Устройство свайно-винтового фундамента: как возвести основание своими силами?

Особенностью свай является способность погружаться на необходимую глубину, достигать плотных слоев грунта и обеспечивать надежное основание для построек любой категории, вплоть до самых массивных, ответственных и специфических.

Возможности свайного фундамента весьма широки, что наглядно демонстрирует количество разновидностей и вариантов конструкции опор.

Существуют мощные и тяжелые образцы, работать с которыми можно только при помощи строительной техники.

Имеются и более легкие виды, доступные для самостоятельного монтажа, например — винтовые сваи.

Главное отличие свайного фундамента от плитного или монолитного — отсутствие земляных работ. Это особенно важно при невозможности подъезда землеройной техники для устройства котлована. Также к преимуществам винтового основания относят:

• Возможность возведения сооружения на слабом грунте (суглинки, лёссы, плывуны, песчаники и пр.). При использовании винтовых свай нагрузка будет восприниматься не верхним, а нижними, более сильными слоями грунта.
• Теплые полы в доме. Благодаря не сплошной конструкции свайного фундамента между грунтом и основанием дома образуется воздушная прослойка, которая является отличным теплоизолятором.
• Устройство на наклонном участке. При наличии сложного рельефа с разными высотами и перепадами на участке винтовой фундамент можно применять без дорогостоящих ландшафтных работ.
• Простота и высокая скорость монтажа. Выполнить свайно-винтовой фундамент можно своими руками без привлечения строительной техники. Заниматься устройством винтового основания для дома можно круглый год при любой температуре.
• Низкая себестоимость. Винтовые сваи обходятся во много раз дешевле, чем заливка монолитного или укладка плитного основания. В среднем цена свайного фундамента на 50-60% ниже, чем аналогичного по площади монолитного.
• Ремонтопригодность. Если винтовая свая деформируется или лопнет, ее легко можно заменить.
• Не притягивает влагу. Благодаря тому, что с грунтом соприкасается небольшая по площади часть фундамента, влага и грунтовые воды не попадают в дом. Цоколь и подвал, устроенные на свайном фундаменте, всегда сухие и теплые.

Несмотря на достоинства, стоит отметить, что во многих случаях возведение винтового фундамента нецелесообразно по причине следующих его недостатков:

• Требует тщательного инженерного расчета.
• Не подходит для тяжелых монолитных сооружений.
• Не применяется на скальных грунтах.
• Металлические винтовые сваи подвержены коррозии.
• Не используется для каменистых грунтов.
• Дорогостоящее и сложное устройство подвала.

Использовать свайный фундамент в качестве стен подвального помещения не получиться.Стены можно выложить из кирпича или блоков, но это приведет к значительному удорожанию строительства. Именно поэтому 90% домов на винтовых сваях не имеют дополнительной полезной площади в виде цокольного этажа и подвала.

Дом по канадской технологии

10.38%

Проголосовало: 1214

Принципы расчёта и проектирования

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.

Оперируя числом свай, видом опорного слоя грунта и заводскими данными несущей способности стандартных винтовых свай, определяют тип и марку ВС.

Универсальность и быстрая установка СВФ привлекает многих застройщиков возводить фундаменты не только в местах, где располагаются пучинистые почвы, но и на вполне прочных несущих основаниях. Единственным исключением являются каменистые грунты, которые своими твёрдыми включениями могут повредить и полностью разрушить лопасти винтовых свай.

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.

Практический опыт показывает целесообразность ручной установки винтовых опор при их длине до 1,8 м. При большем размере монтаж СВФ возможен только с помощью спецтехники.

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:

• Сваи должны быть установлены во всех углах плана фундаментного основания.
• Опоры для монолитной плиты под оборудование (печь, котёл и пр.) будут в углах и по периметру через каждые 1,5 м.
• 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:

Какие лучше всего подходят для частного строительства

Выбор конкретной марки и размера стволов, прежде всего, производится исходя из типа и особенностей грунта.

После определения наиболее подходящей разновидности (одно-или многолопастные, длина, тип наконечника) производят выбор диаметра ствола. Расчет производится по несущей способности опоры.

Для частных домов обычно применяют стволы относительно малого диаметра:

• ВС-57.
• ВС-76.
• ВС-89.
• ВС-108.

Большие диаметры требуют значительных усилий при погружении, поэтому для частного домостроения практически не используются.

Как установить самому: пошаговая инструкция

Настоящая инструкция не является догмой, а носит исключительно рекомендательный характер. Следует обратить внимание на некоторые ключевые пункты, выполнение условий которых обязательно.

Инструменты и материалы

Перед началом работ подготавливают следующие инструменты и материалы:

• садовый бур;
• растворомешалка;
• лопаты;
• магнитный уровень;
• угловая шлифмашина;
• лазерный уровень;
• отрезки водопроводных труб длиной от 2 до 3 метров;
• монтажная насадка;
• винтовые сваи;
• оголовки;
• электросварка.

Подготовка

С территории строительного участка убирают мусор, и по возможности удаляют растительность и плодородный слой почвы (100 – 150 мм).

Далее выполняют следующие действия:

• С помощью шнура и колышков переносят план свайно-винтового фундамента на участок.
• В точках разметки угловых опор садовым буром делают приямки глубиной 300 мм.
• Правильность построения прямоугольников разметки проверяют равенством диагоналей между противоположными углами, измеряя их шнуром.
• На прямых участках линий разметки под опоры тоже бурят приямки. Диаметр приямка должен быть таким, чтобы винт плотно входил в него. Это нужно для точной корректировки изначального вертикального положения ВС.

Как правильно вкрутить?

Подготовив свайное поле, переходят непосредственно к монтажу свай. Для того, чтобы самому правильно закрутить опоры можно применить один из трех способов:

• В процессе установки участвуют 2 человека. Один, продев рычаг в монтажное отверстие, вращает сваю вокруг своей оси, а второй удерживает двумя руками опору в вертикальном положении. Такой способ эффективен при глубине заложения фундамента не более 1,5 м и диаметре ствола 57 мм.
• ВС монтируют три человека. Два работника, вдев отрезки труб в верхний конец сваи с противоположных сторон, двигаются вокруг по часовой стрелке. Третий работник контролирует ровное вхождение сваи перпендикулярно горизонту.
• Третий способ — это применение монтажного оголовка, который надевают на верхушку трубы и фиксируют отрезком трубы через монтажные отверстия ствола опоры. По обеим сторонам оголовка сделаны петли из арматуры, которые позволяю продеть сквозь них трубы-рычаги любой длины и диаметра.

Это позволяет значительно увеличить вращательные усилия и сократить время монтажа. Для контроля вертикального положения опоры на ствол крепят магнитный уровень. Работник, глядя на положение пузырька прибора, усилием рук выправляет положение сваи относительно горизонта и вертикали.

Обрезка

По окончании завинчивания приступают к обрезке свай:

• выбирают самую короткую опору и ниже её отверстий делают отметку с помощью лазерного нивелира;
• отметку надземной высоты ствола переносят на все опоры с помощью того же нивелира;
• выравнивание высоты СВФ относительно горизонтальной плоскости производят спиливанием частей труб выше отметки угловой шлифмашиной.

Бетонирование

Процедура осуществляют следующим образом:

• заливают полости свай бетоном М 300. Его готовят в растворомешалке или ручным способом в подходящей ёмкости. В ёмкость засыпают цемент М 400 – 500, песок и щебень в пропорции 1:2:2;
• в процессе перемешивания постепенно добавляют воду до получения жидкой тестообразной однородной массы;
• для быстрой заливки без потерь в опору вставляют самодельную лейку, свёрнутую из куска жести;
• по мере заполнения ствола бетон уплотняют отрезком арматуры, выдавливая из него воздух.

На верхние концы ВС надевают оголовки и приваривают их к сваям с помощью электросварки. На площадки оголовков укладывают металлопрофиль ростверка. Далее приступают к монтажу перекрытий и стеновых ограждений.

Если планируют монтировать ростверк из швеллера, то сразу после заливки устанавливают оголовки. В случае формирования обвязки из бруса или брёвен, внутрь свай помещают отрезки арматуры и дают бетону застыть в течение 10 – 14 дней.

Возможные ошибки рекомендации по возведению СВФ

Если вы собрались поставить свайно-винтовой фундамент своими руками, застройщику важно знать, как избежать ошибок во время монтажа:

• Неправильный расчёт требуемой несущей способности точечной опоры может привести к разрушению фундамента или лишним расходам. Чтобы избежать просчётов, лучше обратиться к профессионалам, которые сделают точное технико-экономическое обоснование возведения СВФ.
• Использование некачественных винтовых свай неминуемо приведёт к таким печальным последствиям, как неравномерное проседание строения. Надо приобретать сваи у проверенных производителей с гарантией качества продукции.
• Попадание лопастей винтовых опор в зону промерзания грунтового основания чревато сезонным выталкиванием опор из почвы. Если самостоятельно точно определить глубину погружения сваи не удаётся, то лучше обратиться в специализированную строительную организацию.

Виды свай

Винтовые сваи имеют два основных вида:

• Сварные.
• Литые.

Отличие между ними состоит в конструкции наконечника. Это важный элемент, принимающий на себя основную нагрузку при погружении.

От качества наконечника зависит, как поведет себя свая при появлении контакта с техногенным или природным препятствием, не являющимся плотным грунтовым слоем. Сварные наконечники в этом отношении менее прочные, при встрече с обломками скальных пород часто деформируются и выходят из строя.

Литой наконечник намного прочнее и способен проходить препятствия, разрушая их и не теряя работоспособности сваи.

Кроме того, имеются различия по количеству лопастей.

Существуют винтовые сваи:

• Однолопастные.
• Многолопастные.

Однолопастные сваи имеют единственную спиралеобразную лопасть, обеспечивающую поступательное движение при вращении сваи вокруг вертикальной оси. Они предназначены для установки в относительно мягкий и однородный грунт, не имеющий плотных или скальных включений.

Несущая способность таких свай ниже, чем у многолопастных образцов, которые гораздо устойчивее и прочнее соединяются с грунтом. Наличие нескольких опорных узлов позволяет уменьшить диаметр ствола, что облегчает установку и обеспечивает целостность конструкции.

В комплекте с литым наконечником они оптимальным образом подходят для работы на плотных грунтах, в зонах вечной мерзлоты или с большим количеством техногенных включений.

По типу защитного покрытия сваи делятся на оцинкованные и неоцинкованные. Последние практически ничем не защищены от воздействий грунтовой влаги, так как слой краски, который наносится для придания изделиям большей солидности, сходит при завинчивании.

Кроме того, все типы винтовых свай практически не защищены от электрохимической коррозии или воздействия блуждающих токов, что сложно заранее предусмотреть или определить.

Для каких грунтов они подходят?

Погружение винтовых свай производится на достаточную глубину, чтобы исключить воздействие вертикальных нагрузок морозного пучения. Остаются лишь боковые воздействия, которые, ввиду малой площади контакта, не способны оказывать решающего воздействия на опоры.

Поэтому при определении пригодности грунта принято рассматривать только механические качества.

Наиболее подходящими видами являются следующие типы грунта (по убыванию степени пригодности):

• Песчаные.
• Супеси.
• Суглинки.
• Глинистые.

Абсолютно неподходящими грунтами являются скальные и скально-обломочные виды. Кроме того, противопоказаны биогенные типы — торфяники, или рыхлые просадочные грунты.

С осторожностью надо относиться к сильно обводненным участкам, подверженным сильным сезонным колебаниям уровня грунтовых вод.

При строительстве на подобных участках надо производить пробное бурение и увеличивать глубину погружения до максимума.

Обвязка ростверком

Ростверк — это пояс обвязки, соединяющий отдельные опоры в единую систему. Он нужен для принятия веса стен или прочих элементов конструкции дома, равномерного распределения нагрузки по всему свайному полю.

Существуют разные способы монтажа ростверка, обусловленные материалом изготовления:

Деревянный

Используется деревянный брус минимальной толщиной 150 : 150 мм. Как вариант, можно применить пачки из досок толщиной 50 мм и шириной 200 мм, соединенные в единый пакет размером 150 : 200 мм. Используется качественный сухой пиломатериал 1 или 2 сорта.

Поверхность дерева покрывается антисептическим и антипиреновым составом (в настоящее время существует пропитка, выполняющая обе функции). Соединение брусьев производится вполдерева и только над оголовком сваи.

Стыки, расположенные в пролете, не допускаются. Между металлом и деревом во всех местах прокладывают двойной слой рубероида (гидроизоляция). Установка выполняется так, чтобы свая располагалась точно по продольной оси бруса.

Металлический

Используются различные виды металлопроката:

• Швеллер.
• Двутавр.
• Труба прямоугольного сечения.

При использовании швеллера не нужны оголовки, хотя для трубы или двутавра их присутствие обязательно. Для швеллера используются специальные закладные детали, установленные в трубу при заливке бетона.

Появляется возможность обойтись без гидроизоляции между оголовками и обвязкой, но между металлом и стеной она применяется в любом случае. Соединение деталей производится сварным способом с обязательным усилением болтами.

При повышенной прочности металлического ростверка, возникает большой металлический элемент конструкции, который требует обслуживания — периодической покраски защитными составами.

Железобетонный

Это самый трудоемкий и долгий вариант создания ростверка, но и самый прочный и надежный, не подверженный коррозии или гниению. Для его создания необходимо изготовить опалубку, установленную поверх оголовков.

Внутрь помещают арматурный каркас, после чего приступают к заливке бетона.

Опалубка изнутри устилается слоем рубероида или полиэтилена для исключения утечек влаги. Иногда ростверк заливают ниже уровня оголовков, приваривая арматурный каркас непосредственно к стволам. Чаще всего такое производится при достаточной высоте на уровнем грунта.

В таких случаях подрезку по горизонтали выполняют после затвердения бетона (28 дней), а заполнение стволов производят после подрезки.

Обустройство и утепление цоколя

Полноценного цоколя с полезным пространством при устройстве винтового фундамента не получится. Поэтому, говоря о цоколе, строители имеют в виду фальшь-цоколь, придающий строению законченный эстетичный вид. Отделка фальшь-цоколя должна отвечать следующим требованиям:

• быть влагостойкой и морозоустойчивой;
• иметь минимальную теплопроводность;
• быть устойчивой к плесени, насекомым, грызунам.

Выбор отделки для цоколя зависит только от предпочтений и финансовых возможностей владельца. Закрыть цоколь можно облицовочным кирпичом, плиткой, искусственным и природным камнем. Можно использовать обычные ж/б плиты с последующим оштукатуриванием или окрашиванием. Для деревянных и брусовых домов отличный вариант — обшить цоколь вагонкой.

Для сохранения тепла и создания комфортного микроклимата в доме цоколь и ростверк рекомендуется утеплить. Утепление может проводиться внутри или снаружи в зависимости от того, какой материал был выбран для финишной отделки. В качестве теплоизоляции используются легкие утеплители с высокими теплоизолирующими параметрами:

• экструдированный пенополистирол (пеноплекс);
• жидкий напыляемый пенополиуретан;
• обычный пенопласт в плитах ПСБ-С 35.

Работы по утеплению начинаются с покрытия ростверка и цоколя гидроизоляцией. В качестве гидроизоляционного материала используют специальные мембраны или дешевый и простой в монтаже рубероид. Обшивка ростверка утеплителем в виде плит производится с использованием крепежных дюбель-гвоздей. Если в качестве утеплителя был выбран пенополиуретан, то его напыление осуществляется слоем 3-5 см. Теплоизоляцию необходимо заделать обшивкой из досок или ЛДСП-панелей.

Нужно ли утеплять металлические винтовые сваи? Строители отвечают на этот вопрос отрицательно. Утепление свай в этом случае не только экономически не выгодно и хлопотно, но и приводит к снижению эксплуатационного ресурса основания за счет усиления коррозии.