Разбираем плюсы и минусы свайно-винтового фундамента

Монтажные работы

Монтаж винтовых свай можно производить в любое время года, работы ведутся в таком порядке:

разметка. Ввиду необходимости установки сваи с высокой точностью, разметку выполняют особенно тщательно. Наибольшую пунктуальность обеспечивают современные лазерные системы. Правда, для простого забора вроде штакетника высокая точность не нужна;
в месте, где предполагается наличие стойки забора, бурят садовым буром направляющий шурф глубиной до 0,5 м. С ним будет проще удержать сваю на начальном этапе завинчивания в вертикальном положении. На несущей способности сваи – наличие шурфа никак не сказывается;
в шурф устанавливают винтовую сваю, проверяют ее вертикальность отвесом;
по обе стороны от шурфа в землю вбивают стойки и натягивают между ними шнур, так чтобы он проходил вдоль ствола сваи. На шнуре напротив ствола делают отметку. С помощью этого приспособления контролируется отклонение сваи от вертикальности при завинчивании в двух плоскостях: в одной — по расстоянию от сваи до шнура, в перпендикулярной ей — по положению относительно отметки на шнуре. Также вертикальность можно контролировать посредством магнитного уровня. Это пузырьковый уровень с магнитами, позволяющими закрепить его на любой металлической конструкции;
пропустив сквозь отверстие в оголовке сваи рычаг либо установив на нем захват сваекрута, приступают к завинчиванию. Случается, что лопасти ввиду рыхлости грунта не могут зацепиться за него. Тогда на сваю требуется надавить;
продолжают завинчивание, постоянно контролируя вертикальность. При чрезмерном отклонении сваю чуть вывинчивают и снова вкручивают, придавливая в нужную сторону с целью выравнивания

Также важно отслеживать глубину погружения нижних лопастей. При глубоком залегании слоя с высокой несущей способностью, сваю наращивают при помощи специальных муфт;
достигнув стабильного, прочного горизонта, завинчивание останавливают

Далее поступают одним из двух способов: если ствол сваи предполагается использовать в качестве стойки, то к нему приваривают отрезок трубы, наращивая до необходимой высоты. Если же стойку из эстетических или иных соображений решено выполнить из другого профиля, ствол сваи срезают вблизи поверхности земли и далее приваривают к нему стойку;
засыпают шурф почвой с тщательной трамбовкой, все открытые стальные поверхности грунтуют и окрашивают в несколько слоев. Сама свая защищена цинковым или полиамидным покрытием и в окрашивании не нуждается;
следующую сваю вкручивают на расстоянии в 2-3 м. Оптимальное — 2,5 м. С ней проделывают все те же манипуляции, так что в итоге по линии будущего забора выстраивается ряд стоек.

Приступают к установке секций ограждения, есть два способа:

1. приварить к стойкам кронштейны и затем прикрутить к ним секции ограждения. В этом случае их можно выполнить целиком из дерева и забор обойдется дешевле;
2. приварить к стойкам стальные лаги (прожилины) и прикрепить к ним материал полотна —доски, профнастил и пр.

На этом монтаж забора считается законченным.

При необходимости перенести забор или просто демонтировать, винтовые сваи можно выкрутить и использовать повторно.

Почему для самостоятельного монтажа выбирают винтовые опоры?

Конструкции данного типа наилучшим образом подходят для собственноручного выполнения строительных работ.

Во-первых, при использовании винтовых свай не требуется применение дорогостоящей спецтехники, которую по различным причинам не всегда удается доставить на участок (например, из-за невозможности проезда на территорию стройплощадки). Свайные опоры можно самостоятельно ввинчивать в грунт при участии одного-двух помощников, используя рычажные механизмы.

Во-вторых, такие конструкции изначально продаются в готовом виде. Сваи можно устанавливать сразу после их доставки на объект.

Основные плюсы свайно-винтового фундамента

Отдавая свое предпочтение тому или иному типу фундамента, наш выбор всегда основывается на его положительных качествах, поэтому давайте с них и начнем.

1. Стоимость фундамента

Точной цифры, на сколько свайно-винтовой фундамент обойдется дешевле, чем другие типы, на вскидку Вам никто не скажет, потому что необходимо учитывать множество факторов, начиная от глубины заложения, и заканчивая весом и размером самой постройки. Но, как показывает практика, выгода начинается от 20-40%, по сравнению со столбчатым и мелкозаглубленным ленточным фундаментом, а если сравнивать его с заглубленным ленточным или монолитной плитой, то здесь цена уже может отличаться в несколько раз, а в наше время — это огромный плюс.

2. Легкость и удобство монтажа

Монтаж свайно-винтового фундамента настолько прост, что его можно осуществить своими руками, без применения спецтехники и дорогостоящих инструментов, прибегнув лишь к помощи друзей или родственников.

Как правило, достаточно 3 человек, чтобы без проблем осуществить монтаж.

3. Очень быстрый монтаж винтовых свай

Значительный плюс винтовых свай, потому что в большинстве случаев, монтаж фундамента осуществляется за 1-2 дня. В то время, как другие типы фундамента, включающие в себя такие этапы, как копку, армирование, устройство опалубки и заливку бетона, займет гораздо больше времени, сил и средств.

Но стоит помнить, что время монтажа полностью зависит от профессионализма работников, грунта и глубины заложения винтовых свай.

4. Уклон на участке — не помеха для свайно-винтового фундамента

Каким бы ни был уклон на Вашем участке, он не будет проблемой для монтажа свайно-винтового фундамента. Большая разница в высоте (5-8 метров), может стать практически не преодолимой преградой для железобетонных типов фундамента, а свайно-винтовой – с этой задачей справиться.

Тут стоит отметить, что другой тип фундамента, например ленточный, с этой задачей тоже может справиться, но это обойдеться Вам в несколько раз дороже.

5. Чистый участок после заложения фундамента

В процессе заложения фундамента, на участке не будет лишних отходов и грязи, таких как выкопанный грунт, пролитый бетон, следы от техники на газоне и т.д. Хоть и не такой значительный, но все же плюс. 

Закладывая фундамент на винтовых сваях, Вам не придется думать, куда деть лишний грунт, как очистить участок

6. Монтаж в любое время года

В отличие от бетонных и железобетонных фундаментов, устройство которых в зимний период предусматривает дополнительные затраты на прогрев бетона, противоморозные добавки и т.д., монтаж винтовых свай можно производить практически при любой температуре воздуха и без дополнительных затрат. Тем более, все знают, что строительство зимой гораздо дешевле.

7. Теплый пол в доме

Особенность этого фундамента такова, что между грунтом и полом дома присутствует приличная прослойка воздуха, а как известно, воздух – хороший теплоизолятор. Таким образом, если сравнивать полы по грунту, и полы «висящие в воздухе», то теплее будут вторые, при одинаковых затратах. А это уже значительный плюс в пользу винтовых свай.

8. Быстрая готовность

Если бетонные фундаменты предусматривают затвердевание в течение 28 суток, а также время для усадки, перед тем, как начнется монтаж стен, то свайно-винтовой фундамент, готов к расчетным нагрузкам сразу после монтажа.

9. Простота наращивания фундамента

В случае, когда Вам необходимо, по каким-либо причинам, после монтажа винтовых свай, немного изменить проект дома, планировку, или просто пристроить что-либо, нарастить свайно-винтовой фундамент не составит особого труда. Что не всегда возможно сделать без значительных затрат с другими видами фундаментов.

10. Несложный ремонт фундамента

От некачественных материалов, неправильного монтажа, да и вообще неквалифицированных специалистов – не застрахован никто. Так вот, если по какой-либо причине, винтовая свая лопнет, то ее легко будет заменить, даже если дом уже будет построен. А вот если лопнет ленточный или плитный фундамент, то ремонт обойдется Вам в очень большую сумму.

11. Не тянет влагу из грунта

Благодаря тому, что связь дома с грунтом осуществляется только через металлические сваи, влага, расположенная в земле, никаким образом не сможет проникнуть ни в стены, ни в пол Вашего дома.

Вот мы и рассмотрели все основные плюсы свайно-винтовых фундаментов. Как видно, их огромное количество, большинство из которых могут стать весомым аргументом в пользу винтовых свай при выборе фундамента под дом.

Принципы расчёта и проектирования

Свайно-винтовая технология возведения фундаментов основана на принципе прохождения точечной опоры сквозь слабые слои почвы к плотным несущим пластам.

Нагрузка от дома, таким образом, передаётся прямо на несущее грунтовое основание, чем обеспечивается надёжное и прочное положение строения.

Глубину залегания несущих пластов грунта определяют путём опытного бурения и отбором образцов почвы, с последующим их испытанием. Также этот параметр берут из вертикальной съёмки с привязкой к месту строительства, которая есть в каждом отделении архитектуры местного исполкома.

Путём сбора нагрузок (вес всех конструкций строения, мебели, оборудования различного назначения, максимального количества людей и прочего, снеговая нагрузка) и делением их на общую площадь винтовых свай определяют удельное давление на почву. Оно должно быть меньше сопротивления несущего слоя грунта. Этим соотношением корректируют количество винтовых свай на плане СВФ.

Существуют нормативы отбора типоразмеров свай для строительства различных объектов. Основным показателем является диаметр ствола опоры, который напрямую взаимосвязан с величиной её несущей способности. Для ручной установки свай применяются опоры диаметром от 57 до 133 мм.

Диаметр сваи, мм	Нагрузка, кг	Вид почвы	Строение
57	800	Переувлажнённый грунт	Лёгкие постройки каркасного типа
89	1400	Болотистые и торфяники	Дачные домики, гаражи
108	3500	Все кроме каменистых	Бревенчатые дома (срубы)

Длину сваи рассчитывают исходя из того, что нижний её конец должен погрузиться в несущий слой грунта минимум на 300 мм. К этому добавляют высоту наземной части опоры. Проектом строительства закладывается величина просвета между землёй и обвязкой ВС (ростверком).

Минимальный технологический зазор допустим высотой 150 мм. Сюда следует добавить расстояние до технологических отверстий + 100 мм. В общей сумме это будет оптимальная длина сваи.

Как составить чертеж свайного поля?

После всех расчётов приступают к формированию чертежа расположения ВС на плане строительного участка.

При расстановке опор на приусадебном участке руководствуются следующими правилами:

1. Сваи должны быть установлены во всех углах плана фундаментного основания.
2. Опоры для монолитной плиты под оборудование (печь, котёл и пр.) будут в углах и по периметру через каждые 1,5 м.
3. По осям расположения несущих стен центры свай помещают с промежутком от 1,5 до 2 м., в зависимости от материала ростверка (обвязки). Например, для бруса — 1,5 м, а для швеллера достаточно будет устанавливать опоры каждые 2 – 2,5 м.

Пример исполнительной схемы и план свайно-винтового фундамента:

Характеристики основных элементов свайно-винтового фундамента

Устройство винтовых свай

Винтовая свая – стальная труба с острым, закрытым наконечником и лопастями. Фактически это – бур, ввинчивающийся в грунт. Винтовой наконечник – это основной рабочий элемент, выступающий функциональной частью, опорой и анкером. Дополнительно к сваям продаются оголовки. Они закрывают верхнюю часть конструкции и служат платформой для дальнейших обвязочных работ. Также оголовок используют для ввинчивания, цепляясь за него, а не за основу сваи. Лопасти удерживают здание при воздействии сил морозного пучения.

Свайно-винтовой фундамент

Зимой пучение на глинистых водонасыщенных почвах, особенно для легких деревянных конструкций, может привести к выдавливанию фундамента. Проблему не удается решить и заглублением опор ниже зоны промерзания из-за сил, воздействующих на боковую часть. Но если опустить опору ниже уровня промерзания, с анкером, то слой твердого грунта будет удерживать фундамент.

Винтовые сваи предназначены для возведения легкого и недорогого фундамента. Причем каждому строению подходит свой типоразмер, приведенный в таблице.

Тип/размер	Область применения	Несущая способность (кг)
СВ76Х122	Наиболее легковесные конструкции — заборы, сараи и хозблоки, детские площадки.	350
СВ89Х250	Нежилые помещения — садовые домики, альтанки (беседки),  легковесные причалы и пирсы	1450
СВ108Х300	Жилые строения малого веса – дома из бруса, бревен и СИП-панелей.	2200
СВ133Х350	Наиболее тяжелые из возможных строения из пенобетона, керамзитобетонных блоков.	2900

Типы свай

Существуют две основные разновидности опор, различают их по способу создания наконечника:

• Сваренный наконечник.
• Литой наконечник.

Первый вариант отличается дешевизной, за которую приходится платить надежностью. Недостаток заключается в том, что лопасти к наконечнику привариваются без соблюдения технологических норм, кустарным методом. В результате при завинчивании свая может уходить от вертикали. Может обломаться лопасть, это заметно по уменьшению сопротивления при ввинчивании. Подобная свая уже не может выполнить роль полноценной опоры, часть ее несущих обязанностей принимают соседние точки, вследствие чего ускоряется их износ. Худший вариант – поломка сваи после возведения дома. Деформируется ростверк фундамента, а строение становится аварийным.

Литой наконечник для винтовой сваи

Более надежны литые наконечники, изготавливающиеся методом точного литья. Они дороже, но долговечны и могут выдерживать до 6 тонн нагрузки.

Отдельно стоит рассмотреть сваи из насосно-компрессорной трубы с увеличенной толщиной стенок. Их надежность сопоставима с литыми, благодаря толстостенной трубе. Специальная сталь способна выдерживать агрессивные среды без защитного покрытия до 7 раз дольше. Применение таких свай позволяет избавиться от основного их недостатка — коррозии металла в грунте.

Важные параметры свай

Выбирая винтовые сваи, следует ориентироваться на тип наконечника и на ряд вспомогательных параметров:

• толщина стенки – параметр индивидуальный, зависящий от типа грунта, веса строения, и ряда других требований;
• характеристики стали – каждый сплав имеет ряд эксплуатационных параметров, которые стоит учитывать при покупке свай;
• тип обвязки – прочная, стальная обвязка фундамента лучше распределяет нагрузки между опорами, чем ее аналоги из бруса;
• способы антикоррозийной обработки – здесь есть выбор между оцинкованным металлом и полимерным покрытием; если обработка произведена согласно требованиям, полимер окажется предпочтительным.

При покупке свай требуйте у продавца все необходимые нормативные документы. Они будут гарантией того, что под видом надежных опор вам не продали кустарного производства изделие. В противном случае есть риск обрушения здания в первые годы эксплуатации.

Дом на сваях

Понятие ростверка в свайном фундаменте

Сам по себе ростверк не передает нагрузку от здания на грунт. Основной его задачей является распределение веса конструкции на сваи. Ростверк объединяет все столбы или сваи по верхней части, при этом он может быть ленточным или плитным по аналогии с одноименными видами фундаментов.

В случае ленточного вида ростверка все оголовки свай объединяются лентой из металла, дерева или армированного бетона по периметру здания и местам расположения внутренних перегородок. Плитный вид ростверка покрывает все сваи одновременно.

Помимо этого ростверк может быть высоким или повышенным, а также заглубленным. Это определяет его расположение относительно поверхности грунта. Наиболее часто для малоэтажного строительства применяется повышенный вид расположения ростверка.

Заглубленный тип имеет свои недостатки и достоинства, но и немного увеличивает стоимость монтажа. Высокий вид ростверка в основном применяется на затапливаемых почвах или при строительстве на берегу водоемов.

Подготовка к работе

Подготовительный период строительства фундамента включает в себя:

1. Расчёт СЛФ.
2. Материалы.
3. Инструменты.

Расчёт

Прежде чем приступить к расчёту фундамента, нужно собрать нагрузки от дома, воздействующие на опорные конструкции. Определение максимального давления на грунт нужно для вычисления оптимальной опорной площади.

Суммируют вес:

• всех конструкций,
• технологического оборудования,
• трубопроводов,
• мебели и всего того, что может находиться в доме одновременно, включая и людей.

Также учитывают снеговую нагрузку на кровлю — её величину берут из СНиПа.

Нужно точно установить характеристики грунта. Их можно узнать из вертикальной съёмки места строительства. В каждом местном отделении архитектуры и землеустройства такие документы есть в наличии. В них обязательно указывается глубина промерзания, уровень грунтовых вод и отметка залегания несущего слоя грунта.

Если нет возможности взять копию вертикальной съёмки, то обращаются в местную геологоразведочную службу для проведения изыскательских работ. Характеристики грунта можно установить испытанием образцов почвы, взятых из пробуренных скважин.

Анализируя данные грунтового основания, рассчитывают длину сваи. Она складывается из глубины заложения фундамента и высоты её надземной части. Продольный размер точечной опоры должен быть таким, чтобы её пята находилась ниже зоны промерзания, выше грунтовой воды и была погружена в несущий слой грунта не менее чем на 300 мм.

Оптимальное количество свай определяют путём деления опорной площади на величину пяты одной сваи. Причём саму площадь высчитывают с помощью условно принятой удельной нагрузки от дома, которая должна быть меньше сопротивления несущего слоя грунта. Величину сопротивления почвы берут из вертикальной съёмки.

Расчёт ростверка, как правило, сводится к принятию условного поперечного сечения ленты, где высота принимается в размере не менее 400 мм (это связано с оптимальным размещением продольных стержней арматуры на минимальном расстоянии от верхней и нижней внешней поверхности ленты на 30 – 50 мм). Ширину монолитной полосы принимают равной толщине стен плюс по 30 мм с каждой стороны.

Материалы

На место завозят:

• песок,
• щебень,
• арматуру,
• цемент.

Для формирования свай готовят оболочки из асбестоцементных, металлических или пластиковых канализационных труб. Для облицовки внутренних поверхностей опалубки необходимо запастись полиэтиленовой плёнкой.

Инструменты

Нужно составить следующий список, согласно которому нужно приготовить следующие инструменты:

1. Лазерный уровень.
2. Садовый бур.
3. Совковые и штыковые лопаты.
4. Шнур и реперы (деревянные колышки или отрезки арматуры).
5. Тачка.
6. Пила, ножовка, молоток, мастерки, степлер.
7. Растворомешалка.

Толщина металла — отдельная история

Эта самая важная характеристика. Только она, рассчитанная на основании условий эксплуатации, предполагаемой нагрузки на эти элементы фундамента, способна обеспечить надежность будущего строение. Учитываться должна и коррозия металлов, со временем уменьшающая их толщину, а значит, и срок эксплуатации изделия.

Возвращаясь к тому же международному стандарту, надо отметить и толщину металла стенок ствола. Для нейтрального грунта необходимое минимальное значение 8 мм, если он характеризуется повышенной химической активностью, то этот параметр составляет 9,5 мм. В 1977 году был выпущен справочник, называющийся «Сваи и свайные фундаменты», согласно ему регламентированная толщина стенок свай, обязательно изготовленных из бесшовной трубы, обязана быть как минимум 10-14 мм.

В новом строительном стандарте почему-то вовсе забыли упомянуть об этом параметре. Поэтому большинство российских производителей «штампует» винтовые сваи с толщиной стенок в 3-4 мм, на изготовление их идут сварные трубы с малой коррозийной стойкостью. Защитное покрытие с таких изделий часто «уносит ветром» еще на этапе их транспортировки.

Минусы свайно-винтового фундамента

Не смотря на такое огромное количество положительных качеств, у свайно-винтового фундамента, впрочем, как и у любого другого, существует ряд недостатков, которые так же необходимо принимать во внимание, делая выбор основы для своего будущего дома. Минусов у винтовых свай не так много, но все же они присутствуют

Давайте рассмотрим каждый из них отдельно

Минусов у винтовых свай не так много, но все же они присутствуют. Давайте рассмотрим каждый из них отдельно.

1. Ограниченная область применения свайно-винтового фундамента

Свайно-винтовой фундамент, как таковой, подходит только для легких, в основном, деревянных конструкций, таких как, деревянные дома, каркасные, каркасно-щитовые и подобные им.

Учитывая низкую стоимость, винтовые сваи частенько пытаются использовать для тяжелых домов, таких как кирпичные, блочные и т.д. Но, стоит отметить, что даже если по всем произведенным расчетам, они должны выдержать нагрузку, все равно это «лотерея».

Прежде всего, это обусловлено тем, что сваи в грунте никак не связаны между собой, и усадка у каждой будет различна, что является основным минусом винтовых свай. Деревянные дома не подвержены трещинам и разрывам, и спокойно выдержат неравномерную усадку, что нельзя сказать о кирпичных и бетонных.

Естественно, можно использовать сваи большего диаметра, значительно усилив конструкцию в целом, но это уже дополнительные затраты, которые перекрывают основное достоинства свайно-винтового фундамента – дешевизну, и его применение уже не будет таким целесообразным.

2. Подходят не для всех типов грунтов

В скалистых местностях, использование свайно-винтового фундамента будет практически невозможно. Учитывая особенность монтажа, Вы не сможете заглубить сваю на необходимую глубину в таком грунте. А это, на мой взгляд, значительный минус такого фундамента.

Хотя, честно говоря, любые заглубленные фундаменты, на скалистых грунтах могут стать проблемой.

3. Трудности в устройстве подвальных помещений

Некоторые считают, что при использовании свайно-винтовых фундаментов, подвальные помещения сделать вообще невозможно, но это не так.

В принципе, подвал сделать можно, но он будет отдельно стоящей конструкцией. Другими словами, использовать фундамент, в качестве стен подвала – не получиться, что значительно удорожит конструкцию в целом.

4. Некачественные материалы в производстве свай

Производителей, которые экономят на материалах, при производстве своей продукции – предостаточно. А если учитывать то, что фундамент является опорой всего дома, то последствия плохого качества свай могут быть весьма печальные.

Некоторые – обрабатывают некачественными антикоррозийными материалами свои сваи, что приводит к ранней коррозии, и, что естественно, винтовая свая «сгнивает» раньше положенного ей срока службы.

Многие производители экономят на самом металле, либо используют некачественный, либо делают его более тонким, что может стать огромным минусом, так как такая свая может деформироваться еще в процессе монтажа.

Может быть это сложно назвать минусом винтовых свай, как таковых, но не учитывать это при выборе нельзя.

Подготовка участка и закупка материалов

Перед началом строительства необходимо очистить участок от сорняков, кустарников и деревьев, которые могут помешать проведению работ.

Если установка свай проводится в зимний период, следует также убрать снег с территории, на которой будет возводиться баня.

Также необходимо заблаговременно позаботиться о снабжении водой и электроэнергией. Вода понадобится для подготовки цементно-песчаной смеси, электричество требуется для освещения и работы электрооборудования.

Для строительства фундамента понадобятся стальные винтовые сваи диаметром не менее 89 см. Оптимальная толщина металла – 3,5-4 мм. Опоры с такими параметрами могут выдерживать эксплуатационные нагрузки до 5 тонн.

При заливке внутренних полостей свайных опор понадобится достаточно количество бетонной смеси марки М300 или выше. Для ее приготовления следует заблаговременно закупить песок, цемент и щебень. По желанию можно добавить в раствор специальные модификаторы для повышения морозостойкости бетона.

Для обвязки свайно-винтового основания может применяться древесная доска, швеллеры или металлическая профилированная труба. Если используется древесина, при закупке материалов необходимо также приобрести специальные средства для ее антисептической обработки.

Последний пункт в списке необходимых материалов — гидроизоляция. В качестве таковой можно использовать жидкую резину и гидрофобные краски.