Виды винтовых свай, их характеристики, как не ошибиться с выбором и основные этапы строительства

Примеры проектирования

В качестве исходного слоя для расчета берем шестой горизонт, представляющий собой слой из песчаных частиц среднего размера и плотности. Нижнюю часть свайного изделия помещают в слой почвы на глубину l_нп ˃ 1 м или равную этой величине.

Верх ростверков под любые строения находится на границе планировочной отметки. Высоту ростверка определяют, исходя из условия максимальной надежности колонны и максимальной продавливающей нагрузки на ростверк:

H_p = h_cm + h_н

где h_cm – глубина стакана; h_н – расстояние от нижней части стакана до основания ростверка.

Изучив справочные данные, берем нормативную высоту H_p = 1,35 м..

На рисунке расстояние между основанием ростверка и верхней частью опорного слоя l= 7,25 м.

Инженерно-геологические характеристики (нестабильные почвы вокруг свайного ствола) требуют тщательной заделки свайного изделия в ростверке. Берем l_p = 0,40 м. Необходимая длина забивной сваи выходит: L_mp = l+ l_p + l_нс = 7,25 + 1,00 + 0,40 = 8,65 м.

Параметры проектирования свайных фундаментов

Если необходимо выяснить длину свайных изделий забивного типа с сечением 30х30 см для возведения ленточного фундамента свайного типа с цоколем, делают следующее. Нагрузки прилагаются по центру. Геологические особенности участка изображены на рисунке. Уровень пола цоколя берут на 80 см ниже уровня планировки.

В качестве основы под свайный фундамент принимают 6-й почвенный слой с песчаными частицами средней крупности и плотности. В этот слой свайное изделие погружают не меньше чем на 1 м.

Верх ростверка, который имеет толщину 0,4 м на уровне цоколя, вычисляем расстояние между основанием ростверка и верхней границей шестого слоя, составляющее 7,5 м (по рисунку).

Согласно законам приложения нагрузок выбираем свободное связывание свайных изделий в ростверке, которые заделывают на глубину 10 см. Поэтому расчетная длина сваи равна:

L_mp = l + l_p + l_нр = 7,5 + 1.00 + 0,10 = 8,60 м

Взаимосвязь размеров и несущей способности сваи

В зависимости от типа конструкции сваи выбираются по параметру нагрузки:

1. Для малонагруженных конструкций. Сюда подойдут однолопастные (диаметр лопасти до 500 мм, толщина лопасти до 6 мм, толщина стенки ствола до 4,5 мм) и многолопастные (диаметр лопасти до 300 мм, толщина лопасти до 5 мм, толщина стенки ствола до 3,5 мм). Оба типа могут применяться в ИЖС и для небольших промышленных объектов, где позволяет нагрузка.
2. Для конструкций с большой нагрузкой. Однолопастные подойдут при условии диаметра лопасти от 400 мм, толщины лопасти от 6 мм, толщины стенки ствола от 4,5 мм; многолопастные с диаметром лопасти от 300 мм, толщиной лопасти от 5 мм, толщиной стенки ствола от 3,5 мм. Используются при возведении больших зданий в один или несколько этажей, крупных промышленных объектов.

Строительство домов на винтовых сваях – общая информация

У застройщиков, возводящих строения на проблемных грунтах, пользуются популярностью винтовые опоры. Решение построить дом на сваях винтовых принимают в определенных ситуациях:

• при расположении участка строительства на сыпучих почвах, слабых грунтах, а также влажных почвах с близким расположением грунтовых вод;
• при значительных перепадах высот в районе строительной площадки, а также при возведении здания в условиях наклонного рельефа;
• при недостатке финансовых ресурсов для закупки строительных материалов, предназначенных для возведения другого типа основания;
• при необходимости осуществить строительство легкого каркасного строения или деревянного дома за ограниченное время;
• при отсутствии финансовой возможности соорудить дренажную систему в болотистом грунте для строительства дома.

От правильно выбранного вида основания зависит надежность и срок эксплуатации постройки

Винтовые сваи для дома имеют простую конструкцию и состоят из следующих элементов:

• стальной трубы, воспринимающей осевую нагрузку от постройки;
• рабочего наконечника, приваренного к концу трубы.

Постройка дома на винтовых сваях производится по определенному алгоритму. Последовательность действий:

1. Проведите исследование почвы.
2. Разработайте проектную документацию.
3. Определитесь с конструкцией и размерами элементов.
4. Рассчитайте количество опорных элементов.
5. Разметьте координаты расположения.
6. Подготовьте материалы, инструменты и оборудование.
7. Завинтите колонны в грунт.
8. Обрежьте трубы по общему уровню.
9. Приварите к трубам подпятники.
10. Смонтируйте ростверк.
11. Утеплите опорную конструкцию.
12. Стройте здание согласно проекту.

Оценим особенности технологии.

Благодаря этой технологии строительство можно вести на воде и неустойчивых грунтах

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:

1. Высокий (более 15 см от уровня грунта). Актуален для строительства на неровной земле и грунтах, подверженных морозному «пучению».
2. Повышенный ростверк (высота до 10 см).
3. Заглубленная конструкция, которая располагается ниже уровня земли. Такой ростверк оборудуют для непучинистых грунтов.
4. Деревянные балки – только для небольших деревянных строений.
5. 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.

Когда требуется замена старого основания на новое?

Даже самое надежное основание в процессе эксплуатации дома постепенно разрушается под действием нагрузок и влиянием внешних факторов.

При незначительных деформациях можно провести реконструкцию и усилить ослабленный фундамент, но чаще всего такие мероприятия не приносят достойных результатов, и при этом сопровождаются значительными трудовыми, временными и финансовыми затратами.

Признаки, по которым можно судить о необходимости замены всей силовой конструкции:

1. В несущих стенах появились многочисленные трещины.
2. Дом дал осадку, в результате чего нарушилась геометрия его конструктивных элементов.
3. Фундамент визуально сильно разрушен.

В таких случаях нецелесообразно проводить ремонт, а лучше сразу поднять сооружения на новое основание.

Почему стоит выбрать свайную конструкцию?

На текущий момент установка свай остается проверенным и самым надежным способом заменить фундамент. При этом нужно учесть, что технология подходит только для каркасно-щитовых и деревянных домов, поскольку стены из кирпича и других тяжелых материалов не выдержат нагрузок в процессе подъема со старого фундамента и могут разрушиться.

Преимущества свайной методики в следующем:

• большая несущая способность силовых элементов;
• возможность строительства практически на всех типах грунта, кроме скальных пород;
• достаточная устойчивость на участках с влагонасыщенной почвой;
• доступность и невысокая цена строительных материалов.

В чем преимущество таких опор?

Для замены фундамента подходят буронабивные, вдавливаемые и винтовые сваи, которые отличаются, в первую очередь, способом устройства в грунте.

Плюсы свайно-винтовой технологии:

• экономичность;
• достаточная грузоподъемность;
• высокая скорость возведения;
• отсутствие земляных работ;
• дополнительное уплотнение грунта в процессе завинчивания лопастей;
• ремонтопригодность;
• возможность демонтажа для повторного использования.

Кроме перечисленных преимуществ винтовых свай, нужно учитывать главные недоставки других технологий:

• для монтажа буронабивных свай необходимо вырабатывать скважины и ждать 2–4 недели, пока бетонный раствор наберет прочность;
• достоверно рассчитать несущую способность буронабивных опор практически невозможно;
• для вдавливания составных шнеков необходимо использовать самоходную спецтехнику, пригнать которую на участок с высокой плотностью застройки достаточно проблематично.

Утепление каркасного дома

В качестве изолирующих материалов для каркасного дома рекомендуется использовать.

• Минеральную вату.
• Эковату.
• Пенополистирольные утеплители.
• Полиуретановые наполнители.

Утепление каркасного дома на сваях начинают с применения изоляционного слоя утеплителя фирмы Технониколь, для достижения максимальной эффективности. Данный утеплитель производится из диабаза и габбро, при этом имеет минимальную толщину изоляционного листа. Утеплители, произведенные по технологии фирмы Технониколь, хорошо защищают каркасный дом от теплопотерь и гасят наружные звуки, обеспечивая жильцам акустический комфорт. Поверх минерального утеплителя Технониколь можно безопасно укладывать магистрали, а также компоненты системы теплый дом.

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.

Устройство свайно-винтового фундамента.

Работа по монтажу начинается с разметки участка и его подготовки. Сваи заглубляют в грунт с помощью обычного завинчивания. В районе опоры возникает дополнительное уплотнение почвы. Примечательно, что такие работы проводят практически круглогодично и при любой погоде.

Прежде чем покупать винтовые сваи, необходимо сделать правильный расчет фундамента. Чаще всего под небольшие строения используют сваи диаметром 108 мм. При возведении объектов малой массы приобретают меньшие по диаметру

При расчете количества свай, подсчитывают необходимое их число. При этом учитывают то, что надежность фундамента от установленных слишком часто свай не увеличивается, а стоимость фундамента значительно возрастает. Учитывая, что 1 опора, заполненная бетоном, выдерживает нагрузку 5–9 тонн, расстояние между ними может составлять 3–5 метров.

Количество свай увеличивают при возведении двухэтажных зданий или при использовании тяжелых стройматериалов. Наиболее точный расчет числа свай должен произвести специалист-строитель, но и обычные люди могут осилить это задание, если правильно подсчитают вес строения. Для более надежной и продолжительной службы фундамента несущую способность увеличивают на 25–30%.

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.

Инструкция по закручиванию свай вручную

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

Заливка свай бетоном

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

Обвязка винтовых свай

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.

Пирог пола своими руками

Пол каркасного дома формируется из нескольких слоев, поэтому он и получил название пирог. Монтаж пола начинается после завершения обвязки. Основной пол или основа пирога пола каркасного дома на сваях укладывается поверх обвязки после завершения подготовительных работ.

Пирог пола каркасника.

Поперек поперечных балок, которые мы установили по осям фундамента, укладывается второй верхний ярус балок. Лаги пола нужно вставить в свободные расстояния между балками и закрепить их гвоздями и уголками. Стандартный шаг размещения лага – 62 см: такое расстояние позволит разместить утеплительные панели: утепление пола в каркасном доме на сваях – важный компонент этой технологии домостроения.

Когда лаги закреплены, следующим шагом укладывают черновой пол – покрытие нижнего уровня с помощью дюймовой доски. Надо учесть, что лучше черновой пол прибивать снизу лаг, тем самым не скрадывать полезное пространство у минерального утеплителя.

После монтажа чернового пола нужно обеспечить теплоизоляцию, гидроизоляцию и пароизоляцию. Для обеспечения лучшего обогрева можно предусмотреть теплый пол в каркасном доме на сваях. Особенность в том, что в каркасном доме бетонную стяжку делать нежелательно, поэтому для этого используется настил из досок, а греющие трубки прокладывают между ними.

Как выбрать

Учитывая, сколько наносится маркировок, можно предположить, на какое количество параметров нужно обращать внимание при выборе. А разновидностей действительно много, поэтому, чтобы среди них не потеряться, в первую очередь учитывают:

• Марку стали. Она зависит от веса конструкции на сваях, а также геологии и химического состава почв на участке.
• Толщина стенки — чем агрессивнее почвы, тем толще она должна быть.
• Диаметр ствола — чем тяжелее окажется конструкция сверху, тем больше диаметр.
• Длина ствола — зависит от точки промерзания почв.
• Диаметр лопастей и их вид — зависит от сложности грунта.

Отсеяв неподходящие варианты по этим параметрам, выбор сделать гораздо легче.

Изготавливаем винтовые сваи для фундамента своими руками

Несмотря на кажущуюся простоту конструкции и ее изготовления, процесс подготовки полноценной и надежной винтовой сваи достаточно трудоемок и требует соблюдения специальных условий. Отдельно следует заметить, что изготовление винтовых свай самостоятельно может представлять опасность для жизни и здоровья, поэтому следует оценить реально свои возможности и строго придерживаться техники безопасности работы с инструментами и материалами.

Винтовые сваи делятся на 3 основных вида.

1. Сваи со сварным наконечником. Они представляют собой трубы требуемой длины и диаметра, с заостренным концом и приваренными лопастями для монтажа сваи. Такая конструкция изготавливается методом сварки и представляет определенные сложности при изготовлении домашним методом. Изготовление данной конструкции требует заводского оборудования, чтобы обеспечить надежность конструкции.
2. Литые сваи. Представляет собой полноценную конструкцию, в которой лопасти отлиты методом полного цикла, т.е. из одного материала и имеют малозаметные и монолитные швы. Сделать такие винтовые сваи своими руками в домашних условиях практически невозможно.
3. Комбинированная свая. Представляет собой трубу, завершающуюся лопастями и длинным заостренным конусом.

Как видим, производство винтовых свай требует специфического оборудования и специальных навыков вкупе с доскональным знанием технологии.

Сваи, произведенные в заводских условиях с соблюдением технологии, могут нести нагрузку в 50 тонн, причем нагрузку динамического характера. В домашних условиях такого результата добиться в принципе невозможно. Но если вам очень нужно, то следующее видео наглядно покажет как можно сделать винтовые сваи самостоятельно.

Подъем сооружения и замена фундамента на свайно-винтовой под готовый дом

Замена старого фундамента на новый под стоящий дом – кропотливый и недешевый процесс. Здесь без помощи специалистов не обойтись. Для начала делается осмотр старого фундамента: наличие электрических, водопроводных, канализационных сетей, присутствие печей. Обязательно следует провести пробу на закручивание винтовой сваи в участки, чтоб определить нужную длину сваи. В соответствии с этими критериями формируется смета.

Подъем дома сперва осуществляется удалением мешающих объектов на территории и после заводятся домкраты (рабочий и страховочный) под старый дом, в частности под несущие балки в углах сооружения. Далее проводится аккуратный и медленный подъем дома. После завинчиваются сваи и подрезаются под одинаковый уровень, наполняются раствором, закрепляются оголовками и обвязываются с помощью двутавра. На финале к сваям привариваются двутавровые балки и на новую фундаментную конструкцию проводится перенос дома.

Фундамент на винтовых сваях

Что такое винтовые сваи? В чем их особенность и удобство? И как с их помощью сделать фундамент? Винтовые сваи — это такая опорная конструкция. Представляет она собой систему труб, которые погружены в грунт на определенную глубину. В нижней части этих труб приварены спиралевидные лопасти (как на фото). Эта конструкция позволяет вкручивать сваи в грунт. А лопасти играют роль нарезки, примерно с таким же эффектом действия, как и на шурупах. Острый наконечник сваи позволяет легче ей входить в грунт. А нарезка помимо того, что используется для вкручивания, также является опорным узлом, на который собственно и опирается свая.

За счет чего держится опора и на сколько она надежна, спросите вы? Отвечаем: такая свая держится за счет силы трения, которая возникает между грунтом и боковыми поверхностями сваи (трубы). Усиливают такую конструкцию те самые лопасти, о которых мы уже говорили. На них и о приходится часть нагрузки, что делает такую опору весьма надежной, при грамотной установке конечно. Кстати, сама установка таких свай имеет массу тонкостей, которые нужно соблюдать. Несоблюдение их может привести к тому, что свая будет хлипкой и ненадежной. Так вот, чтобы равномерно распределить нагрузку на каждую сваю, установка выполняется по заранее просчитанной схеме. Образуется так называемое свайное поле. Оно обеспечивает равномерную нагрузку на каждую опору.

Ростверк

Когда сваи уже погружены их верхние части срезают таким образом, что бы получилась ровная плоскость. Затем делают ростверк или по другому называют несущий пояс. Он-то и является основной конструкцией, которая распределяет нагрузку от стен. А самое главное, благодаря ему нагрузка на систему свай распределяется равномерно, не перегружая не одну из свай, что придает данной конструкции надежность и долговечность.

Строение и функции ростверка очень схожи с конструкцией ленточного фундамента. Отличием в данной конструкции является то, что у ростверка, вместо опоры на грунт, как у ленточного фундамента происходит на сваи. Для того чтобы конструкция приобрела жесткость и была менее восприимчива к боковым нагрузкам, полые трубы свай заливают бетоном после их установки. Это и создает дополнительную устойчивость и жесткость конструкции.

Конечно, и плюсы и минусы свайного фундамента имеют место быть. Но явным плюсом винтовых свай является то, что при их установке не обязательно погружать их до контакта с плотными слоями грунта, как с другими сваями. Особенность их конструкции позволяет надежно удерживать здание при достаточном углублении в грунт. Винтовые сваи являются висячим типом свай.

Устройство ростверка