Винтовые сваи: изготовление, установка, устройство и расчет фундамента

Таким образом, городские власти дают разрешение на то, чтобы возводить новостройки на участках, где невысокое залегание подземных вод, а то и вовсе на болотистых землях. Для того чтобы дома были выстроены не просто быстро, но и качественно, застройщики предпочитают использовать в таких случаях сваи.

Основное назначение и виды свайного фундамента

Свайный фундамент применяется при возведении промышленных и жилых объектов, его можно использовать при постройке многоэтажных зданий даже на слабых грунтах. Такой фундамент позволяет значительно сократить процесс устройства подвальных помещений или полностью исключить данные строительные работы из расходной сметы. Основные причины для возведения свайного фундамента следующие:

  • слабый верхний грунтовой слой. Подобные грунты могут содержать перегной, торфяную примесь, песок, глину. Наличие большого количества воды в почве делает ее плывуном. Такие природные условия создают необходимость переноса нагрузки сооружения на более плотные и глубинные грунты;

Материалы для основания

Материал для фундамента выбирают в зависимости от масштабности постройки

Бетон используется для тяжелых зданий, например, строений со сплошными кирпичными, каменными, шлакобетонными стенами. Материал прочный, не трескается на морозе и хорошо выдерживает нагрузку. Щебеночная подсыпка с трамбовкой служит основанием легким, ажурным беседкам с навесом из поликарбоната, брезента, парусины.

Основание формируется из отдельных железобетонных блоков, которые связываются между собой сваркой закладных деталей. Столбы и стаканы выполняются из кирпича или дерева с пропиткой от гниения. Древесина используется для фундаментных балок. Металлические прогоны редко применяются из-за высокой стоимости. Арматура устанавливается в монолитные конструкции для повышения прочности на изгиб.

Достоинства и недостатки свайных фундаментов

В реальных условиях строительства могут применяться различные виды свай. Но независимо от конструкции таких изделий можно выделить ряд преимуществ, которыми обладают фундаменты на свайных основаниях:

  • возможность использования на любых грунтах, исключая скальные;
  • быстрый монтаж опорного основания. Фундамент для жилого загородного дома можно установить в течение одного дня;
  • отсутствие необходимости проведения земляных работ, устройства опалубки, бетонирования и длительного ожидания окончательного отвердения бетона;
  • доступность для изготовления своими руками. Самостоятельно не получится работать только с забивными сваями. Для их установки требуется специальное оборудование;
  • относительно низкие затраты. Свайные фундаменты обходятся дешевле ленточных или плитных, стоимость которых может составлять до трети стоимости всего дома.

    Ростверк для свайного фундамента может выполняться из металла, бетона или древесины

Основным недостатком свайного фундамента является усадка опорного основания. Результатом может быть перекос фундамента, ведущий к разрушению верхнего строения. Причины часто заключаются в неверной установке свай, когда их не заглубляют до стабильных прочных грунтов. Возможен также и ошибочный выбор вида опор, которые не подходят для характера грунта в месте строительства. Поэтому по вопросу подбора типа свай лучше проконсультироваться с опытным специалистом.

Некоторые виды свай, например, винтовые, стоят достаточно дорого, что также можно отнести к их относительным недостаткам.

Буронабивные сваи из асбестовой трубы обойдутся значительно дешевле винтовых

Монтажные работы

Установка оголовков тоже имеет некоторые особенности, при этом главный критерий для установки – это разновидность свай и материал, из которого она сделана. Если во время строительства использовать винтовые сваи, оголовки в таком случае обязательно должны быть металлическими и прикреплены при помощи сварки.

Читайте также:  Высота свайного фундамента над уровнем земли

Это может быть оголовок Т-образной формы, выполненный в виде пластины с круглым основанием, которое следует надеть на сваю и прикрепить при помощи сварочных швов. Помимо этого, если для установки ростверка используется двутавровая балка или швеллер, их требуется приварить к торцу свай, но уже стандартным способом. Двутавру крепят на приварку в виде пластины квадратной формы, а швеллер переворачивают «крыльями» вниз и приваривают к основанию. Если по задумке архитектора здание будет возведено из деревянного бруса, то первая «линия» бревен должна быть соединена с оголовком при помощи стрежня из металла.

Для выполнения сварочных работ используют электроды, размер которых 0.3 см, а величина тока не более 100 ампер. Если для монтажа основания каркаса используют бетонный оголовок, то его установка начнется лишь после того, как будут срублены оголовки до требуемого уровня. Оголовки такого типа должны быть установлены в бетонный раствор при заливке фундамента на опалубку, установленную на сваи.

Схема сварки:

  • Установите оголовок в правильном положении и контролируйте горизонтальную плоскость.
  • Прихватите оголовок в двух или трех местах при помощи точечной сварки.
  • Приварите его по всему периметру, и оставьте отрезок шва в 1-2 см для вентиляции оголовка изнутри.

После требуется удалить шлак при помощи щетки молотка, а пока свая тепла покрыть краской зачищенные места. Так вы получите защитное покрытие.

Преимущества

Да, изготовление свай в строительной сфере уже не является новинкой, но есть большая вероятность того, что далеко не каждый заказчик сталкивался с их применением в свой жизни. Большинство людей смущены длительностью монтажного процесса, а также трудоемкостью установки ростверка.

Стоит отметить то, что использование фундамента этого типа поможет спасти владельцев дома от большинства негативных факторов:

  • Весеннее-осенних паводков.
  • Неустойчивостей грунта (болота, торфяники, плавуны, зыбучие пески).
  • Удобство выполнения монтажных работ, которое не будет зависеть от условий погоды (жары, мороза и прочего).
  • Строительство зданий даже  на тех поверхностях, которые имеют неровности.
  • Распределение нагрузки веса по всему контуру фундамента.

В мире есть огромное количество проектов, для возведения которых использовали те типы фундамента, что устанавливали на бетонные и винтовые сваи. Большинство из них представляют собой экопроекты, главной функцией которых являлось сберечь первозданную красоту мест, выбранных для строительства. Так, заповедники Норвегии и Финляндии стали богаче на необыкновенные строения «на ножках». Они не только стали уютным жильем для своих владельцев, но и достопримечательностью для туристов.

Удобные, красивые, а самое главное – полностью безопасные жилые дома поражают своей оригинальностью дизайна и простотой. Какой из типов свай и оголовков станет прекрасной опорой для дома, выбирать только вам. Главное, чтобы такой фундамент прослужил нескольким поколениям вашей семьи.

Технология монтажа винтовых свай

Свайный фундамент для беседки своими руками делается достаточно просто. Монтировка или лом понадобятся, чтобы вкрутить сваи в землю. Поначалу они идут легко, и никаких дополнительных инструментов не понадобится. Но по мере заглубления прокручивать сваю будет тяжелее. Чтобы свая вкручивалась ровно, на нее необходимо закрепить уровень. Он поможет контролировать вертикальное положение. По мере того, как свая будет закручиваться тяжелее, в нее нужно будет вставить лом и одеть на него с двух сторон металлические трубы – они послужат дополнительными рычагами.

-content/uploads/2015/12/

Закручивать сваи нужно втроем: двое крутят с равномерным и одинаковым усилием, а третий контролирует вертикальное положение сваи и корректирует работу. При отклонении от вертикали сваю нужно натянуть в противоположную сторону и продолжить закручивать. После нескольких оборотов натяжение нужно ослабить и убедиться, что она вернулась в вертикальное положение. Если нет — процедуру выравнивания необходимо повторить. Закручивать сваи нужно до глубины промерзания почвы.

Читайте также:  Буронабивной фундамент с ростверком: технология, расчет

Подготовительные работы перед строительством дома на винтовых сваях

Схема разметки свайного фундамента.

Прежде чем приступать к строительству дома, нужно тщательно проанализировать грунт на участке. Даже в том случае если вы собрались строить дом самостоятельно, анализ почвы окружающей местности лучше доверить профессионалам – специальным фирмам, которые занимаются строительством домов на винтовых сваях. Они сделают точный расчет срока службы такого фундамента конкретно для вашего участка, определят показатели агрессивности грунтовой среды, определят уровень залегания грунтовых вод, а также вычислят точную на вашем грунте.

Приобретая сваи, нужно обращать внимание на имеющуюся сопроводительную документацию. В ней обязательно должны быть указаны все необходимые условия, при которых их можно использовать

Также в документации должна быть указана величина максимальной нагрузки на сваю. С учетом этого параметра определяется необходимое для возведения дома. Согласно произведенным расчетом составляется проект дома на винтовых сваях. Сваи изготавливают из металла, а значит, они могут подвергнуться коррозии. Чтобы предотвратить разрушение, следует приобретать сваи со специальным антикоррозийным покрытием, изготовленные исключительно в заводских условиях.

Инструменты и материалы, необходимые, чтобы построить дом на винтовых сваях

Схема устройства буронабивных свай.

  • сваи;
  • строительный уровень, рулетка, отвес;
  • прут для завинчивания, удлинитель и рычаги;
  • шлифовальная машина;
  • сварочная машина;
  • оптический дальномер;
  • цемент, песок, щебень;
  • бетономешалка;
  • мастика;
  • наголовники;
  • деревянный брус или швеллер;
  • отделочный материал (сайдинг, декоративные панели).

Заключение

Об эффективности свайно-ленточного фундамента существует достаточно большое количество небылиц и придумок, большинство из них не имеют под собой реальной почвы. Правильно собранный фундамент на сваях легко перезимует без нагрузки, но с обязательным утеплением отмостки. Прочности и жесткости конструкции достаточно для большинства вариантов дач, одно и двухэтажных домов.

Итоговая стоимость работ по возведению ленточного фундамента на сваях зависит от нескольких факторов. Наиболее важными являются:

  • стоимость бурения скважин для свай;
  • затраты на строительные и расходные материалы;
  • время, которое потрачено на строительство свайно-ленточного фундамента.

Оценку может провести сотрудник строительной компании. Эти расчеты помогут при создании свайно-ленточной конструкции для дома. Кроме того, важно определение осадки ленточно-свайных фундаментов.

При следовании правилам установки свай и заливки ростверка основание получится крепким и долговечным. При самостоятельной установке фундамента стоит заручиться помощью нескольких человек.

Рассчитываем ростверк.

Свайная основа может быть сконструирована из одних опор, по которым укладывают нижнюю обвязку строения.

Чтобы нагрузка на опоры от веса строения была распределена более равномерно, прибегают к изготовлению ростверка.

Свайный фундамент расчет свай.

Ростверком называют балку или железобетонную плиту, по горизонтали соединяющую верхушки каждого винтового элемента. Свайно-ростверковые основы одинаково хорошо подходят для строительства деревянных и пеноблочных зданий. Ленточный ростверк может быть монолитным или сборным, главное, чтобы он был вылит из бетона, марка которого не ниже 150.

Чтобы ростверк был грамотно сооружен и создал прочную связку между винтовыми элементами, нужно правильно рассчитать его габариты. Существует ряд специальных расчетов, мы же ограничимся минимальными размерами связующей ленты:

Свайный фундамент расчет свай.

Фундамент с железобетонным ростверком.

  1. Высота – 30 см.
  2. Ширина – 40 см.

Чтобы придать ростверку необходимую жесткость, его нужно усилить продольной и поперечной арматурой (в диаметре 10-12 мм). Прутья соединяются при помощи проволоки по принципу армопояса. Расстояние от арматуры до края ростверка должно составлять не менее 2,5 см, чтобы металлические прутья полностью загерметизировались бетонным раствором и не подвергались коррозийным процессам.

Читайте также:  Гидроизоляция фундамента, виды, схемы и рекомендации

Соединение ростверка с опорами может быть жестким, когда его арматура связывается с прутьями свай, или свободным, когда ростверк без дополнительной подвязки лежит на опорах фундамента. В обоих случаях нагрузка между сваями распределяется равномерно.

Рекомендация: Хорошая обзорная статья, из нее узнаете о расчете количества свай для каркасного дома или коттеджа, информация подойдет так же и для дач, бань и других зданий и сооружений. Обратите особое внимание на грунт и возможность монтажа свай. Приобретите несколько свай в запас, скорей всего придется усилить отдельные участки фундамента.

Особенности грунта на участке

От параметров грунта во многом зависит прочность и надежность контакта ствола и лопастей каждой сваи с прилегающими слоями. Согласно требованиям СНиП, для анализа грунта необходимо произвести пробное бурение, лабораторные исследования состава и свойств грунтовых слоев.

Кроме того, рекомендуется установка эталонных свай, способных на практике продемонстрировать несущую способность сваи и величину сопротивления нагрузкам. На практике большинство исследований ограничивают пробным бурением и визуальным определением качества грунта.

Глубина залегания плотных слоев и их состав определяются по сопротивлению грунта при бурении.

Вывод

Как видим, свайно-винтовой фундамент вовсе не так уж прост и дешев, как частенько пишут. И применим далеко не во всех случаях строительства. Тем не менее, для тех, кто не боится приложить руки, его сооружение нередко оказывается проще и дешевле традиционного бетонного, а сам фундамент надежнее. Особенно это касается фундамента для небольшой своей бани, тут свайно-винтовой фундамент вне конкуренции. Еще он совершенно незаменим при сооружении причалов и эллингов для мелких плавсредств, для возведения небольших мостиков в частных владениях, беседок, нависающих над водой (см. рис. в начале статьи) и т.п.

На сваях имеет смысл возводить жилые дома с ограниченным сроком эксплуатации. Что касается пригодности свайно-винтового фундамента для заболоченных грунтов, плывунов и разного рода неудобий вроде косогоров, то в индивидуальном строительстве это преимущество весьма относительное, в гиблых местах не селятся. В целом, свайно-винтовой фундамент не строительная панацея и не эпохальное изобретение, но во многих случаях может выручить.

Обвязка свай растверком

Прочную устойчивость конструкции из винтовых свай придаст ростверк – обвязка, намертво скрепляющая надземную часть свай. Места, где свая соединяется с ростверком, называется фудаментным узлом.

Благодаря ростверковой обвязке нагрузка от веса здания будет равномерно распределятся по всей площадке. Как и в случае с оголовками, все сварные швы должны быть обработаны защитным антикоррозийным составом.

Обвязка свайного фундамента

Обвязка свай растверком

Как вы убедились свайно винтовой фундамент, уже составляет большую конкуренцию привычному нам ленточному фундаменту из бетона.

Все больше и больше специалистов предлагает данный тип установки фундамент, и тенденция выбора в пользу свайной конструкции с каждым годом продолжает расти.

Определяем расстояние между сваями

Дальнейшие расчеты, позволяющие определить расстояние между сваями, выглядят еще проще. Ведь интересующая нас величина должна находиться между двумя крайними значениями – минимальным и максимально возможным расстоянием между сваями.

Проще говоря: сваи невозможно смонтировать ближе минимального расстояния между опорами (шага размещения) и нецелесообразно погружать дальше максимального расстояния между опорами. И для понимания сути определения «шага» свай, мы должны разобраться с определением минимального и максимального значения этого параметра.