Характеристики свайно-винтового фундамента и его применение для различных типов построек — визуальные примеры в фотографиях с винтовыми сваями

На чтение 13 мин Просмотров 14.3к.

При создании низкоразмерных зданий в качестве фундамента применяют винтовые сваи. Такой вид фундамента обладает несколькими значительными плюсами. Тем не менее, соблюдение строительных стандартов играет важную роль в данном процессе. Если вас интересует более наглядное представление, вы можете ознакомиться с фотографиями винтовых свай.

Что такое винтовые сваи

Винтовые сваи представляют собой опорную конструкцию.

Под сваей принято понимать металлическую опору, вертикально установленную в землю. Она состоит из нескольких частей:

• полой трубы (основы детали);
• наконечника в виде конуса;
• лопастей для достижения максимальной прочности конструкции.

Свая устанавливается путем бурения, после чего опоры соединяют ростверком для фундамента.

История появления

Широкое использование свайного фундамента стало возможным в начале 50-х гг. Развитие этой строительной технологии было обусловлено появлением оборудования для ввинчивания опор.

После многочисленных экспериментов в 1955 г. вышла научная работа ТУВС-55, подготовленная отечественными учеными и строителями.

В этом труде содержалось большое количество технических указаний по вопросам проектирования свайных фундаментов. С того времени эти разработки приняли в качестве стандартов.

Винтовые сваи широко используются для строительства оснований.

Нормы и правила, используемые в XXI в., несколько изменились, однако многие положения были заимствованы из ТУВС-55.

Преимущества и недостатки

Свайный фундамент обладает рядом преимуществ:

1. Технология позволяет построить здание на любом грунте.
2. Минимальное количество земляных работ на этапе подготовки.
3. Экономия времени. Для установки требуется 2-3 дня.
4. Возможность строительства на участках со сложным рельефом.
5. Экономия средств. Свайный фундамент обходится на 20-40% дешевле, чем ленточный.
6. Высокая прочность и длительность эксплуатации.
7. Возможность установки вручную без привлечения специализированной строительной техники.
8. Модернизацию строения можно проводить уже после возведения фундамента (прокладку инженерных сетей, изменение планировки дома).

Свайный фундамент позволяет построить здание на любом грунте.

У фундамента из свай существует несколько недостатков, однако их можно минимизировать:

1. На скалистых и каменистых почвах работы по установке крайне затруднены.
2. Металл подвержен коррозии, поэтому для защиты от влаги потребуется гидроизоляция и устройство ливневой канализации.
3. При таком фундаменте строительство полноценного подвала или цокольного помещения невозможно, однако закрыть снаружи балки все же необходимо.
4. Для утепления пола в здании потребуется внести дополнительные средства.

Разновидности опор

Производители свай предлагают несколько видов изделий. Они различаются по нескольким критериям:

• размерам;
• наконечникам;
• по ширине и количеству лопастей;
• типу стали (материалу изготовления);
• защитному покрытию.

Все эти характеристики оказывают влияние на эксплуатационные качества готовой конструкции.

По диаметру и длине

Длина опоры в каждом случае рассчитывается индивидуально. При этом важно учитывать несколько показателей:

• глубину, на которой залегает плотный грунт;
• глубину промерзания почвы в регионе;
• высоту цокольного этажа.

Диаметр и длина винтовых свай  рассчитывается индивидуально.

В большинстве случаев длина опоры варьируется в пределах 2500-3500 см.

Диаметр опор — от 57 мм до 130 мм. От этого показателя зависит прочность готовой конструкции и несущая способность фундамента. Производители предлагают несколько вариантов изделий:

1. Маленький диаметр опоры 57 мм. Для такой сваи нагрузка составляет 800 кг. Сфера использования такого фундамента относительно узкая: установка ограждений из сетки-рабицы или штакетника.
2. Труба диаметром 76 мм. Она подходит для строительства заборов из частого штакетника или профнастила. Максимальная нагрузка достигает 3000 кг.
3. Диаметр 89 мм. Использовать опоры можно для возведения беседок, легких гаражей, хозпостроек, веранды. Несущая способность достигает 4-5 т.
4. Диаметр 108 мм. Такие трубы рекомендуют при строительстве небольших бревенчатых срубов и каркасных домов. Опора выдерживает до 5-9 т.
5. Диаметр 133 мм. Сваи с максимальной нагрузкой 12-14 т используются в малоэтажном строительстве, когда в качестве строительных материалов используется кирпич или газосиликатные блоки.

По типу наконечников

Винтовые сваи бывают 2 видов:

1. Литые. Такие элементы изготавливаются путем литья, в результате наконечник с лопастью представляет собой единую деталь. Они характеризуются повышенной прочностью, однако их цены выше. Применять их рекомендуют на твердых каменистых почвах.
2. Сварные. Эти наконечники изготавливаются путем приваривания лопасти к наконечнику. Низкая цена объясняется относительно низкой прочностью. Если такую опору попытаться поднять из земли, есть высокий риск срыва лопасти.

Винтовые сваи бывают литые и сварные.

По количеству лопастей

Опоры бывают:

1. Однолопастными. Их рекомендуют к использованию на грунте с высокой несущей способностью. Однолопастные сваи со сварным наконечником быстро достигают критической нагрузки, что вызывает срыв лопасти.
2. Многолопастными. Наличие 2 лопастей обеспечивает повышенную стойкость к горизонтальным, вдавливающим и выдергивающим нагрузкам.

По материалу изготовления

В зависимости от применяемой стали выделяют несколько видов опор:

• сталь СТ3 — из нее производят сваи, подходящие для грунта со слабой химической агрессивностью;
• Ст20 — такой сплав рекомендуют для работ на почвах средней химической агрессивности;
• опоры из стали 30ХМА и 09Г2С подходят для высокой химической агрессивности среды.

Сваи различаются по материалу изготовления.

По типу защитного покрытия

Стальные опоры после установки будут взаимодействовать с влагой, поэтому им необходима надежная наружная защита от коррозии. Лучше всего выбирать изделия, которые уже обработаны защитным составом на заводе. Существует несколько типов покрытий. Максимальную защиту обеспечивают эпоксидные и полиуретановые составы, а также цинкование холодным способом.

Стандартные полимерные покрытия и цинкование горячим способом не могут обеспечить высокую защиту от появления ржавчины.

По области применения

Сваи различаются шириной и расположением лопастей, строением наконечника. Эти особенности влияют на эксплуатационные характеристики. По области применения винтовые опоры делят на 4 категории:

1. Изделия с 1 широкой лопастью, которая расположена на коротком наконечнике. Они подходят для работы на любых грунтах. Для строительства частных домов из блоков следует брать опоры большого диаметра и соблюдать малый шаг при установке.
2. Сваи с 2 лопастями, расположенными на разной высоте. Для установки такого фундамента требуется специализированная техника. Опоры подходят для строительства 2-этажных дачных домов и характеризуются повышенной устойчивостью к усадке и выдергиванию.
3. Изделия многовитковые с длинным наконечником и узкими лопастями разработаны для установки в каменистый грунт.
4. Сваи без острого наконечника имеют ограниченные функции и предназначены для строительства в условиях вечной мерзлоты.

Сваи имеют разные области применения.

Оптимальный тип винтовых свай для использования в строительстве дома

Наиболее востребованными являются сваи с 1 лопастью. Они подходят в большинстве случаев малоэтажного строительства. При этом важно правильно выбрать сечение опоры.

Для возведения 2-этажных домов, строений из кирпича или блоков требуются многолопастные сваи.

Монтаж фундамента на каменистом грунте требует использования опор с длинным наконечником и винтовой узкой лопастью.

Для каких строений можно использовать винтовые сваи

На фундаменте из свай можно возводить:

• ограждения и заборы;
• беседки;
• гаражи;
• подсобные помещения;
• бани;
• дачные дома и коттеджи.

На фундаменте из свай можно возводить беседки.

Срок службы

При правильном выборе свай, расчете и установке опор фундамент сохраняет прочность в течение 50-80 лет. На практике конструкция может сохраняться в течение более длительного времени.

Это зависит от особенностей эксплуатации и типа антикоррозионного покрытия.

Считается ли это капитальным фундаментом или нет

Под капитальным принято понимать такое основание постройки, которое невозможно разобрать без нанесения ущерба всей конструкции. Такой фундамент должен быть заглублен в почву до уровня ее промерзания. На основании этого определения фундамент на винтовых сваях можно считать капитальным.

Критерии выбора

Подбор свай осуществляется с учетом нескольких показателей:

• типа грунта;
• химической агрессивности почвы;
• типа строения;
• строительного материала для постройки.

Подбор свай осуществляется с учетом типа грунта и строения.

Стоимость винтового фундамента

На стоимость свайного основания влияет несколько показателей:

• виды свай (цена 1 опоры зависит от диаметра, антикоррозийного покрытия, типа стали);
• количество опор;
• способ установки (своими силами или аренда спецтехники);
• материал для ростверка.

Расчет и проектирование свайно-винтового фундамента

Точный расчет винтового фундамента выполняет конструкторское бюро. Этот этап входит в список обязательных работ при подготовке проектно-технической документации на возведение здания. При этом учитываются несколько показателей:

• определяют тип почвы — эта характеристика влияет на выбор свай и прочность фундамента;
• глубина промерзания — к этому показателю добавляют 20-25 см;
• глубина пролегания грунтовых вод;
• проводится расчет несущей способности 1 сваи;
• определяют вес готового здания с учетом строительных материалов.

Расчет и проектирование фундамента выполняет конструкторское бюро.

Оценка несущей способности

Для каждой сваи указывается ее несущая способность. Так, для опоры диаметром 108 мм этот показатель достигает 5-9 т. Ориентироваться только на эти характеристики не следует, т. к. диапазон составляет 4 т.

На это значение влияет и несущая способность почвы, которая изменяется в зависимости от ее типа. Определить вид грунта для дальнейших подсчетов можно 3 способами:

1. Геологическими изыскательскими работами. В ходе их проведения эксперты пробуривают на участке скважину, берут образцы земли и изучают их. Этот способ дает максимально точные результаты и имеет минимальный поправочный коэффициент — 1,2. Минусом этого варианта является высокая стоимость.
2. Вкручиванием пробной сваи. Во время установки опоры проверяют крутящий момент. Поправочный коэффициент в этом случае немного выше — 1,25. Недостаток этого метода заключается в необходимости привлечения специалистов.
3. Бурением скважины своими силами. После достижения нужной глубины из отверстия извлекают грунт и классифицируют его. Поправочный коэффициент достигает 1,6-1,7, однако финансовые затраты минимальные.

Оценка нагрузок

Под нагрузкой принято понимать вес готового строения вместе с мебелью и снежным покровом на крыше в зимнее время. Расчет лучше поручить опытным специалистам, однако приблизительные данные можно вычислить самостоятельно.

Для расчета потребуется несколько показателей:

1. Площадь стен (внешних и внутренних) и материал.
2. Площадь междуэтажных перекрытий и материал, из которого они изготовлены.
3. Площадь крыши и разновидность кровельного материала.
4. Вес ростверка. Его рекомендуют учитывать только в том случае, если сваи обвязываются железобетонной конструкцией. При использовании деревянного бруса такой ростверк можно не учитывать.

Число свай

Чтобы рассчитать количество опор, суммарное значение нагрузки при строительстве делят на возможную нагрузку 1 сваи. Если полученное число дробное, то его округляют в большую сторону. Например, результат 14,7 будет округлен до 15. Количество опор, полученное в результате расчета по формуле, является минимальным, но не окончательным. Некоторые корректировки вносят с учетом проекта здания. При этом важно учитывать план постройки и материал, используемый для строительства:

1. Шаг 3000 мм при установке опор применяют, если дом будет из бруса, бревен или построен по каркасной технологии.
2. Шаг 2000 мм рекомендуется для более тяжелых конструкций, например, дома из шлако-, газо- или пенобетона.
3. Шаг 3000-3500 используют при возведении легких ограждений.

При расстановке свай важно соблюдать несколько требований:

1. Опоры должны быть по углам дома и в местах, где несущие стены примыкают к внешним или пересекаются между собой.
2. В местах прохождения капитальных и наружных стен опоры должны располагаться на равном друг от друга расстоянии. Шаг рассчитывают с учетом строительных материалов.
3. Пристройки к дому должны иметь отдельный фундамент, не связанный с опорой дома. В целях экономии можно использовать сваи меньшего диаметра.
4. Если в доме будет камин, печь или котел, то в этом месте устанавливают 2 дополнительные опоры.

Чтобы рассчитать количество опор, вычисляют нагрузку на одну сваю.

Этапы установки свайно-винтового фундамента

Монтаж фундамента состоит из нескольких этапов:

1. Подготовки и расчистки строительной площадки.
2. Разметки согласно проектной документации.
3. Установки свай и выравнивания.
4. Заливки бетонного раствора.
5. Обвязки ростверком.

Вкручивание винтовых свай и их выравнивание

Процесс установки свай не зависит от типа наконечников, грунта, количества лопастей. Работа состоит из нескольких этапов:

1. Осуществляют бурение направляющих приямков при помощи ручного или мотобура. Глубина должна быть минимум 0,5-0,7 метра, ширина — немного больше ширины опоры с лопастями.
2. При ручном бурении сваю устанавливают в приямок и вставляют лом в отверстие, расположенное в верхней части опоры. Двое рабочих начинают двигаться по кругу для ввинчивания сваи на нужную глубину.
3. После установки всех опор их верхние части срезают до одного уровня. Для разметки необходим строительный уровень, для обрезки — болгарка.

Заливка полостей труб бетоном

Трубы, срезанные до нужной высоты, рекомендуют заливать бетоном. Такие меры предотвращают образование конденсата внутри и повышают пространственную жесткость готового фундамента.

Обвязка винтовых свой ростверком

К верхней части труб приваривают оголовки и обвязывают ростверком. Эта конструкция должна располагаться на высоте 0,5-0,7 м от земли.

Для выполнения этой работы подходит несколько видов строительных материалов: железобетон, деревянный брус и металлический швеллер. Каждая технология обладает преимуществами и недостатками.

Технология обвязки различными материалами

При обвязке железобетоном по всему периметру монтируют съемную опалубку. Внутри сооружают армирующий каркас из рифленой арматуры и связывают его с опорами. Конструкцию заливают бетонным раствором. Преимуществом железобетонной обвязки является высокая несущая способность. По такой технологии строят кирпичные дома.

При обвязке сооружают армирующий каркас.

Для металлического ростверка к оголовкам с помощью сварного шва крепят швеллер. Такая конструкция уступает железобетону в прочности, но экономит время и средства.

Ростверковая обвязка деревянным брусом крепится к оголовкам болтами или саморезами.

Бревна соединяются в полдерева. Такая технология подходит для срубов и каркасных домов.

Сравнение с другими вариантами

Помимо винтовых конструкций, существует несколько других видов свай. Они различаются материалами изготовления и способами установки. Визуальное различие можно увидеть на схемах и фото.

Свайно-ленточная конструкция

Под свайно-ленточной конструкцией понимают буронабивной свайный фундамент. Для его устройства в грунте пробуривают отверстие с полусферической подошвой, вставляют в него каркас из металлического прута и заливают бетоном. Колонны обвязывают железобетонным ростверком.

Свайно-ленточная конструкция — буронабивной фундамент.

Такая конструкция обладает повышенной прочностью, но не используется на болотистых, илистых и скалистых почвах.

Сваи из железобетона

Такие изделия представляют собой армированные бетонные столбы квадратного сечения. Их устанавливают без предварительных земельных работ при помощи специализированного устройства. Из недостатков называют невозможность заглубления своими силами и более низкую прочность по сравнению с винтовыми опорами.

Полезные рекомендации

Для сооружения прочного основания стоит крайне внимательно изучить особенности грунта и подобрать подходящие опоры. Опытные строители рекомендуют поручить расчеты проектной организации.

Отзывы пользователей

Олег, 45 лет, Воронеж

Весной для коттеджа строили забор с кирпичным цоколем. Для фундамента брали сваи небольшого диаметра. Строителей не нанимали, с другом вдвоем справились за 2 дня. Работу выполняли по фотографиям и рекомендациям из интернета.

Геннадий Андреевич, 52 года, Орел, строитель

Уже больше 10 лет строим дачные дома, коттеджи, недавно была заказана русская изба. В большинстве случаев заказчик просит, чтобы дом был готов поскорее. В этом случае винтовые сваи — лучшее решение. Бригада за день-два справляется. Плюс экономия хорошая.

Что засыпать в винтовые сваи?

Засыпать в винтовые сваи можно различные материалы в зависимости от конкретной задачи. Например:

1. Бетонная смесь: это один из самых популярных вариантов, которые используются для засыпки винтовых свай. Бетонная смесь прочно фиксирует сваи в грунте, делая их надежными и долговечными.

2. Песок: песок также может быть использован для засыпки винтовых свай. Песок отлично дренирует воду, предотвращает скопление влаги вокруг сваи, что может привести к ее разрушению.

3. Гравий: гравий также является отличным вариантом для засыпки винтовых свай, так как он прекрасно дренирует воду и обеспечивает хорошую вентиляцию.

4. Щебень: щебень можно использовать для засыпки винтовых свай в случаях, когда нужно увеличить несущую способность сваи.

Важно учитывать конкретные условия грунта и требования к конструкции, чтобы выбрать оптимальный вариант засыпки винтовых свай.