Недостатки свайного фундамента

Свайный фундамент. Достоинства и недостатки

Свайный фундамент – это основание для здания строения, сооружения, представляющее собой совокупность свай, которые объединены между собой ростверком и предают нагрузку от сооружения на грунт.

Свая — это выполненные из дерева, металла, или железобетона стержень или труба, которую заглубляют (вкручивают или закапывают) в грунт, или же выполняют их в грунте у основания зданий и сооружений. Существует множество видов свай, в зависимости от материала, способа установки и назначения.

Свайные фундаменты целесообразно использовать в тех случаях, когда верхняя часть грунта слабая и с помощью свай общая нагрузка с верхнего слоя грунта передается на более устойчивые глубокие слои почвы. Хорошо подходит этот тип фундамента для каркасных, деревянных помещений, для строительства заборов, бань, веранд, беседок, других приусадебных построек.

В настоящее время такой вид фундамента является достаточно популярным по ряду причин, которые мы рассмотрим ниже.

Достоинства свайного фундамента:

• быстрота установки, скорость возведения фундамента иногда имеет важное значение для всей стройки в целом;
• можно возводить на проблемных и слабых грунтах, свайная основа в таких условиях – идеальный вариант;
• не нужно проводить большое количество земельных работ;
• дешевый вариант в сравнении с другими видами фундаментов
• возможность возводить дополнительные пристройки к дому.
• некоторые виды свайных фундаментов, можно выполнить самостоятельно, без привлечения специалистов;
• срок их службы составляет более 30 лет, при правильном выполнении, в соответствии с технологиями, использовании высококачественных материалов срок службы может быть и больше;
• сваи легко заменяются, если возникает необходимость в ремонте фундамента;
• свайный фундамент можно устанавливать в любое время года;
• сразу же после установки можно приступать к возведению здания, свайный фундамент не требует дополнительного времени для усадки, а так же может без вредных последствий простоять значительное время до начала возведения строения, в случае использования металлических свай;
• при сносе дома, свайные элементы, можно выкрутить и использовать повторно если это винтовой тип сваи.

Недостатки свайного фундамента:

• невозможность установки в условия каменного скалистого грунта;
• особенности конструкции не предполагают наличие боковых стен, поэтому устройство подвала или какого либо помещения под первым этажом потребует дополнительных работ и средств;
• для установки данной конструкции понадобиться специальная или тяжелая техника если используются длинные сваи;
• не применяется при горизонтально-подвижном грунте;
• небольшой срок службы в сравнении с другими типами фундаментов;
• необходимо проводить специальное исследование грунта, для установления глубины нахождения твердого слоя.

Сваи выполненные из железобетона

Учитывая все достоинства и недостатки свайного фундамента, выбор его в качестве основы для строительства загородного дома считается сегодня наиболее оптимальным и перспективным вариантом.

Минусы и плюсы фундамента на винтовых сваях

Стальные опорные колонны со спиральным наконечником являются надежным фундаментным основанием для возведения одноэтажных зданий, дач, садовых домиков, бань и небольших хозяйственных построек. Их монтаж значительно сокращает сроки строительства и снижает затраты на приобретение материалов. Однако, несмотря на большое количество достоинств, их использование имеет ограничения по применению, а также некоторые эксплуатационные недостатки.

Техническое описание

Винтовая свая — это особый металлический бур, который может вкручиваться в почву при вращении. Он изготовлен из стальной трубы с радиальной наклонной пластиной в нижней части, которая является основным конструктивным элементом. Наличие лопасти обеспечивает погружение сваи в грунт при установке, а после монтажа служит основной опорой, распределяющей вес конструкций здания и фиксирующей положение трубы при подвижках грунта и морозном пучении.

Различные типы свай определяют по:

• устройству винтового наконечника;
• геометрическим параметрам труб;
• целевому назначению.

Кроме этого, различают одновинтовые и двухвинтовые сваи, у которых вторая дополнительная лопасть расположена в средней части трубы. Двухвинтовые опоры обладают повышенной несущей способностью, устойчивостью к пучению грунта и усадке.

Приварные лопасти

Винтовые колонны со сварным наконечником — самые дешевые изделия относительно невысокого качества. Нижняя часть трубы имеет заостренный конусный конец, выше которого приваривается широкая буровая лопасть. Основной недостаток изделий заключается в недостаточной прочности сварного шва. При попадании на камень, лопасть может быть оборвана или деформирована. В результате станет невозможной правильная установка сваи по глубине и направлению.

Литые винты

Отлитые лопасти изготовлены из высокопрочных легированных сталей по технологии точной формовки в вакууме. Для повышения прочности материала, каждое изделие подвергается дополнительной термической обработке, после которой его приваривают к стальной трубе. Изготовленные промышленным способом, литые наконечники отличаются увеличенной толщиной лопасти и высокой точностью изготовления.

Цена отлитых винтовых свай на 25-30% выше, но высокое качество изготовления и возможность более длительной эксплуатации полностью компенсирует это. Каждый серьезный изготовитель выдает на свои изделия сертификат и технический паспорт с указанием технических характеристик готовой опоры.

Основные разновидности свай

На рынке строительных материалов фундаментные опоры с винтом представлены 4-мя различными видами, которые существенно отличаются по своей конструкции.

• с одной широкой лопастью на наконечнике в нижней части трубы для деревянных и каркасных зданий;
• двухлопастные с повышенной несущей способностью для небольших каменных домов и двухэтажных зданий каркасного типа;
• узколопастные с коническим винтом для монтажа на каменистых грунтах;
• с прямым зубчатым нижним краем для устройства фундаментных оснований в условиях вечной мерзлоты.

В обычных условиях частного строительства наиболее распространены винтовые опоры первого типа с одной литой лопастью.

Существующие типоразмеры

Стандартные диаметры трубных колонн находятся в диапазоне от 57 до 133 мм. Длина определяется заказчиком в зависимости от глубины промерзания грунта в регионе проведения строительных работ. Ширина лопасти и угол наклона зависит от диаметра трубы, типа грунта и воспринимаемых весовых нагрузок.

В отдельную категорию относят свайные опоры из толстостенных насосно-компрессорных труб (НКТ), устойчивых к коррозии. Они значительно дороже стандартных изделий, но обладают лучшими эксплуатационными качествами.

Главные преимущества

Большое число достоинств стальных свайных опор способствует быстрому росту популярности этих конструкций у частных застройщиков. В числе явных плюсов можно назвать следующие факторы:

• возможность возведения фундамента на большинстве типов грунтов, в том числе на болотах и вечной мерзлоте;
• быстрый и простой монтаж;
• хорошая устойчивость строительных конструкций при пучении и подвижках грунта;
• отсутствие влияния глубины залегания грунтовых вод;
• использование винтовых свай на участках со сложным рельефом местности;
• проведение монтажных работ в любое время года;
• применение бетонного или стального ростверка;
• невысокая стоимость материалов, доступная большинству застройщиков;
• отсутствие необходимости проведения земляных работ;
• долговечность и надежность фундаментного основания;
• возможность наружного утепления полов в доме.

Для ускорения производства работ по возведению фундамента, существует возможность использования специальной буровой техники. В этом случае придется оплатить оказанную услугу, но работа будет выполнена за 1 день без приложения больших физических усилий с высоким качеством.

Несколько недостатков

Несмотря на большое количество положительных качеств, винтовые сваи имеют и отрицательные свойства, в числе которых следует указать:

• невозможность возведения зданий и сооружений на каменистых и скальных грунтах;
• ограничение несущей способности, определяемой одноэтажным строительством;
• необходимость проведения мероприятий по защите свай от коррозии и блуждающих токов;
• сложности с обустройством подвала или погреба под домом;
• необходимость бетонирования внутренней полости труб и утепления пола.

Все сваи должны быть вкручены на глубину ниже точки промерзания грунта. Следовательно, необходимо обеспечить строгий контроль выполнения монтажных работ нанятой бригадой.

Варианты применения

Стальные трубные колонны позволяют сооружать 4 типа фундаментов:

• установка свайных опор под каждый несущий элемент каркасного здания;
• устройство свайной ленты в виде стального или железобетонного ростверка;
• свайное поле под заливку железобетонной плиты;
• одиночные опоры под строительство пристройки или отдельных элементов здания.

Учитывая все плюсы и минусы свайно-винтового фундамента, его можно признать лучшим вариантом для установки ворот, заборов и других видов ограждений.

Целевое применение металлических свай определяется диаметром трубы и размером лопастей. В маркировке изделий первая цифра указывает на размер трубной колонны, вторая — на лопасть. В зависимости от этих показателей рекомендуется использовать:

• трубу 76 мм для легких ограждений и отдельных столбов;
• 89 мм для навесов, веранд, беседок и укрепления кирпичных колонн;
• 108 мм для зданий каркасного типа и легких домов из бруса;
• 133 мм для сооружений из бревна или пеноблоков.

При этом наилучшей несущей способностью обладают двухвинтовые сваи с нижним литым наконечником. После ввинчивания опор их внутренняя полость необходимо залить бетонной смесью, не армируя.

Фундамент свайно-винтового типа считается лучшим решением для использования на пучинистых грунтах, при высоком уровне грунтовых вод и в заболоченной местности.

Выполнение монтажных работ

Расчет свайного поля лучше поручить специалисту, который учтет существующий тип грунта на участке, глубину промерзания, несущую способность опор, вариант защиты стальных труб от коррозии и другие важные факторы. Краткую инструкцию по расчету числа свай мы приводили здесь.

В результате перед началом работ вам необходимо иметь на руках точный план расстановки свай с указанием их типоразмера. Вполне вероятно, что до обращения к инженеру потребуется провести геолого-изыскательские работы для точного определения характеристик слоев грунта и почвенных вод.

Производство монтажных работ состоит из 5-ти последовательных этапов:

1. разметка свайного поля;
2. выкапывание приямков и ввинчивание свай;
3. заливка бетонной смеси во внутреннюю полость труб;
4. подрезка оголовков труб на уровне одной горизонтальной плоскости;
5. устройство металлического или железобетонного ростверка.

Все открытые места сварки должны быть окрашены или защищены от коррозии другим способом. Для утепления дома пространство между ростверком и грунтом необходимо обшить досками или листовым строительным материалом. Благодаря отсутствию подвала, конструкция отмостки может быть упрощена и иметь небольшую толщину. Более подробно технологию мы описывали здесь и здесь.

Достоинства и недостатки свайного фундамента

Для загородного строительства нередко выбирают свайный фундамент. Правильно смонтированная конструкция прослужит долго, ее целостность не будет зависеть от влияния внешних факторов. Применяют такой фундамент при строительстве промышленных зданий и жилых домов. При соблюдении технологии сделать его можно самостоятельно.

1. Устройство и проектирование свайного фундамента
2. Классификация свайных конструкций
3. По способу монтажа
4. По схеме размещения
5. По материалу изготовления
6. Используемые материалы и инструменты для работы
7. Технология возведения свайного фундамента
8. Плюсы и минусы

Устройство и проектирование свайного фундамента

Устройство буронабивного свайного фундамента

Свайный фундамент – это опорная конструкция, в состав которой входит свайное поле или отдельно стоящие элементы. Для их изготовления используют железобетон, хотя есть возможность применения бутобетона или армированного раствора. Нередко для одноэтажных зданий используют брус.

Опоры обязательно монтируют под углами сооружения, на пересечении несущих внутренних стен с наружными или между собой. Расстояние между основными сваями не должно превышать 2 метра, но если оно больше, используют дополнительные элементы.

Перед монтажом свайной конструкции осуществляется ее проектирование:

1. Отбор проб грунта для изучения его состава и характера, для чего производят испытательное бурение.
2. Динамическое и статическое исследование почвы. Процедура позволит изучить степень подвижности грунта.
3. Прессиометрическое испытание. Показывает, насколько может сжиматься грунт на участке строительства.
4. Испытание с применением эталонных свайных элементов. Определяется тип используемых элементов.
5. Опытные работы. Выясняют характер взаимодействия фундамента с грунтом, соседними постройками.

После проведения всех процедур можно приступать к созданию проекта. Учитывают все возможные влияния внутренних и внешних факторов.

Классификация свайных конструкций

По способу монтажа

Забивные сваи представляют собой готовые изделия, для установки которых требуются специальные крановые установки. Они подтягивают сваи к нужной точке и забивают их с применением молотов. Есть разновидность набивных элементов. Их изготавливают прямо на месте строительства. Сначала осуществляют подготовку скважины, армированного каркаса, а потом заливают бетонный раствор.

Винтовые сваи представляют собой металлический стержень, на конце которого присутствует спираль. Чаще всего их применяют в индивидуальном строительстве. Минусом винтовых свай является их относительно небольшая длина – до 6 м. Несущая способность таких изделий не очень высокая. Для возведения здания на таком фундаменте используются легкие строительные материалы.

По схеме размещения

Нередко элементы стоят отдельно друг от друга. Они монтируются под точками максимальной нагрузки. Иногда изделия формируют свайные ленты. Конструкция состоит из одного или нескольких рядов элементов. Задачей такого фундамента является передача нагрузки на укрепленное основание.

Минусом свайного фундамента является не очень высокая надежность, поэтому для тяжелых зданий лучше использовать «кусты» из опор. Такое размещение подходит для слабых грунтов или близкого расположения подземных вод к поверхности.

По материалу изготовления

Для изготовления свай используются следующие материалы:

• Железобетон. Такие изделия бывают полыми или монолитными. Армированные сваи способны прослужить до 100 лет. Их изготавливают непосредственно на месте строительства или в производственных условиях. Первый вариант позволяет избежать использования дорогостоящего оборудования.
• Сталь. Для изготовления используется труба, прокатная сталь. Толщина металла должна быть 0,8-1,2 см. Сечение бывает прямоугольным или круглым. Чтобы защитить материал от ржавления и коррозии, его обрабатывают битумом. Недостатком этого вида изделия является большой вес.
• Дерево. Это относительно легкие изделия диаметром 22-34 см. Для изготовления применяют только твердые породы дерева.

Деревянные сваи применяют редко, так как материал подвержен гниению, повреждению насекомыми и грызунами.

Используемые материалы и инструменты для работы

Чтобы построить надежный фундамент, нужно предварительно подготовиться к работе. Требуются следующие инструменты и материалы:

• лом;
• лопата;
• бур;
• сваи;
• рулетка;
• бетономешалка, сварочный аппарат;
• строительный уровень.

Для приготовления бетона нужен цемент, щебень, песок.

Технология возведения свайного фундамента

Соблюдение технологии монтажа свайного фундамента позволит соорудить прочное основание. Изготовление конструкции предполагает следующие этапы:

1. Бурение ям. Их количество определяется общим весом сооружения, а также эксплуатационной нагрузкой. Диаметр скважины зависит от технических параметров бура, но он редко превышает 30 см. Глубина ямы не больше 6 м. Бур располагают так, чтобы во время работы задействовались минимальные усилия.
2. Бетонирование и армирование элементов. Для защиты изделий от воздействия влаги в скважины укладывается рубероид по всему диаметру. После этого в ямы будут ставиться сваи. Для их закрепления используют бетон. Грунтовые воды при этом откачивают. Важно также организовать каркас из арматуры. Бетон нужно подавать слоями и уплотнять.
3. Устройство ростверка. Его высота не менее 30 см, ширина не менее 40 см.

В завершение все швы заполняют цементным раствором.

Плюсы и минусы

Виды винтовых свай

Преимущества обустройства свайно-винтового фундамента:

• небольшая трудоемкость работ;
• отсутствие риска проседания сооружения вследствие повышения уровня грунтовых вод или пучения грунта;
• подходит для почв любого типа;
• сокращение расходов на возведение фундамента;
• уменьшение объема земляных работ;
• высокая скорость проведения строительства;
• возможность обустройства в любое время года;
• экономность.

Среди недостатков – трудности с подведением коммуникаций, невозможность обустройства подвала. При возведении конструкции требуется изготовление ростверка.

Свайный фундамент – отличное решение для небольших легких домов, если они строятся на пучинистых или слабых грунтах. Однако к его проектированию нужно подойти ответственно.

Преимущества и недостатки фундамента на винтовых сваях

Растущая популярность свай винтового типа объясняется относительно невысокой стоимостью, простотой монтажа и хорошей устойчивостью собранной опорной конструкции. На сегодняшний день это единственный вид фундаментной опоры, которую можно возвести за 5-7 дней своими руками и без применения специальной строительной техники. Причем большая часть этого времени уходит на застывание бетона в монолитном ростверке.

Однако следует сразу заметить, что фундамент на винтовых сваях может быть использован только для строительства небольших одноэтажных жилых домов или легких хозяйственных построек. Его конструктивные особенности определяют плюсы и минусы использования такой системы, которые и будут подробно рассмотрены далее.

Что такое винтовая свая

Это стальная труба, в нижней части которой приварены спиралевидные лопасти, а верхней предусмотрено наличие фиксатора или отверстий для закрепления поворотных рычагов. Монтаж свай происходит путем простого вкручивания их в землю, как обыкновенного самореза, до момента достижения твердых слоев грунта ниже точки промерзания.

Возможные варианты исполнения

Самые простые изделия имеют в нижней части косой срез и две короткие лопасти с охватом не более одного оборота поверхности трубы. В таких моделях, во время вкручивания, земля попадает внутрь трубы и в дальнейшем не позволяет залить в полость бетон. Минусы винтового фундамента такой конструкции заключаются в том, его можно применять только для возведения временных зданий и сооружений.

Для фундаментов длительной эксплуатации изготавливают сваи с установкой конусного наконечника. Ввинчивать такое изделие труднее, но земля в этом случае внутрь не попадет, создавая возможность укрепления опоры бетоном.

Более дорогие модели выполнены в виде больших шурупов. Их нижний край заострен, а направляющие лопасти доходят до одного метра по длине трубы.

а – самые распространенные, широколопастные сваи; б – сваи с повышенной несущей способностью; в – узколопастные сваи для каменистых грунтов; г – специальные сваи для использования в условиях вечной мерзлоты.

Самые дорогие, но и самые качественные, сваи имеют винтовой оголовок в виде отлитого в форме монолитного изделия. Они обладают повышенной прочностью и устойчивостью к воздействию ржавчины.

Для изготовления свай могут быть использованы обыкновенные водогазопроводные трубы или прокат из легированной и нержавеющей стали. В зависимости от применяемых для изготовления материалов определяется товарная стоимость изделий.

Защита от коррозии

Для обеспечения защиты от ржавчины, поверхность трубы покрывается цинком или другим защитным материалом. Однако, в большинстве случаев, во время монтажа сваи путем вкручивания в грунт, это покрытие повреждается, отчего процесс коррозии будет неизбежным. Для того, чтобы увеличить долговечность конструкции, во внутреннюю полость трубы устанавливается стальная арматура и заливается бетонная смесь.

Винтовые сваи из легированных нержавеющих сталей в дополнительной защите от коррозии не нуждаются, но и стоят они значительно дороже.

Варианты монтажа свай.

Основные критерии выбора свай

При определении оптимального варианта конструкции сваи следует учитывать:

• типы грунта в горизонтальном разрезе по результатам инженерно-геодезических изысканий или контрольного бурения;
• уровень грунтовых вод с учетом сезонных колебаний;
• возможную глубину промерзания почвы;
• постоянную и сезонную влажность грунта;
• общий вес строительных конструкций возводимого здания;
• запас длины свай на возможность горизонтального выравнивания в одной опорной плоскости.

Определение этих параметров позволяет определить преимущества и недостатки материала в каждом конкретном случае и сделать правильный выбор относительно длины трубы, конструкции лопастей, наличия заостренного оголовка и сорт стали, из которого изготовлена свая.

Преимущества применения винтовых свай

Как уже говорилось выше, главный плюс винтового фундамента заключается в быстром и простом монтаже без использования специальной строительной техники, но, кроме этого, здесь следует отметить:

• большую несущую способность, которая зависит от диаметра трубы;
• значительное снижение затрат на возведение фундаментной части здания;
• отсутствие необходимости планировки и организации подъездных путей;
• экологическую чистоту конструкции, без нарушения естественного строения грунта;
• возможность устройства фундамента на всех типах грунтов, кроме каменистых и скальных;
• простую обработку и выравнивание оголовков при устройстве опорной ростверковой рамы;
• возможность использования монолитных бетонных балок или фасонного металлопроката для устройства ростверка;
• возможность применения этого типа фундамента в любой климатической зоне;
• долговечность конструкции при соблюдении технологии монтажа и принятии мер по защите от коррозии;
• отсутствие комплекса подготовительных и земляных работ при возведении фундамента;
• универсальность конструкции, позволяющей использовать винтовые опоры для различных конструкций;
• возможность расширения площади основания со временем.

Такой большой перечень положительных факторов привлекает внимание многих застройщиков. Но, для полноты картины, теперь следует рассказать о недостатках фундамента из винтовых свай.

Конструктивные и эксплуатационные недостатки

Самым большим минусом свайно винтового фундамента является материал, из которого он изготовлен. Любой металл, даже высоколегированный, хоть и в меньшей мере, но подвержен воздействию коррозии. Поэтому металлические сваи имеют ограниченный срок эксплуатации. Изделия из водогазопроводных труб останутся в рабочем состоянии до 30 лет, а из нержавеющей стали — 50-60 лет.

Нанесенный на черные трубы защитный цинковый слой частично повреждается во время монтажа и даже слабокислые грунты начинают постепенно разрушать металл. Для усиления конструкции во внутреннюю полость заливают армированный бетон, но эта мера все равно будет временной. Слабый слой ржавого металла нарушит устойчивость конструкции и ослабит ее.

Однополостная свая.

Хорошим решением этой проблемы может стать применение литых свай из высоколегированной стали. Однако стоят такие изделия весьма дорого. К сожалению, вечных свай пока еще не изобрели и поэтому застройщик должен самостоятельно выбирать для себя наилучшее соотношение между долговечностью конструкции и стоимостью материалов.

Кроме коррозионных воздействий на опорные элементы, фундамент на винтовых сваях имеет минусы, происходящие из эксплуатационных и конструкционных особенностей, а именно:

• невозможность устройства подвального помещения;
• необходимость дополнительного строительства цокольной стенки и сложной отмостки для защиты подпольного пространства от проникания влаги и снега;
• наличие холодного подпола, требующего дополнительного утепления полов в здании;
• ограничение этажности дома и невозможность использования железобетонных плит перекрытия из-за их большого веса;
• применение тонкой стали в конструкции шнековых лопастей приводит быстрому их износу в период эксплуатации, что в итоге снижает уровень устойчивости;
• возможность просадки отдельных свай при неравномерной структуре грунта;
• необходимость приложения больших физических усилий при монтаже;
• отсутствие (на сегодняшний день) точной методики расчета этого типа фундамента.

Кроме этого, следует учитывать человеческий фактор, допускающий брак.

Винтовые сваи должны быть установлены строго вертикально. Максимально допустимое отклонение всего — 2 градуса.

Неправильная установка может нарушить устойчивость конструкции, особенно в пучинистых и подвижных грунтах.

Подведение итогов

Положительных качеств у винтовых свай достаточно много и все они весьма привлекательны для частных застройщиков. Ведь возможность быстрого и недорогого строительства всегда является одним из важнейших факторов при выборе фундаментной конструкции. И если бы не проблемы с коррозией, то сваи можно было бы назвать универсальными.

Рассматривая вопрос целесообразности применения свай, следует учитывать степень кислотности почвы. Для получения информации о кислотном состоянии, вы можете сдать пробу грунта в агролабораторию.

Возможно и самостоятельное определение. Для этого возьмите немного грунта и полейте на него обычный столовый уксус. Если в результате будут образовываться пузырьки, то это значит, что почва содержит известь и является нейтральной или слабокислой. Если результат обратный, то придется приобретать сваи из нержавеющей стали или выбирать другую конструкцию фундамента. Иначе гарантии долговечности постройки не будет.

Невозможность строительства подвала можно частично компенсировать устройство погреба, размер которого будет меньше внешнего периметра, так как необходимо оставить слой грунта не менее 700 мм от сваи до каменной стенки.

Такое помещение не является полноценным подвалом, но может быть использовано для хранения запасов.

Существует возможность механизации вкручивания свай в землю. Для этого используют буровые установки на автомобильной платформе, с помощью которых бурят водяные скважины. В случае привлечения такой техники, все работы по монтажу свай можно выполнить за один день.

Поэтому можно сказать, что, несмотря на имеющиеся недостатки, винтовые опоры могут быть использованы в строительстве и во многих случаях могут оказаться наилучшим решением для строительства одноэтажного здания, например, каркасного типа. Особенно это относится к заболоченным и осадочным грунтам. Необходимо только соблюдать технологию и постараться обеспечить сваям максимально возможную защиту от воздействия коррозии.

Фундамент на винтовых сваях: плюсы и минусы

Фундамент на винтовых сваях все шире применяется для возведения жилых частных домов и построек различного назначения. Использование опор, которые погружаются в грунт вращением, позволяет сократить сроки обустройство фундаментных оснований. Но винтовые сваи нельзя назвать универсальным решением – данный тип фундамента имеет ряд недостатков и ограничений в применении.

Особенности конструкции

Винтовая свая состоит из стальной трубы и лопасти, приваренной к ее нижнему концу – по конструкции это бур, способный эффективно ввинчиваться в грунт. Винтовой наконечник, оснащенный лопастью, является ключевым элементом сваи.

В ходе монтажа он выполняет функцию механизма, ответственного за погружение сваи, а затем служит опорой, передавая на грунт нагрузки от построенного сооружения. Одновременно с этим лопасти превращают сваю в подобие анкера, не давая ей сместиться вверх под воздействием подвижек грунта при морозном пучении.

В первую очередь это актуально при возведении небольших деревянных строений на глиноземных грунтах с высоким уровнем насыщения водой. Железобетонный фундамент, даже заложенный ниже уровня промерзания, будет выталкиваться наверх морозным пучением – воздействие в этом случае идет по касательной к конструкции сбоку. У легкой постройки не хватает массы, чтобы уравновесить воздействие.

Расширение опоры стальной сваи (лопасть) в нижней ее части располагается ниже уровня промерзания и надежно сцеплено с грунтом. Силы морозного пучения, воздействующие на само тело сваи, не могут ее вытолкнуть наверх. При этом стальная труба не деформируется, поскольку при касательном воздействии морозного пучения нагрузка составляет не более 0,2 МПа, а показатель предела прочности на растяжение у стали – от 330 МПа.

Сфера применения

Основная область использования винтовых свай – обустройство экономичных фундаментных оснований для построек хозяйственного назначения и частных деревянных домов, возведение ограждающих конструкций.

Маркировка изделий указывает на типоразмер винтовых свай. Первая цифра – диаметр ствола в миллиметрах, вторая – диаметр винтовой лопасти. При выборе типоразмера учитываются эксплуатационные нагрузки на фундамент:

• диаметр 76 мм — для легких ограждающих конструкций;
• диаметр 89 мм – для веранд, навесов, беседок, столбов из кирпича;
• диаметр 108 мм – легкие дома из бруса, бревна, каркасные постройки;
• диаметр 133 мм – тяжелые дома из бревна, постройки из пенобетонных и газобетонных блоков.

Винтовая свая – несущий элемент фундаментного основания, ее главной функциональной частью является винт (наконечник с лопастью). От его параметров зависят эксплуатационные свойства фундамента. Производители предлагают винтовые сваи двух типов: со сварным или литым наконечником.

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.

Литой наконечник

Литые винты для свай изготавливаются только в производственных условиях, благодаря чему есть возможность отслеживать качество изделий. При этом применяется технология точного литья в вакууме, материалом изготовления служит высокопрочная сталь СТ-35, СТ-25. Готовые изделия проходят термообработку для повышения прочностных характеристик.

Цельнолитые наконечники по сравнению со сварными характеризуются:

• точностью геометрических параметров;
• более высокой толщиной лопасти (13 мм против 5 мм для сварных, если сравнивать толщину основания лопасти диаметром 300 мм);
• погружением в грунт без деформации о встречающиеся мелкие камни и строительный мусор.

Цельнолитой наконечник вставляется в нижнюю часть трубы и обваривается по окружности. Такая конструкция обладает высокой несущей способностью и может применяться для возведения тяжелых бревенчатых домов (при условии правильно выбранного диаметра сваи).

Стоимость опорного элемента с литым наконечником приблизительно на 25% превосходит стоимость сварных изделий. Если для строительства выбрать сваи из стальных труб с качественной оцинковкой и внешним антикоррозийным полимерным покрытием, опоры для фундамента способны прослужить порядка сотни лет.

Антикоррозийная обработка самому литому наконечнику не требуется – защитный слой с рабочей части стирается о грунт в процессе завинчивания. Толщины и качества лопасти хватает для того, чтобы процесс коррозии не влиял на надежность и долговечность конструкции.

Обратите внимание: изделия с литыми наконечниками выбирать следует очень внимательно. Нарушение технологии производства ведет к снижению качества изделий и их надежности – к примеру, для снижения себестоимости готовые наконечники не подвергают термообработке или используют металл низкого качества. Такое литье отличается хрупкостью и наконечник не способен выполнять свои функции. На рынке можно встретить и подделки под литье.

Приобретать винтовые сваи с литыми наконечниками рекомендуется напрямую у надежного производителя, проверив сертификаты на изделия. Чтобы гарантировать надежность фундамента, монтажные работы проводят с применением специализированной техники и в процессе контролируют силовой момент закрутки опорных элементов. Если установка свай производилась собственными силами, по окончании монтажных работ для каждого элемента проводится испытание давлением.

Сваи из НКТ

В отдельную категорию можно выделить винтовые сваи сварного типа, изготовленные из насосно-компрессорной трубы (НКТ). Для их изготовления применяется толстостенная труба (6,5-7,5 мм) из стали, устойчивой к коррозии. Сварная лопасть выполняется из высокопрочной конструкционной стали.

Строительство фундамента с использованием винтовых опор из НКТ по стоимости приближается к обустройству оснований на железобетонных буронабивных сваях. Однако существенным преимуществом является возможность выполнить фундаментные работы в короткие сроки, в том числе на сложных грунтах.

Разновидности фундаментных оснований

При помощи винтовых опор можно сооружать фундаментные основания нескольких типов:

• свайная лента (опоры располагаются под будущими стенами и скреплены ростверком – горизонтальными балками из дерева, металла, либо железобетона);
• стандартный вариант – опора вкручивается под каждую колонну или несущий элемент каркаса;
• свайное поле – опоры располагаются с одинаковым шагом по всей площади будущего фундамента;
• одиночные элементы – опоры используются для поддержки отдельных частей постройки (террасы, крыльца с навесом и т.д.).

Свайно-винтовой фундамент: плюсы и минусы

К преимуществам использования винтовых свай относятся:

• быстрый и недорогой монтаж – справиться с установкой опорных элементов можно за один день;
• погружение элементов в грунт без использования спецтехники, если позволяют свойства грунта;
• минимальный объем земляных работ – вынимать грунт под опоры практически не требуется;
• возможность строительства на большинстве грунтов (за исключением скальных и болотистых);
• ведение работ в любое время года – опорные элементы вкручиваются даже в мерзлый грунт;
• сокращение сроков строительства – ростверк монтируется сразу после установки опор, и если он не из монолитного бетона, можно сразу приступать к возведению стен;
• минимальный объем вспомогательных работ, связанных с вывозом лишнего грунта и уборкой мусора;
• экономия – стоимость свайно-винтового фундамента на 60-70-% ниже ленточного;
• возможность использования при строительстве на сложном рельефе – нет необходимости выравнивать площадку, строительство можно вести на склоне, используя сваи различной длины.

Минусы свайно-винтового фундамента:

• металл подвержен электрохимической коррозии и со временем разрушается;
• скорость разрушения повышается в несколько раз, если в грунте распространяются блуждающие токи из-за повышенной насыщенности воды и расположенных неподалеку электротехнических объектов (электрическая подстанция, железная дорога, антенна сотовой связи и т.д.);
• в процессе установки опора может деформироваться, лопасть оторваться;
• винтовой фундамент не дает возможность построить дом с подвалом;
• требуются серьезные меры по утеплению пола.

Заключение

Основная часть недостатков фундаментов данного типа связана с низким качеством или неправильным выбором винтовых свай. Качественные опорные элементы, выбранные с учетом нагрузок и характеристик грунта, способны служить десятки лет, о чем свидетельствует зарубежный опыт.

Если планируется построить жилой дом, не следует экономить на качестве винтовых свай для фундамента – это должны быть опоры с литым наконечником, толстым слоем оцинковки самой трубы и надежным полимерным внешним покрытием.

Плюсы и минусы свайно-винтового фундамента

Свайно — винтовые фундаменты долгое время использовали для возведения различных сооружений военные.

Однако, сейчас они стали активно применяться в гражданском строительстве, хотя до сих пор плюсы и минусы свайно — винтового фундамента активно обсуждаются специалистами и строителями-любителями.

Конструктивные особенности

Несущим элементом свайно – винтового фундамента является винтовая свая. Она представляет собой стальную трубу с заостренным наконечником и наваренной на него винтовой лопастью.

Наконечник может быть литым или сформованным из тела трубы. Наконечник с лопастью – винт – передает нагрузку от надземной части строения на грунт и одновременно играет роль опоры сваи.

Кроме того, винтовой наконечник препятствует выдавливанию сваи из грунта при его промерзании. Данная функция особенно важна при строительстве легких конструкций (например, деревянных) на водонасыщенных глинистых участках.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что винтовой наконечник является самой ответственной частью сваи, поэтому все плюсы и минусы винтового фундамента зависят от его характеристик.

Преимущества свайно-винтовых фундаментов

Основными преимуществами свайно-винтовых фундаментов являются:

• скорость монтажа: установить сваи под дом средних размеров можно всего за один день;
• нетребовательность к рельефу строительной площадки: даже на холмистой местности можно возвести винтовой фундамент без проведения земляных работ, а следовательно, и без нарушения ландшафта. Перепад высот участка компенсируется правильно подобранными длинами свай;
• возможность строительства на грунтах любого типа;
• легкость монтажа свай: в большинстве случаев их можно вкрутить в грунт вручную при помощи специального ключа;
• небольшая стоимость: свайно-винтовой фундамент обходится на 70% дешевле ленточного;
• независимость проведения строительных работ от времени года: винтовые сваи отлично вкручиваются в грунт при любой степени промерзания;
• возможность начала строительства надземной части здания сразу после монтажа фундамента.

Немаловажное значение имеет и уменьшение объемов вспомогательных работ: в процессе монтажа свайно-винтового фундамента не образуется строительный мусор.

Недостатки свайно-винтовых фундаментов

Возводить дом на винтовых сваях можно, имея на руках доказательства их хорошего качества (сертификаты, паспорта, протоколы заводских испытания и т.д).

Недостатком свайно-винтового фундамента является и подверженность металла электрохимической коррозии.

Если в радиусе 50 метров от дома проходит железная дорога, стоит электроподстанция или сооружения сотовой связи – срок эксплуатации сваи сократится из-за повышенного уровня блуждающих токов в грунте (если он водонасыщенный).

Дом, возведенный на винтовых сваях, не имеет подвала, что также можно отнести к недостаткам фундамента данного типа. Можно сваи обнести по периметру кирпичной кладкой, но в зимний период такое помещение вряд ли будет теплым.

Расчет

Целью расчета свайно – винтового фундамента является определение минимального количества винтовых свай

.

Шаг 1: определение общей нагрузки на фундамент

В состав общей нагрузки входят:

• вес здания: он определяется как сумма весов всех строительных материалов, которые входят в состав стен, крыши и других частей здания;
• полезная нагрузка, возникающая при эксплуатации помещения. Согласно СНиП 2.01.07-85*, на каждый квадратный метр жилого здания приходится 150 кг полезной нагрузки. Для офисных помещений данный параметр составляет 200 кг/кв. м;
• снеговая нагрузка: для III снегового района РФ она принимается за 180 кг на квадратный метр поверхности крыши.

Полученная сумма увеличивается на 1,1 – 1,2 (коэффициент запаса).

Шаг 2: определение грузонесущей характеристики грунта

Данный параметр определяет максимально возможное нагружение винтовой сваи. Для его расчета необходимы данные геологических исследований.

Частные застройщики зачастую таких документов на руках не имеют, в таком случае можно воспользоваться значением минимально допустимой нагрузки на сваю, которое указывают производители в сопроводительной документации.

В таблице приведены примерные величины допустимой нагрузки на сваю и рекомендации по применению в зависимости от диаметра ее ствола:

Примечание: в таблице указана усредненная допустимая нагрузка свай. Данный параметр зависит от марки стали, толщины стенки и некоторых других особенностей производства изделия.

Шаг 3: определение минимального количества свай

Минимальное количество свай определяется с помощью простейшего арифметического действия: общая нагрузка делится на минимально допустимую нагрузку выбранной сваи.

Полученная величина корректируется, исходя из требования: расстояние между сваями должно составлять 1,5 – 3 метра.

В этой статье вы узнаете все самое нужное про строительство свайного фундамента с ростверком.

Срок эксплуатации

Практически все производители винтовых свай обещают высокую долговечность своей продукции – до 150 лет. С этим можно было бы согласиться, если бы металл находился в идеальных условиях. Но учитывая множество факторов, которые способствуют увеличению скорости развития коррозии, с данным утверждением можно поспорить.

Если учесть, что коррозии труба подвергается изнутри и снаружи, результаты анализа получаются неутешительными: срок службы свайно – винтового фундамента составляет всего 30 лет (если металл не имеет защитного покрытия).

Продлить жизнь сваям можно примерно до 100 лет, если трубу изнутри и снаружи покрыть битумом, применить горячее или холодное цинкование.

Но и эти мероприятия помогут только на слабокоррозионных грунтах. К тому же внутри металла через несколько десятков лет (60 или 70) могут начаться процессы разрушения, незаметные снаружи.

Наиболее реальная оценка срока службы винтовых фундаментов – 40-70 лет.

Видео о плюсах и минусах свайно — винтового фундамента