Свайно-винтовой фундамент: виды, преимущества, технология заливки

Качество грунта определяет выбор фундамента под строительство частного дома или дачи. Возможно, поэтому практически 30% домов в нашей стране построены на свайно-винтовом фундаменте. Сегодня этот тип несущей строительной конструкции обретает все большую популярность, и для этого есть все основания.

В России довольно много проблемных регионов, где частные дома то и дело подтапливают выходящие из берегов реки. Многие населенные пункты в нашей стране расположены в заболоченной местности, в местах со слабонесущими типами грунта, устанавливать на которых монолитный или ленточный фундамент совсем небезопасно. Как же поступать в таких случаях?

Ответ прост! Чтобы дом не смыло водой, чтобы фундамент не растрескался и не «поплыл» от оползней и селей, хозяева отдают предпочтение надежному свайно-винтовому фундаменту. В чем его преимущества, и чем он отличается от других оснований под дом? Расскажем обо всем подробно.

Фундамент на винтовых сваях

Свайный фундамент представляет собой конструкцию, опорным элементом которого служат винтовая свая. По сути, это стальная труба, к краю которой приварен наконечник и лопасти различной формы. Внешне такая свая напоминает гигантский саморез.

Существует довольно много разновидностей опорных свай. Чтобы разобраться в многообразии этих несущих конструкций, стоит обратиться к ГОСТу.

Конструктивные элементы сваи

Согласно стандарту, опорная свая состоит из следующих элементов:

• Рабочий ствол. Это стальная труба определенного диаметра и длины. По ГОСТу диаметр ствола не должен быть менее 55 мм, а толщина стенки начинается от 4 мм.
• Наконечник. В виде направляющей насадки (наконечника), зачастую используется чугунная или стальная отливка, с заостренным концом для лучшего проникновения в грунт. При необходимости отливка может усиливаться термообработкой.
• Винтовая спираль. Этот элемент представляет собой стальную ленту, привариваемую к наконечнику или рабочему стволу по принципу шнека. При этом свая может иметь как один виток, так и несколько витков по всей длине ствола (если строительство происходит на вспученных или сильно подвижных грунтах).

Для изготовления опоры к рабочему стволу надежно приваривают литой наконечник. А от наконечника и по телу ствола приваривают винтовую ленту, не менее одного полного витка.

Такая необыкновенная конструкция позволяет вкручивать опорные сваи глубоко в грунт, ручным или автоматическим способом. Острый наконечник пронзает землю, а широкие лопасти служат дополнительным опорным элементом конструкции, значительно увеличивая площадь опоры. Сильно сжимаемая плотным слоем грунта, свая с винтовой спиралью становится надежной опорой будущего строения.

Важно! По сути, каждый хозяин, владеющий навыками сварки, может самостоятельно изготовить опорные сваи под фундамент. Однако практика показывает, что в домашних условиях нельзя гарантировать качество такой сварной конструкции. Для опоры под дом, в котором будут проживать люди, такие риск неприемлимы!

Сварные конструкции нужно приобретать, и лишь у надежных производителей, готовых предъявить сертификат качества продукции.

Классификация строительных свай

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

Сварная опора

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

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

Опора с литым наконечником

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

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

По типу конструкции сваи делятся на 4 вида:

1. Широкополосные сваи с одним винтом

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

2. Широкополосные сваи с двумя винтами

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

3. Узкополосные сваи с коническим винтом

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

4. Специализированые узкополосные сваи

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

Характеристика корпуса опорно-винтовой сваи

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

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

Важно! Ключевой характеристикой сваи является толщина стенки трубы, а также коррозионная стойкость металлоконструкции. У свай, которые собираются при помощи сварки, толщина стенок редко превышает 5-6 мм, а максимальная нагрузка на 1 опору получается быть не больше 1 000 кг. Именно поэтому такие опоры используются исключительно под легкие хозяйственные постройки. Чтобы возвести настоящий одноэтажный жилой дом из оцилидрованного бруса или пенобетона, толщина трубы в сваях должна быть не менее 12 мм. Одна такая труба максимального диаметра 133 мм выдерживает нагрузку не менее 6 000 кг.

Плюсы и минусы свайно-винтового фундамента

Для начала давайте рассмотрим основные преимущества использования свайно-винтового фундамента:

• Прочность и долговечность. Практика показывает, что бетонные конструкции разрушаются гораздо быстрее, чем прогнивает металл, а потому свайный фундамент с металлическими опорами выглядит предпочтительнее ленточного или столбчатого основания. К тому же железобетонный фундамент подвержен осадочным деформациям, в то время как свайным опорам такие проблемы не страшны. Практика показывает, что фундамент из свай стоит более 40 лет, не подвергаясь разрушениям.
• Дешевизна и экономия времени. Винтовые сваи устанавливаются прямо на грунт, без выравнивания, а значит, для их установки не требуется проводить земляные работы и рыть котлован. Данное обстоятельство существенно экономит время и деньги, ведь для строительства одноэтажного дома подобную конструкцию можно возвести даже без привлечения специальной техники! Для возведения фундамента не понадобится и специальная установка для заливки фундамента, что также сэкономит время и деньги.

Подсчеты показывают, что возведение свайно-винтового фундамента обходится приблизительно на 30% дешевле, чем строительство других видов несущих конструкций.

Важно! При работе с помощниками, или же привлечении спецтехники свайный фундамент под одноэтажный дом можно возвести буквально за один день!

• Универсальность. Несущая конструкция может быть возведена практически в любых условиях, как на равнинной, так и на гористой местности с имеющимися уклонами. Более того, дом на сваях можно возвести на болотистой местности, и даже в условиях вечно мерзлоты. Там, где многие другие опоры под строительные конструкции возвести просто нереально, сваи прекрасно устанавливаются и выполняют свою функцию на «отлично».

• Всесезонность. В отличие от других видов фундамента винтовые сваи можно устанавливать круглый год, хоть жарким летом, хоть лютой зимой. Данное обстоятельство совершенно не влияет на качество установки и надежность опорной конструкции. Соблюдается данное условие потому, что на глубине погружения наконечника сваи температура всегда стабильна.
• Устойчивость к пучению грунта. Свайные фундаменты прекрасно переносят морозное пучение в периоды промерзания почвы.
• Не требует застывания. Если ленточным и монолитным фундаментам требуется время для схватывания, застывания и набора прочности, то винтовые сваи можно начинать обвязывать буквально сразу после установки.
• Не впитывает влагу. Свайный фундамент не впитывает влагу из грунта, а значит, полы вашего дома всегда будут сухими и никогда не подвергнутся гниению.
• Возможность повторного использования. При необходимости ввинченные сваи можно извлечь из грунта и использовать повторно, уже в другом месте. Таким свойством не может похвастаться ни один другой фундамент!
• Не мешает подводу коммуникаций. Еще одним преимуществом свайно-винтового фундамента является то, что его возведение совершенно не мешает проведению инженерных коммуникаций к дому. Их можно монтировать как до, так и после установки свай.

Важно! После возведения свайного фундамента между грунтом и основанием дома остается пространство, которое можно заложить кирпичом, зашить фальшпанелями, или найти ему полезное применение, в частности, организовать место для складирования дров, пиломатериалов или других необходимых в доме вещей. А если не просто зашить, но и утеплить данное пространство, пол в доме будет теплым даже зимой, т.к. не будет натягивать холод от грунта.

• Не нужны особые знания и навыки. Для монтажа опор вам не понадобится специальные навыки или помощь специалистов. Достаточно посмотреть видео из Интернета, чтобы уже через 30 минут знать об установке металлический опор все что нужно!

Не лишена данная конструкция и недостатков, о которых также стоит знать перед началом строительства.

• Устанавливается не везде. При всей универсальности рассматриваемой конструкции монтировать свайный фундамент на скалистых и каменистых грунтах не всегда возможно.

Важно! Свайно-винтовой фундамент не устанавливается в непосредственной близости от электрифицированных железных дорог, разрабатываемых шахт и карьеров, высоковольтных линий, крупных подстанций, а также вышек сотовой связи.

• Необходимость дополнительного обустройства подвала. Установка свайного фундамента не предполагает наличия подвала или цокольного этажа, а значит, если вам понадобится данное помещение, его придется строить отдельно.
• Не подходит для многоэтажных зданий. Специалисты не рекомендуют возводить на свайно-винтовом фундаменте строения больше одного этажа, особенно если они выполнены из камня или кирпича.
• Дополнительные затраты на утепление. Мы упоминали о преимуществах наличия пространства между поверхностью грунта и полом дома. Однако зашивка этого пространства потребует дополнительных финансовых вложений.
• Коррозия металла. Необходимо понимать, что металлические сваи с годами подвержены разрушительному действию коррозии. Особенно это характерно для опор, установленных в болотистых местностях и грунтах с высоким содержанием влаги. Чтобы такой фундамент с годами не упал, необходимо приобретать сваи с максимальной толщиной стенок, да к тому же с наличием антикоррозионной защиты. А это дополнительные траты.
• Невозможность монтажа вплотную к другим зданиям. Если вы решили построить террасу или другое строение вплотную к уже существующему дому, свайный фундамент вам не подойдет. Ввинтить такую сваю ни вручную, ни с использованием техники чисто технически невозможно. Более того, ввинчивая сваи вплотную к уже имеющемуся ленточному или столбчатому фундаменту, есть риск нарушить его и спровоцировать разрушение несущей опоры.

Технология заливки свайно-винтового фундамента

Технология установки фундамента из свайно-винтовых опор без использования наемных рабочих и спецтехники выглядит следующим образом:

1. Технические расчеты;
2. Разметка и установка опор с обрезкой по уровню;
3. Заливка бетона в полость опоры;
4. Обвязка свайной конструкции.

Технические расчеты

Начинать строительство свайного фундамента нужно с подбора подходящих опор. Паспорт каждой опоры позволяет узнать ее несущую способность в зависимости от диаметра, ширины лопастей и прочих конструктивных особенностей.

Просчитайте приблизительный вес будущего здания и добавьте к полученной цифре еще 50%. Сюда включается необходимый запас прочности, а также всевозможные снеговые и ветровые нагрузки.

Не забудьте включить в массу будущего строения и кровлю. Помните, что ондулин или металлочерепица весят меньше, чем шифер или натуральная глиняная черепица. Эти данные позволят вам подобрать подходящие сваи и подсчитать их количество в зависимости от размеров несущей конструкции.

Важно! Если вы решили не пользоваться услугами профессионального конструктора, расчеты следует производить по СП 24.13330. В противном случае есть смысл увеличить количество опор и уменьшить расстояние между ними.

Разметка и установка опор

Когда все расчеты произведены и подходящие сваи закуплены, можно переходить к их разметке на местности и последующей установке.

• Разметьте необходимый участок местности согласно плану будущего строения. Отметьте места ввинчивания опор деревянными колышками. Помните, что расстояние между двумя ввинчиваемыми сваями может варьироваться от 1 до 3 метров.

• Как только разметка произведена, можно приступать непосредственно к установке винтовых свай. Ничего сложного в данном процессе нет. Прежде всего, необходимо выкопать углубление в 30-40 см на месте установки опоры. Сделать это можно при помощи обыкновенной лопаты.

• Вставив первую сваю в выкопанный приямок, можно переходить к вкручиванию. Для этого в отверстия рабочего ствола с двух сторон вставляют специальные кронштейны, в которые затем вставляют две длинных трубы. Два человека, удерживая трубы-рычаги за края, начинают движение по часовой стрелке вокруг сваи, и благодаря прилагаемым усилиям винтовая свая постепенно ввинчивается до нужной глубины.

• Заметим также, что для установки свай необходимо как минимум 3 человека. Пока двое ввинчивают сваю, третий удерживает ее и контролирует вертикальное положение. Если усилий двоих человек для завинчивания опоры будет недостаточно, понадобится помощь еще двоих человек, по одному на каждый рычаг.

Важно! Когда свая будет завинчена достаточно крепко, следует проверить вертикальность ее установки магнитным уровнем и, при необходимости, подкорректировать. Дело в том, что криво установленная опора теряет способность выдерживать заявленные нагрузки и может банально согнуться.

• Сваи, ввинченные под углом, необходимо выкрутить и установить повторно, но не в то же место, а рядом, отступив 0,5 метра.

• Аналогичным способом закручиваются и все остальные сваи. Здесь важно лишь контролировать продольное и поперечное расстояние между металлическими опорами, а также регулярно проверять диагонали.

• Когда все сваи будут ввинчены, засыпьте установочные приямки землей и утрамбуйте грунт вокруг свай. Далее необходимо дать опорам точную отметку от уровня земли. Для этого воспользуйтесь лазерным уровнем и мелом.

• Отбив уровень всех имеющихся на планировке свай, можно переходить к их обрезке. Для этого используйте болгарку.

Заливка бетона в полость опоры

В установленные опоры необходимо залить готовый цементный раствор, что придаст прочности опорной конструкции и поспособствует ее долговечности. Заполните раствором практически всю трубу, оставляя незаполненными лишь 10 см от края. Оставшееся пространство засыпьте сухой смесью цемента и песка.

Обвязка свайно-винтовой конструкции

Сверху, на каждую опору следует наварить основание в виде металлической пластины толщиной 10 мм и приблизительным размером 100х200 мм.

Тем не менее, самый надежный свайно-винтовой фундамент получается после установки ростверка. Говоря простым языком, это сварка цельного каркаса прямо на опорах, позволяющая правильно распределить нагрузку установленного сооружения.

Установка ростверка на опоры фундмента

Для установки ростверка длинные швеллеры укладывают на все опорные столбы, установленные в ряд, и приваривают к ним электросваркой. После этого продольные швеллеры соединяют поперечными, приваривая их встык. В итоге получается цельная конструкция, внешне отдаленно напоминающая монолитный фундамент. Такая конструкция будет максимально надежной, и не даст сломаться или согнуться отдельно стоящей свае.

Как вариант, для удешевления конструкции и получения необходимой прочности, соседние балки можно соединить косыми или крестообразными распорками, также взятыми на сварку.

Завершая возведение несущей строительной опоры, необходимо обработать все варочные швы защитным составом. Это убережет сварные соединения от разрывов и коррозии на десятки лет!

Как только фундамент будет готов, сверху на него можно укладывать венцы сруба и начинать возводить дом.

Заключение

Рассмотрев данную информацию, многим может показаться, что свайно-винтовой фундамент недостаточно прочный для основания под жилой дом и больше годится в качестве опоры под хозпостройки.

На самом деле это не так. Надежно установленные и связанные ростверком винтовые опоры способны без проблем выдерживать двухэтажный дом. А в регионах, где глубина промерзания грунта достигает 2 метров, данная конструкция и вовсе считается незаменимой. К тому же свайно-винтовой фундамент практически в 1,5 раза дешевле ленточного и в 2 раза дешевле монолитного, при аналогичных нагрузках! Помните об этом и выбирайте для себя самое лучшее!

Ростверк фундамента: виды, преимущества, особенности укладки

Как правильно утеплить фундамент частного дома

Как сделать гидроизоляцию фундамента своими руками