так что такое винтовые сваи, что они собой представляют?

Каждая свайная опора имеет в своей конструкции лопасти, благодаря которым она завинчивается в грунт на необходимую глубину. Опоры изготавливают литыми или сваривают между собой стальные составляющие (приваривают к опорному столбу лопасти).

Популярность свайных оснований в последнее время значительно возросла, поскольку они обладают высокой несущей способностью. Многие специализированные заводы в последнее время стали производить свайные опоры повышенной прочности.

Например, стандартная винтовая свая имеет толщину металлической стенки 4 мм. Этого вполне достаточно чтобы противостоять воздействиям проблемных грунтов. Сегодня можно уже приобрести опоры, имеющие стенку в 6,5 мм. Благодаря этому спектр использования таких основ под конструкции стал значительно шире, особенно в промышленном строительстве.

Наиболее целесообразно устраивать основания из свай на проблемных грунтах. К ним относятся глинистые, суглинистые, торфяные и болотистые почвы. Если при таких условиях заниматься строительством основания из железобетона, то это обойдется очень недешево. И именно свайно-винтовые фундаменты могут обеспечить в таких условиях высокие прочностные показатели, а также недорогую стоимость.

Преимущества и недостатки

Итак, преимущества винтовых свай следующие:

• Стоимость возведения свайного основания может быть дешевле устройства фундамента из железобетона как минимум на 30% (в условиях залегания на участке строительства рыхлых и неустойчивых грунтов);
• Короткие сроки установки. При этом использовать специализированную технику вовсе не обязательно. Для постройки индивидуального жилого дома установить сваи можно вручную;
• Идеальный вариант возведения построек на болотах, рыхлых и неустойчивых грунтах;
• Долговечность и безопасность; 
• Учитывая, что каждая опора выполнена из высоколегированной стали и обработана специальными защитными средствами, она может простоять до 150 лет;
• При установке свай нет необходимости выполнять предварительные работы по копанию траншей, что значительно сокращает сроки возведения основы под дом;
• Установка опор может осуществляться в любое время года;
• Идеальное решение для устройства основания при большом перепаде высот на участке.

Но согласитесь, что любой вид фундамента обладает и рядом определенных недостатков. Опоры из свай не исключение, конечно список минусов при устройстве этого основания совершенно незначительный, но все же стоит обратить пристальное внимание и на недостатки винтовых свай при выборе типа фундамента для будущей постройки.

Итак, к минусам относится следующее:

1. Качество используемого материала. Это, пожалуй, самое главное. Не обладая необходимыми знаниями можно приобрести продукцию низкого качества. В этом случае о долговечности фундамента на сваях можно забыть. Самый главный недостаток металла, это его подверженность коррозии при взаимодействии с водой, поэтому каждая опора должна быть обязательно обработана специальным защитным составом и изготовлена только из качественной стали. 
2. Каменистый грунт не лучший вариант для установки опор. Как правило, при монтаже лопасти ломаются, и установить опоры на необходимую глубину невозможно. В результате получается неустойчивый, мелкозаглубленный свайный фундамент неподходящий для возведения на нем постройки.
3. Ну и, наверное, самый большой минус, это отсутствие подвального помещения и большие трудозатраты на утепление свободного пространства под полом и декорирования цокольного этажа. Кроме того, все системы водоснабжения и канализации необходимо заглублять и тщательно утеплять, поскольку отсутствие подвала способствует промерзанию грунта под домом.

Фундамент на винтовых сваях своими руками. Сваи винтовые для фундамента своими руками - технология изготовления

Винтовая свая имеет вид пустотелой трубы, одна часть которой в виде острого наконечника имеет режущую часть. В процессе установки сваи в грунт, режущая часть позволяет свае двигаться вглубь. Таким образом, удается надежно зафиксировать сваю в грунте.

Конструктивное строение сваи позволяет устанавливать их самостоятельно, без привлечения дополнительной спецтехники. Однако, срок использования фундамента напрямую зависит от качества материала, из которых сооружены сваи.

Перед началом изготовления винтовых свай, определите их структуру, в составе которой имеются три основных части:

• несущий элемент - имеет форму трубы, минимальный диаметром в 9 см;
• винтовая часть - обеспечивает ввинчивание сваи;
• верхняя часть, на которой фиксируется брус.

Для изготовления сваи используется труба с определенным диаметром. При наличии нелитого наконечника, для изготовления трубы необходимо использовать несколько секторов, соединенных между собой сварочным аппаратом. Для устранения швов выполняется рихтование материала.

С помощью обработанных дисков выполняется изготовления винтовой части. От глубины заложения сваи зависит размер винтовой части. Далее, используя тиски, заготовка зажимается в определенном положении и растягивается до нужного размера. После ее фиксации на поверхности сваи производится покрытие элемента антикоррозийным раствором или краской.

На верхнюю часть сваи устанавливается деталь в виде оголовка. Именно на нем будет фиксировать швеллер или балка. Ширина лопастей сваи больше диаметра трубы минимум на 3 см.

Устройство фундамента на винтовых сваях. Расчет фундамента на сваях

Устройство любого фундамента всегда начинается с расчета. В первую очередь необходимо произвести инженерно-геологические изыскания на глубине не менее 5 метров ниже проектируемой глубины заложения нижней части сваи. Это условие является обязательным, однако, далеко не все его придерживаются.

Такую геодезическую «разведку» можно заказать у специализирующейся фирмы. Правда, стоить она будет, скорее всего, не дешево. Если найти специалистов не получается или не по карману, то можно расспросить сколько и какие винтовые сваи под дом использовали соседи на своих участках, так как состав грунта там примерно такой же, как и на вашем участке. Специалистам же многое о грунте расскажет сам процесс ввинчивания.

Современный двухэтажный дом из газобетона на винтовых сваях

Расчет и проектирование винтовых фундаментов должен осуществляется в соответствии с СП 50-102-2003 "Проектирование и устройство свайных фундаментов". Специалисты должны рассчитать несущую способность фундамента в отношении основных сочетаний нагрузок и воздействий. В результате вы будете знать, к примеру, сколько нужно винтовых свай на дом 6х8 выполненный из определенных материалов.

При этом следует учесть, что формула для расчета несущей способности винтовой сваи в соответствии с параметрами грунта, из СП 50-102-2003, даёт изрядно заниженное значение. В результате количество свай, которое получается в расчетах, в несколько раз превышает потребное в действительности. Проектировщиков данный факт не волнует, но для заказчика это неприемлемо из финансовых соображений.

Поэтому расчет фундамента зачастую делают упрощенным методом, исходя из приблизительных данных о грунте, приблизительном весе строения и характеристик винтовых свай. Так на схеме ниже видно,сколько нужно винтовых свай на дом 6х6 выполненный из дерева.

Бетонный фундамент на винтовых сваях. Несколько слов о свайно-винтовом фундаменте

Свайно-винтовой фундамент обладает целым рядом значимых преимуществ.

• Прежде всего, он становится самым выгодным решением, если дом возводится на неустойчивых, заболоченных грунтах, имеющих склонность в зимнему вспучиванию. Нижняя винтовая часть сваи достигает глубин ниже уровня промерзания, стабильных слоев грунта, и сезонные колебания поверхности не оказывают на возведенный дом никакого негативного влияния.
• Такой фундамент наиболее экономичен и прост в возведении при строительстве домов на участках с пересеченным рельефом – добиться горизонтальности нижней обвязки при таком подходе – проще всего.
• Сооружение свайно-винтового фундамента менее других зависит от сезона и погоды – строительство можно вести в любое время года.
• По срокам возведения такой фундамент также не имеет себе равных.
• Технология его обустройства – достаточно проста, и при соблюдении определенных условий может быть реализована собственными силами.
• С точки зрения затрат, возведение свайного фундамента является наиболее экономичным.

Всю технологию созданияосновы для строительства дома можно кратко представить так:

Иллюстрация	Краткое описание выполняемой операции
	Сваи – это трубы диаметром 100 мм и более из высококачественной стали, с толщиной стенок не менее 4 мм. Конкретные параметры свай, в том числе и их длина, рассчитываются проектировщиками в зависимости от уровня планируемых нагрузок, общей картины грунтов и рельефа на участке строительства. Нижний конец сваи имеет заострение с наваренными одной или несколькими спиралевидными режущими лопастями.
	Комплект сваям обычно составляют оголовки, к которым приварены монтажные площадки. Диаметр оголовков таков, чтобы они плотно надевались на трубу сваи.
	После проведения разметки свайного поля в местах установки опор обычно выкапываются приямки глубиной порядка 300 ÷500 мм. Их, зачастую, обильно проливают водой, чтобы облегчить первоначальное ввинчивание сваи в грунт.
	Свая выставляется в приямок вертикально, в отверстие в верхней ее части вставляется шкворень. на него одеваются трубы-рычаги для ввинчивания.
	Усилиями двух (иногда требуется и больше) человек свая вращается, постепенно погружаясь все глубже в толщу грунта. На этой стадии работы самым важным является строгий контроль вертикальности вкручивания опоры. Вкручивание продолжается до достижения заранее нанесенной отметки глубины. Многие строительные организации имеют специализированную технику для механизации этой самой трудоёмкой операции.
	После того, как все сваи установлены, с помощью лазерного или водяного уровня на каждой трубе делается точная отметка общей выступающей части опор. Она должна обязательно приходиться ниже отверстия, куда вставлялся шкворень.
	Далее, все сваи подрезаются под единый горизонтальный уровень.
	Замешивается бетонный раствор, и через воронку свая полностью, до верха, наполняется им.
	Консистенция раствора должна быть достаточно жидкой, текучей, чтобы полость трубы заполнилась полностью, без воздушный пузырей. Характерно, что ожидать схватывания бетона – не нужно. Сразу переходят к очередной операции.
	На сваи одеваются до упора штатные оголовки, так чтобы правильно были сориентированы монтажные площадки. Оголовки «намертво» привариваются сплошным швом
	Чтобы полностью исключить какие-либо колебания опор, рекомендуется предусмотреть вспомогательную обвязку из металлического профиля, которую приваривают в сваям ниже оголовка. Если сваи выступают на значительную высоту, иногда приваривают и несколько рядов обвязки. Подобная операция особо важна, если к монтажным площадкам свай будет непосредственно крепиться венечный брус.
	Есть и другой подход – монтаж общего пояса (ростверка), например, из швеллера соответствующего размера. Ростверк станет основанием для дальнейшего возведения стен дома.
	Монтаж свайно-винтового фундамента обязательно должен завершаться зачисткой сварных швов от шлака, и качественной обработкой всех металлических деталей антикоррозионными составами.

Проектирование фундамента на винтовых сваях. Что собой представляет основание на винтовых сваях?

Глубина промерзания и винтовые сваи

Свайно-винтовой фундамент появился давно. Изначально, он использовался военными, для быстрого возведения различных сооружений соответствующего назначения.

Поэтому и разработкой фундамент на винтовых сваях, занимались военные инженеры, которые ставили своей целью, создать такое основание, которое обладало бы уникальными возможностями, в быстроте возведения и надежности.

Со временем, данные разработки стали широко использоваться в промышленном и гражданском строительстве. Как ни странно, но в нашей стране, использование свайно-винтового фундамента началось на севере, а только потом распространилось на остальные регионы.

В отличие от ленточного или монолитного основания, свайная конструкция отличается тем, что проект под нее можно делать для участков, которые имеют сложную поверхность, например, сплошной склон либо значительные неровности, выравнивание которых займет много времени и денег. Благодаря такому фундаменту можно сохранить первозданность земельного участка, если он расположен в живописном месте.

Свайно-винтовая конструкция представляет собой комплект обсаженных на конус пустотелых металлических труб. Погружаемые в грунт заострённые части элементов, имеют шнековые спирали или винтовые резьбы (поэтому их ещё называют геошурупами). На противоположные концы навариваются плиты, служащие привалочными плоскостями для создания ростверка.

Так как все элементы конструкции делаются из стали, то находясь в земле, под воздействием влаги и других неблагоприятных факторов, они могут подвергаться разрушению.

Основание в разрезе почвы на сваях винтового типа

Чтобы обезопасить опору здания от нежелательных процессов, поверхность свай покрывается цинком либо другим инертным металлом, стойким к коррозии. Некоторые специалисты рекомендуют также обрабатывать сваи и другими возможными способами, дабы увеличить их живучесть.

Например, основная масса производителей винтовых опор, устанавливает для своей продукции срок службы более 30 лет. На практике же период эффективной эксплуатации достигает не менее 50 лет. Связано это с тем, что качественные сваи, которые изготовлены по технологии, имеют большой запас прочности. А в случае покрытия поверхностей изделий горячим цинком по стандарту DIN EN ISO 1461, срок использования винтовых фундаментов гарантируется до 120 лет.

Говоря о сроке службы, не стоит забывать и о глубине погружения свай. По общим правилам, забуривание осуществляется ниже уровня промерзания грунта.

Это вызвано тем, что грунт, который не промерзает, обладает отличной несущей способностью, и не подвержен различным сезонным движениям. Тот слой, который промерзает, имеет свойство раздуваться, вспучиваться при замерзании и оседать при оттаивании. К примеру, мелкозаглубленный ленточный фундамент не сможет выдержать подобных температурных колебаний и начнет трескаться.

Сами по себе сваи имеют различную длину и диаметр. Если с длиной все понятно, то насчет диаметра лучше рассказать более подробно. Здания имеют различную массу, и конструкцию. Поэтому сваи и выпускаются разного диаметра. Чем больше диаметр, тем лучшие несущие свойства у свай.

Главным недостатком металлических свай, которые производятся в нашей стране, является то, что они не могут использоваться под мощные и тяжелые конструкции – каменный дворец на них не поставишь. Лучше всего их применять под дачные дома, бани, веранды, различные пристройки, то есть строения из дерева, каркасные конструкции.

Разобравшись, что собой представляет подобное основание, можно переходить к его установке.

Видео фундамент на винтовых сваях 9 на 10 м. Сваи повышенной надежности. ООО "СВ-Фундамент"