Область применения
В первую очередь, необходимость применения винтовых свай будет диктоваться рельефом местности и климатическими особенностями. Так, винтовые столбы будут полезны в случаях, когда:
- Рельеф заметно неровный, со склонами.
- Грунты слабые, наполнены торфяником, глиной и т. д. Это означает, что плотный грунт, на который можно было установить фундамент, просто находится слишком глубоко.
- Уровень грунтовых вод выше нормы.
- Точка промерзания почвы очень глубоко.
- Район строительства труднодоступен, на нем нельзя сделать котлован, подвезти стройматериалы.
Также винтовые сваи пригодятся в тех случаях, когда строительство временное, например, объект будет стоять 1–2 сезона.
Дополнительным аргументом к установке будет сам вид постройки, которую такие детали фундамента будут держать на себе. Если заглянуть в СП 24.13330.2011, такой фундамент будет рекомендован к использованию в малоэтажном строительстве с использованием легких материалов. Обычно такими постройками считаются беседки, дачи, гаражи т. д.
Но на деле, винтовые сваи также ставят под:
- шумозащитные экраны;
- заборы;
- мосты, причалы;
- рекламные конструкции;
- столбы ЛЭП.
Устройство монолитного ж/б фундамента на винтовых сваях
Монолитный фундамент делается для зданий, стены которых планируется выполнить из пенобетонных блоков. Это значительно уменьшает нагрузку от стен сооружения, но увеличивается давление на винтовые сваи от самого фундамента.
Монолитный фундамент напоминает ленточный, но висящий над поверхностью и опирающийся на оголовки. Расчёт выполняется как для железобетонной балки, закреплённой с двух концов
Здесь важно правильно рассчитать геометрические размеры ростверка, необходимое количество и диаметр несущей арматуры
Важно! Проект монолитного железобетонного фундамента выполняйте только в проектных организациях. Технология процесса такая:. Технология процесса такая:
Технология процесса такая:
Внутрь винтовых свай опускается арматура расчётного сечения и количества. Из щитов или досок изготавливается висячая опалубка под ростверк. Внутри монтируется несущая и конструкционная арматура, перевязывается с арматурой в свае.
Производится заливка ростверка и свай одновременно и беспрерывно за один проход бетоном с наполнителем из мелких фракций щебня до проектной отметки
Важно во время заливки в ростверке уплотнять бетон вибратором, а внутри сваи куском арматуры. Остаётся снять опалубку, проверить фундамент на горизонтальность и по диагоналям
Обвязка ростверком
Ростверк — это пояс обвязки, соединяющий отдельные опоры в единую систему. Он нужен для принятия веса стен или прочих элементов конструкции дома, равномерного распределения нагрузки по всему свайному полю.
Существуют разные способы монтажа ростверка, обусловленные материалом изготовления:
Деревянный
Используется деревянный брус минимальной толщиной 150 : 150 мм. Как вариант, можно применить пачки из досок толщиной 50 мм и шириной 200 мм, соединенные в единый пакет размером 150 : 200 мм. Используется качественный сухой пиломатериал 1 или 2 сорта.
Поверхность дерева покрывается антисептическим и антипиреновым составом (в настоящее время существует пропитка, выполняющая обе функции). Соединение брусьев производится вполдерева и только над оголовком сваи.
Стыки, расположенные в пролете, не допускаются. Между металлом и деревом во всех местах прокладывают двойной слой рубероида (гидроизоляция). Установка выполняется так, чтобы свая располагалась точно по продольной оси бруса.
Металлический
Используются различные виды металлопроката:
- Швеллер.
- Двутавр.
- Труба прямоугольного сечения.
При использовании швеллера не нужны оголовки, хотя для трубы или двутавра их присутствие обязательно. Для швеллера используются специальные закладные детали, установленные в трубу при заливке бетона.
Появляется возможность обойтись без гидроизоляции между оголовками и обвязкой, но между металлом и стеной она применяется в любом случае. Соединение деталей производится сварным способом с обязательным усилением болтами.
При повышенной прочности металлического ростверка, возникает большой металлический элемент конструкции, который требует обслуживания — периодической покраски защитными составами.
Железобетонный
Это самый трудоемкий и долгий вариант создания ростверка, но и самый прочный и надежный, не подверженный коррозии или гниению. Для его создания необходимо изготовить опалубку, установленную поверх оголовков.
Внутрь помещают арматурный каркас, после чего приступают к заливке бетона.
Опалубка изнутри устилается слоем рубероида или полиэтилена для исключения утечек влаги. Иногда ростверк заливают ниже уровня оголовков, приваривая арматурный каркас непосредственно к стволам. Чаще всего такое производится при достаточной высоте на уровнем грунта.
В таких случаях подрезку по горизонтали выполняют после затвердения бетона (28 дней), а заполнение стволов производят после подрезки.
Дом на винтовых сваях
Главное достоинство, благодаря которому многие строители используют винтовой фундамент для дома, заключается в меньшем объёме работ по его обустройству. Что сокращает как время возведения основания, так и стоимость выполнения работ.
Опоры в форме винта служат одним из вариантов свайного фундамента. При этом такой тип свай не требует спецтехники для битья их в грунт и изготавливаются из особого металла. Оцинкованная труба с буром легко «вкручивается» в землю и не требует привлечения мощных машин. После ввинчивания в основание полость в центре сваи заполняют бетоном и опора превращается в мощную железобетонную конструкцию.
После составления всей цепочки таких опор, их плотно перевязывают и формируют цоколь с помощью блочной или кирпичной кладки.
При проектировании такого типа фундамента важно учесть и рассчитать размеры ростверка для опоры. Он зависит от характеристик грунтов и параметров будущего строения
На практике создаются следующие виды ростверков:
- Высокий (более 15 см от уровня грунта). Актуален для строительства на неровной земле и грунтах, подверженных морозному «пучению».
- Повышенный ростверк (высота до 10 см).
- Заглубленная конструкция, которая располагается ниже уровня земли. Такой ростверк оборудуют для непучинистых грунтов.
- Деревянные балки – только для небольших деревянных строений.
- Металлические и железобетонные балки – для многоэтажного домостроения.
Основание на винтовых сваях под дом
Винтовые сваи под дом обязательно обрабатывают специальными материалами для предотвращения распространения коррозии и разрушения структуры металла. Заводские характеристики винтовых свай определяют срок эксплуатации на уровне 100 лет.
Концепция применения винтовых свай для фундамента дома имеет более чем вековую историю, а первые постройки на опорах возникли ещё в первобытные времена. Полноценное внедрение технологии винтов в строительстве принадлежит военным ведомствам. Армия быстро оценила преимущества от оперативного возведения построек с надёжным основанием. Постепенно данная технология перекочевала и в гражданское домостроение.
Сейчас для производства специального типа свай для фундамента используют высокопрочную сталь. Конфигурация винта предусматривает наличие бура на конце элемента, что позволяет сразу после доставки и подготовки участка приступать к возведению основания.
Облегчённая конструкция дома позволяет применять винтовые сваи. Современные строительные материалы гарантируют высокую прочность и изоляцию, даже при сниженном весе. Сваи под дом наиболее выгодно использовать в следующих случаях:
- На участках с большими уклонами рельефа.
- На местности, где запрещено бить железобетонные сваи.
- На торфяных грунтах.
- На территориях с повышенной влажностью грунта.
- На территории вечной мерзлоты.
- На обустроенном ландшафте.
Особенности монтажа современных винтовых свай
Данный строительный материал монтируют несколькими способами. Вся проблема кроется в длине столбов. При длине не более 2,5 метров в технические отверстия («уши») устанавливают опорный прут. Это нехитрое приспособление помогает паре монтажников без лишних усилий выполнить правильную установку.
С длиной от 2,5 и до 4 метров в технические отверстия устанавливают уже более серьезные рычаги (трубы 50 на 50 мм, их дина – 3 метра и более).
Как было сказано ранее, сваю вкручивают не менее двух человек. Для более точного монтажа необходим помощник, который будет следить за уровнем отвеса. Нельзя допускать даже малого крена в процессе вкручивания.
Закрутив все заготовки, строители измеряют дальномером горизонтали. После сверки необходимо обрезать лишние (наземные) части сваи, находящиеся выше общего уровня.
Самое правильное дальнейшее действие – это заливка бетоном. Причем раствор заливают еще и во внутреннюю часть столбов, чтобы избежать коррозии через несколько лет.
Когда бетон принял твердую форму, производится сварка наружных частей (металлических оголовок и горизонтальных швеллеров).
Назначение винтовых свай
Сваи, используемые в строительстве, это столбы, которые погружаются в землю на определенную глубину, не обязательно одинаковую, чтобы потом сверху была установлена жилая или нежилая постройка.
Сваи могут быть из разных материалов: дерева, металла, бетона. Бетонные делаются заранее или заливаются прямо на месте строительства.
Конструкционные особенности и вид будет зависеть от таких факторов, как тип почв, рельеф местности, вид постройки, что будет установлена на такой фундамент и т. д.
Винтовые сваи это столбы для создания фундамента, на концах которых есть специальные наконечники с винтами, позволяющими им ввинчиваться в землю — вручную или с помощью специальной техники. Состоят такие сваи из стержня, оголовка, лопастей.
Основное назначение винтовых свай — фундамент для какого-либо строения
Преимущества и недостатки
В числе плюсов винтовых конструкций:
- Скорость монтажа, его простота.
- Возможность установки своими руками.
- Не нужно проводить земляные работы.
- Нет вибраций, а также шума при закручивании.
- Можно устанавливать поблизости к другим постройкам без риска их повредить.
- Возможность использовать на неровном рельефе.
- Разрешается устанавливать одни и те же винтовые конструкции дважды.
Но минусы тоже есть:
- Винтовые сваи не устанавливаются на скальных местностях, так как лопасти могут деформироваться.
- В сейсмоактивных зонах такие фундаментные столбы не применяются.
- Необходимость многоступенчатой обработки металлических деталей, если предполагается применение в химически активных грунтах.
2 – выбор свай
Залогом получения надежного основания под дом является правильный выбор сваи, которая является несущим элементом винтового фундамента.
Винтовая свая – конструкция из полой трубы (ствола) и наконечника с лопастями. С помощью наконечника свая закручивается в почву, а лопасти, помимо того, что облегчают закручивание, врезаясь в почву, ещё и уплотняют её, служа опорой сваи.
При выборе винтовой сваи следует ориентироваться на такие показатели как:
- способ изготовления сваи (сварная или литая);
- диаметр лопастей (выбирается исходя из требования почвы на участке);
- диаметр ствола сваи;
- толщина стенок ствола;
- качество наконечника;
- наличие защитного слоя и его толщина.
От перечисленных характеристик зависит допустимая нагрузка на одну сваю и рекомендации по её установке. Ориентировочные значения популярных типоразмеров свай приведены в таблице:
| Диаметр ствола сваи, мм | Толщина стенки, мм | Допустимая нагрузка т./шт. | Область применения |
|---|---|---|---|
| 57 | 3 | до 1 | Парник, навес, беседка, крыльцо |
| 76 | 3,5 | до 3 | Веранда, хоз.блок, забор |
| 89 | 3,5 | до 4 | Каркасный дом |
| 102 | 3,5 | до 5 | Дача (небольшие дома), гараж, баня из дерева |
| 108 | 4 | до 6 | Дом из бруса или оцилиндрованного бревна, рубленный одноэтажный дом, двухэтажный каркасный дом, каменный забор |
| 133 | 4 | до 8 | Дом из пористого бетона (газобетон и пенобетон), кирпича, двухэтажный бревенчатый дом. Незаменимы, когда нет возможности сделать плотное свайное поле и нужно перераспределить нагрузку путем устройства железобетонного ростверка. |
| 159 219 325 | до 50 | Сваи промышленного назначения |
На выбор сваи оказывает влияние тип грунта и степень его промерзания, в частности: грунт сезонного промерзания (маркировка сваи ВСЛ) или вечномерзлый грунт (ВСЛМ). Влияние типа грунта и глубины залегания на несущую способность сваи показано на примере сваи диаметром 108 мм.
Специфичным представителем винтовой сваи является свая без острого наконечника (с открытым нижним концом). Она разработана для применения на песчаниках, плотных грунтах и в условиях вечной мерзлоты. Свая внутри полая и при закручивании заполняется почвой, что с одной стороны упрощает погружение сваи (исключает уплотнение и без того плотной почвы), а с другой – не требует бетонирования.
Характеристики свай без наконечника указаны в таблице:
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Диаметр, мм | 219 или 325 |
| Толщина металла ствола, мм | 8-20 |
| Длина сваи, м.п. | 4-16 (с наращиванием) |
| Несущая способность, т./шт. | до 4,5 |
| Стоимость, руб./шт. | от 4,5 |
Отдельно нужно отметить, что несущая способность винтовой сваи зависит от того, в каком состоянии она находится в почве. Если почва активная, металл начинает ржаветь, что ослабляет опору. При этом скорость коррозии зависит от нескольких факторов:
- деформация покрытия в процессе закручивания;
- толщина и качество нанесения защитного покрытия;
- тип грунта.
Скорость коррозии незащищенной сваи в почве разного типа показана в таблице:
Наиболее активно будет разрушаться видимая часть сваи, что потребует ее постоянной обработки.
Приспособление для самостоятельного монтажа свай
Вкручивать сваи можно вручную, но без помощников не обойтись Первой завинчивают базовую сваю — как правило, угловую. Для ручного завинчивания потребуется простейшая оснастка: лом и пара крепких труб длиной 2–3 м. Лом вставляют в отверстие в верхней части сваи, а на него в качестве рычагов с двух сторон надевают умельцы готовят другие варианты приспособлений. Например, ворот из трубы большего диаметра со сквозным отверстием или с приваренными скобами из арматуры. В них продеваются и при вращении сваи упираются трубы-рычаги.
Ворот для вкручивания свай
Такое устройство позволяет работать рычагами в ограниченном пространстве — у забора, у старой постройки или среди вращения сваи понадобятся четыре, а лучше пять человек, которые могут приложить к рычагу усилие 300–500 кг. Пятый работник нужен для контроля строго вертикального положения сваи при входе ее в грунт.
Последующие сваи ставят в соответствии с разметкой и планом устройства свайного фундамента с шагом 2–3 м с учетом устройства ростверков из деревянного бруса или бревна. В стандартных условиях заглубление сваи в грунте должно быть ниже зимнего промерзания (в Московской области — 1,5 м).По завершении установки свай (на что уходит 1–2 дня) их подрезают по уровню, ориентируясь по базовой свае.
Сваи завинчивают ниже уровня промерзания, затем монтируют оголовки
Если некоторые из свай оказываются ниже требуемого уровня, то к ним приваривают дополнительные трубы необходимой выравнивания свай по высоте на них устанавливают оголовки, на которые укладывают обвязку из бруса или швеллера. В случае применения швеллера оголовки можно не ставить.
Если стены планируется возвести из кирпича или постройка будет весить не менее 40 т, то обвязку следует делать из железобетона. Для её отливки сооружается дощатая опалубка с ростверком, которую кладут на площадки оголовков. Внутрь укладывают арматурную обвязку, а затем заливают бетон.
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.
Порядок монтажа
Погружая сваи, следите за их центровкой
Для упрощения первого этапа погружения, рекомендуется подготовить прообраз скважины в точках установки свай. Лидерную проходку лучше выполнять ручным или механическим буром на глубину около полуметра.
Не обращайте внимания на утверждения, что это вызовет снижение несущей способности элемента, они не имеют отношения к реальности.
В тоже время подготовленный отрезок позволит надежно установить, отцентрировать и направить канал ствола, что иначе сделать очень сложно.
После чего можно начинать погружение свай любым выбранным способом. При этом необходимо контролировать
- центровку ствола
- вертикальность
- глубину погружения
Бетонировать стволы свай не нужно
Центровка проверяется при помощи нити, натянутой между стойками обноски, соответствующей положению осевой линии стены дома, для удобства её можно сместить на половину диаметра ствола.
Вертикальность отслеживается в двух перпендикулярных направлениях отвесами, строительными уровнями, лазерными построителями плоскостей или геодезическими приборами. Глубина погружения определяется относительно выбранного репера при помощи водяного или лазерного уровня (построителя плоскостей), нивелира.
Завершив завинчивание одной из свай, переходят к следующей, пока не будут установлены все. Затем, проверяется отметка оголовков, при необходимости лишний металл срезается под уровень, на них навариваются башмаки для крепления ростверка или нижней обвязки.
Бетонировать стволы свай не нужно, это бессмысленно и не влияет ни на что. О том, как закручивают винтовые сваи дрелью, смотрите в этом видео:
На смонтированные опоры навариваются стальные балки ростверка или монтируются брусья обвязки. Фундамент дома на винтовых металлических сваях готов.
Не забудьте, что сварные швы и незащищённое железо грунтуется и окрашивается в несколько слоёв антикоррозионным составом.
Монтаж ростверка на железобетонных сваях
Свайный фундамент состоит из двух частей. Опоры предназначены для передачи давления на несущий слой, ростверк принимает нагрузку, создаваемую сооружением, и равномерно распределяет ее на сваи. Монтаж обвязки придает конструкции жесткость, делает фундамент более устойчивым к вертикальным и горизонтальным нагрузкам. Для усиления свайных фундаментов используют ростверки двух типов — металлические и железобетонные.
Для обвязки первого типа используют стальные балки, которые хорошо держат форму и сохраняют прочность при больших нагрузках на изгиб. Это швеллер с сечением в форме буквы П и двутавр с Н-образным сечением. Ее монтаж выполняется следующим образом. На верхушки свай надевают стальные оголовки, к которым по контуру фундамента приваривают металлические балки. Благодаря дополнительным ребрам жесткости такой каркас обеспечивает высокие показатели прочности обвязки.
Железобетонный ростверк представляет собой монолитную конструкцию из бетона и арматуры. На сваях по периметру основания сооружают деревянную опалубку, внутрь укладывают арматурный каркас. Чтобы сделать конструкцию более прочной и устойчивой армокаркас приваривают к арматуре, выступающей из верхушек обрезанных свай. После этого внутрь опалубки заливают бетон и оставляют для застывания и набора прочности.
Бетонный ростверк бывает трех типов:
- Висячий . Опорная конструкция расположена на высоте 15 см и более от почвы. Используется при строительстве на участках с перепадами по высоте.
- Мелкозаглубленный . Нижний край ростверка проходит на 10-30 см ниже уровня грунта. Служит защитой подпольного пространства от продувания и промерзания.
- Заглубленный . Чтобы залить такой ростверк выкапывают траншею как для ленточного фундамента. Он служит дополнительной опорой сооружению, усиливая свайное основание.
Фундамент на основе свайных конструкций будет надежным основанием для загородного дома из дерева, кирпича, пенобетона, газоблока. Чтобы исключить вероятность ошибок в проектировании и монтаже выполнением ответственных и технически сложных работ должны заниматься специалисты.
Как соорудить цокольный этаж
Самый легкий способ — это приобрести столбы высотой 3,5-4 метра. При стандартной почве они будут углублены на 1,5-2 метра, а выглядывать из земли на 2,5-3 метра. Этого будет достаточно. Затем между столбами, помимо ростверка, создается металлический каркас, к которому можно прикрепить деревянные плиты или каркасные панели.
С внешней стороны они закроются утеплителем и зашьются сайдингом, а с внутренней — будут отделаны специальными материалами. Пол такого помещения придется бетонировать на глубину 30-40 сантиметров, что станет дополнительным креплением и ребром жесткости для свай.
Итак, установка винтовых свай не представляет особых трудностей. А стоимость таких работ будет напрямую зависеть от способа бурения и выбранного типа ростверка.
Винтовые сваи
Основой такого фундамента являются опоры из металлических трубных заготовок с поверхностью, покрытой защитным антикоррозийным составом.
К нижнему, предварительно заостренному концу такой трубы привариваются винтовые лопасти, обеспечивающие возможность вворачивания (вкручивания) её в землю. Указанный способ монтажа свай примечателен тем, что при вворачивании трубных опор грунт под фундаментом не разрушается, а лишь частично уплотняется, что не снижает его несущей способности.
Различные виды фундаментных винтовых опор отличаются по следующим параметрам:
- диаметром трубного основания, зависящего от предполагаемой нагрузки на фундамент;
- длинной, шагом и шириной винтовых частей свай, выбор которых зависит от качества и характеристик грунта в месте застройки;
- наличием на вворачиваемых в грунт частях полноценных лопастей или имитирующей их винтовой нарезки.
Повышенные размеры лопастей выбираются в случае влажных и рыхлых грунтов.
Сваи с имитацией винтовой нарезки востребованы в северных регионах страны, где нежелательно разрушение слоёв вечной мерзлоты.
Вид и форма винтовой сваи зависит от конкретной фирмы-производителя.
