Как правильно выбрать винтовые сваи?

Утепляем фундамент на винтовых сваях

Чтобы пол в доме был теплый, его необходимо утеплить еще на стадии работы с фундаментом. Для этого после завершения всех, согласно технологии возведения фундамента, работ, следует утеплить сам фундамент сверху. Армируйте фундамент при помощи деревянных досок по периметру основания. Теперь можно перейти к работам по утепления фундамента и, соответственно, пола.

Для утепления фундамента на винтовых сваях следует выполнить действия, согласно технологической карте утепления винтового фундамента.

1. В первую очередь нужно сделать патрубок. Для этого на подготовленное из деревянных досок ложе выкладываем слой утеплителя и заколачиваем его еще одним слоем досок. Как вариант, подготовленное ложе заливаем слоем бетона толщиной не менее 5 см. Для этого подготавливаем опалубку и заливаем в нее раствор.

2. Если утепление производилось путем наложения изолирующего слоя из утеплителя и слоя досок, можно начинать возведение дома. Если подготовленное ложе заливалось бетоном, через 28 дней можно начинать утеплительные работы. Положите на слой бетона изоляционный материал (можно использовать пенопласт или минеральную вату) и прибейте его досками. Доски должны образовать ровную поверхность.

3. Возводим каркасный дом своими руками.

4. После того, как сам дом возведен, можно начинать работы по внешнему утеплению (укреплению) фундамента. Для этого весь периметр фундамента нужно обнести изоляционным материалом. Лучше использовать пенопласт. Пропитайте его специальной грунтовкой для придания прочности и повышения гидроизоляции. Если вы используете минеральную вату, нужно дополнительно закрепить ее сплошной деревянной конструкцией.

5. После того, как теплоизоляция осуществлена, нужно подготовить поверхность для усиления фундамента камнем. Камень – материал тяжелый, поэтому следует тщательно подготовить поверхность.

6. Облицовываем поверхность фундамента камнем.

После того, как все работы по облицовке завершены, фундамент можно считать готовым. Дайте фундаменту еще несколько суток, чтобы устояться и приобрести прочность. Затем можно начинать работать над дополнительными конструктивными элементами. Например, погребом.

Изначально план погреба должен быть заложен в проекте здания. С учетом его конструкции, на начальном этапе выполняются работы по подготовке котлована и его обработке по технологической инструкции об обустройстве теплого погреба. Заранее выбирается место выхода на поверхность и в этом случае утепление подразумевает слой бетона, а также в проекте учитывается несущая конструкция для подвального помещения. Чаще всего это обычные рельсы. Делать погреб, если он не учтен в проекте изначально, нельзя, иначе вы рискуете остаться без домика.

Существуют и альтернативные методы выполнения работ по монтажу винтовых свай своими руками. Однако вышеприведенный способ отличается относительной простотой и эффективностью, что позволяет монтировать винтовые сваи своими руками с минимальной поддержкой специалистов.

Рассчитываем ростверк

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

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:

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.

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.

Типы и виды винтового фундамента

Изучая винтовые сваи, можно поразиться их разнообразию. Именно их разновидности обуславливают наличие разных типов винтового фундамента. Материал подготовлен для сайта www.moydomik.net

1. Фундамент на литых или на сварных сваях

• литые сваи – это изделия, наконечник которых отлит вместе со стволом. Фундамент на литых сваях будет наиболее прочен;
• сварные сваи – в этом случае наконечник с лопастями приварен к стволу сваи. Критической точкой здесь является качество сварки и дополнительная обработка сварного шва.

2. Фундамент на широколопастных или узколопастных сваях

Вид лопасти определяется типом грунта на участке.

• узкие лопасти – для использования в мерзлых грунтах. Такой наконечник погружается в почву без перекоса и намного быстрее стандартного;
• лопасти крупного диаметра (стандартные) – для нормального, обводненного и склонного к пучению грунта;
• средние лопасти – для почвы, содержащей много влаги.

Срок эксплуатации винтового фундамента

В рекламных проспектах производителей и монтажных бригад значится, что срок эксплуатации свайных фундаментов составляет 100-150 лет, а то и все 200. Но если объективно рассматривать влияние условия эксплуатации и характеристики сваи, то можно с уверенностью утверждать, что гарантийный период службы свай от проверенного производителя составит 50 лет.

На длительность периода будут влиять следующие факторы:

наличие бетона во внутренней полости сваи. Вопреки устоявшемуся мнению, наличие бетона в стволе сваи не повышает ее устойчивость, но препятствует доступу воздуха во внутреннюю полость и исключает развитие коррозии;

наличие и толщина нанесения антикоррозионного состава. Мастера рекомендуют покрывать сваю дополнительно перед установкой. В соединении с заводским покрытием это снижает риск нарушения покрытия в процессе завинчивания сваи;

вероятность повреждения покрытия в почве. Высока при наличии камней и твердых предметов в грунте. Если грунт мягкий и слабокоррозионный, то серьезного урона небольшие царапины не нанесут, но если он содержит много воды или химически активный, то со временем на месте отсутствия покрытия будет образовываться ржавчина;

качество утепления. Многие пользователи считают, что если утеплить ростверк, то снизятся потери тепла через пол. Однако, в этом случае он будет подвержен появлению конденсата и соответственно, сырости. Поскольку фундамент на винтовых сваях относится к продуваемым, то утеплять нужно непосредственно пол, чтобы минимизировать теплопотери.

Отмечено, что без должного покрытия срок эксплуатации винтовой сваи составляет не более 30 лет. После этого периода ее несущая способность существенно снижается. А продление этого срока зависит от компании, выполняющей монтаж и собственника, выполняющего уход за свайным фундаментом.

Заключение

Строительство винтового фундамента популярно среди индивидуальных застройщиков, ведь он способен обеспечить надежность и высокую несущую способность основанию частного дома. При этом позволяет минимизировать затраты времени и денег на устройство, а также не исключает выполнение работ по закручиванию свай и обустройству ростверка своими руками.

Вес, масса и размеры винтовых свай

С помощью представленной таблицы можно определить, сколько весит винтовая свая определенных размеров.

Если Вам нужно рассчитать вес и объем винтовых свай, например для их дальнейшей транспортировки, то воспользуйтесь онлайн-калькулятором объема и веса.

При проектировании свайно-винтового фундамента первоначально рассчитывается необходимое количество свай, их длина и диаметр.

Следует учитывать, что размеры свай влияют на несущую способность фундамента. Например, свая диаметром 76 мм, в зависимости от прочих параметров, имеет несущую способность до 3 т. Несущая способность сваи диаметром 108 мм составляет от 5 до 7 т.

При этом все свай практически не влияет на несущую способность.

Винтовые сваи состоят из следующих элементов:

• стальная труба;
• лопасти (литые или сварные).

Соответственно, чем больше длина и диаметр трубы, тем больше масса свай.

Количество и размеры винтовых свай зависят от следующих факторов:

• тип и глубина промерзания грунта;
• уклон местности;
• расчетная нагрузка на фундамент;
• провисание материала ростверка (СНиП II-23-81).

Размеры и масса винтовых свай: соответствие нормативным документам

Размеры винтовых свай, их масса, а также характеристики материалов, из которых изготовлены сваи и свайные ростверки, должны определяться в соответствии с требованиями следующих нормативных документов:

Классификация свай по размеру

В первую очередь сваи различают по диаметру трубы, выступающей в качестве тела сваи. Обычно используются бесшовные трубы диаметром от 57 до 133 мм и выше, с толщиной стенки от 4 мм.

Наиболее ходовые размеры трубы в сочетании со стенкой:

• 57х4
• 73х4
• 76х4-5
• 89х4-5
• 108х4-6
• 133х4-6

Кроме сечения труб, сваи могут различаться по стандартной длине. Типовые сваи для постройки габаритных сооружений обычно производятся длиной порядка 2,5-3 метров. Этого обычно достаточно, чтобы свая уходила в грунт на глубину ниже точки промерзания почвы. На территории России этот параметр варьируется от 1,5 до 2,5 метров. В этом случае  свая выступает над поверхности земли на 50-70 см, и обрезается по уровню плоскости фундамента с учетом возможного небольшого уклона на участке.

Нужна ли бетонная инъекция в тело сваи

Наиболее эффективны СВС в болотистой местности, на сложном рельефе. Однако полая конструкция, даже при герметично приваренном оголовке покрывается влагой изнутри. Для предотвращения этого используется специальная защита – наполнение тела сваи бетоном после погружения на проектную глубину. Обычно используют несколько технологий:

• сухая смесь – фасованный пескобетон М 300, который при контакте с конденсатом самостоятельно цементируется внутри изделия;
• товарный бетон – классическая заливка через воронку, технология имеет существенный недостаток – наличие пустот, каверн внутри смеси;
• пескобетон – марок М 300 – М 400, ввиду отсутствия крупного наполнителя, пустот в бетоне практически нет;

Кроме того, бетонные инъекции позволяют повысить пространственную жесткость конструкции, что актуально для свай с толщиной стенки 3 – 4 мм. Чем чаще шаг свайного поля, тем больше потребуется изготовить бетонной смеси. В нормальных условиях (диаметр тела 11 см) расход материала составляет 8 л/м.

Как рассчитать длину сваи рассчитать длину сваи

Для расчетов важно знать толщину плотного слоя почвы и глубину промерзания

Для расчетов важно знать толщину плотного слоя почвы и глубину промерзания Размеры винтовых свай напрямую влияют на их стоимость. От решения вопроса о том, сколько метров свая будет длиной зависят затраты на их приобретение и установку

При определении их длины руководствуются следующими факторами:

• глубина залегания плотного слоя почвы;
• глубина промерзания почвы; глубина погружения лопастей;
• расстояние от верха опоры до монтажных отверстий;
• высота цоколя. Рассмотрим каждый фактор по отдельности.

Глубина залегания плотного слоя грунта толщина плотного слоя

Для возведения фундамента необходимо знать, на сколько метров в глубину следует погрузить стержень, чтобы достичь несущего пласта земли.

В районном отделе архитектуры или в аналогичном учреждении можно взять копию вертикальной съёмки залегания грунтов в месте строительства. На вертикальной съёмке будет видно, на глубине скольких метров залегают плотные слои грунтов.

Если нет такой возможности, используют ручной бур для получения образцов грунта.

Глубина промерзания почвы промерзание почвы

Для фундамента важно, на сколько метров в глубину промерзает почва. По величине промерзания почвы определяют, сколько метров составляет толщина почвы, подверженная пучению

Следует иметь в виду, что не все типы почв подвержены морозному пучению.

Длина стержней должна позволять её нижнему концу находиться ниже уровня промерзания почвы.

Если ввинченный стержень будет находиться в зоне промерзающего слоя земли, то его будет выталкивать наверх, увеличенная в объёме замёрзшая земля. Это может вызвать серьёзные повреждения фундамента строения.

Глубина погружения лопастей сваи

Лопасти должны обязательно достигать плотного слоя грунта. От того на сколько метров будет погружена в несущий слой почвы свая, зависит положение верхнего края лопасти. Верхняя кромка лопасти должна находиться в плотном слое грунта. Учитывая расстояние от лопасти до нижнего конца стержня, можно определить длину сваи от поверхности земли до кончика острия. О том, как установить винтовые сваи по уму, смотрите в этом видео:

Основные размеры винтовых свай

В течение последних 10 лет свайные фундаменты пользуются большой популярностью в России. Этот тип основания зарекомендовал себя как надежный и долговечный. Для устройства фундаментов производятся сваи разных размеров, отличающиеся диаметром, назначением. Рассмотрим основные виды данных изделий.

Свая диаметром 57 мм

Несущая способность изделия составляет от 800 кг. Может выдерживать нагрузки, несмотря на пучение почвы. Закладывать элемент можно на переувлажненных грунтах, неровных поверхностях.

• Этот тип стержней используют при возведении заборов, легких хозяйственных построек (бытовок, гаражей, беседок).
• Свая отличается небольшим размером, поэтому установку можно производить вручную, без применения спецтехники.
• Срок службы изделий составляет более 90 лет за счет устойчивости к агрессивным климатическим воздействиям.

Способна выдерживать нагрузки от 1,4 тонн. Элементы пользуются повышенным спросом благодаря устойчивости, возможности установки на торфяных участках, в заболоченных местах.

• Изделия предназначены для устройства заборов, гаражей, возведения бань, дачных домиков. Также они востребованы при возведении речных причалов, пирсов, в качестве вспомогательных опорных конструкций.
• Устанавливаются с применением спецтехники, в некоторых случаях допускается ручная установка при наличии определенных навыков.

Отличается высокой несущей способностью, способна выдерживать нагрузки от 3,5 тонн.

• При помощи изделий закладывают фундамент для строительства каркасно-щитовых построек, бревенчатых и брусовых домов. Такие элементы могут использоваться при возведении тяжелых ограждений, ангаров.
• Устанавливаются только механическим способом с привлечением техники.

Имеет несущую способность от 6 тонн.

• Применяется при сооружении крупных объектов из кирпича, газобетонных блоков или при строительстве монолитных домов.
• Чтобы установить изделия, необходимы специальные знания, опыт, а также спецтехника.
• Монтаж можно производить в любое время года на любой местности.

Чтобы точно определить, какие винтовые сваи потребуются для сооружения объекта, нужно обратиться к специалистам для проведения дополнительных расчетов.

Предназначение

Такая разработка появилась неслучайно, ведь всем известно, что для легковесных сооружений зимнее пучение оборачивается серьезной проблемой, особенно если речь идет о строительстве деревянного дома на водянистой глинистой земле. Даже заглубление опоры ниже линии промерзания может не дать желаемого результата, так как малый вес постройки не противодействует существенным силам пучения, действующим на нижний сегмент основы, и она полностью или частично выталкивается вверх. И только благодаря расширению, которым снабжены винтовые сваи типа шуруп, удается избежать подобных неприятностей.

Свайно-винтовой фундамент

Плотный слой грунта надежно удерживает лопасть, и металлический штырь остается на своем месте. Здесь можно не беспокоиться о разрыве сваи, так как прочностные характеристики стали на растяжение соответствуют 330 – 600 МПа, в то время как силы пучения не превышают 0,2 МПа.

Что нужно знать до начала работ:

• габариты и вес будущего дома;
• вес строения;
• уровень грунтовых вод и вероятность подтопления (для домов, расположенных близ водоемов);
• тип почвы и степень её химической активности;
• монтаж винтовых свай не требуют применения специального оборудования, работы по закручиванию стандартных свай на глубину промерзания (более 1,4 м.п. для большей территории РФ) можно выполнить ручным трудом;
• место расположения плотного несущего грунта (определяется расчетами или пробным бурением);
• место расположения магистралей (вода, канализация, газ и т.п.);
• ветровую и снеговую нагрузку в регионе;
• место установки каждой сваи. Традиционно сваи устанавливают по углам, в месте пересечения стен, в т.ч. внутренних, с равным шагом по периметру здания. В отдельных случаях проектируют свайное поле.

Таким образом, залогом правильного монтажа свайно-винтового фундамента является тщательное проектирование, обуславливающее правильный выбор вида свай, их количества и места установки.

Недостатки

Несмотря на многочисленные плюсы, такие опоры все же имеют и минусы, и в первую очередь – это меньший ресурс, нежели у бетонных элементов аналогичного назначения. Этот недостаток вызван тем, что металлические опоры подвержены коррозии, которую провоцирует влажность почвы. К тому же нередко можно столкнуться с откровенно некачественным товаром, выпущенным недобросовестным производителем, и от этого никто не застрахован. Экономия на материалах, применение сварки, отсутствие антикоррозийной обработки приводят к тому, что столь важный несущий элемент быстро разрушается.

Один из недостатков конструкции

Сколько смогут прослужить трубы, напрямую зависит от марки и толщины металла, степени обработки и состава антикоррозийного средства, качества шва в местах сварки, состава и водонасыщенности грунта. Выбрать действительно качественный товар можно руководствуясь сопроводительными документами:

• сертификатами;
• паспортами;
• протоколами производственных испытаний.

Неправильная эксплуатация, неверно подобранный диаметр опор, некорректно рассчитанный вес постройки или погрешности монтажа уменьшают ресурс изделия на несколько лет. К примеру, вы одновременно используете металлические сваи в качестве опор и заземлителя, но в случае аварийного обрыва нулевого проводника и утечки тока через стальной конус коррозийный процесс многократно усилится, и в первую очередь это произойдет в области сварного шва. Если рядом с участком, в пятидесятиметровой зоне, присутствуют электроподстанции, сотовые ретрансляторы, железнодорожные полотна, а грунт содержит большое количество влаги, свайно-винтовой фундамент будет постоянно подвергаться вредоносному воздействию (блуждающие токи, колебания грунта).

Принципы расчёта и проектирования

основана на принципе прохождения точечной опоры сквозь слабые слои почвы к плотным несущим пластам.

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

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

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

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

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

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

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

Как составить чертеж свайного поля?

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

При расстановке опор на приусадебном участке руководствуются следующими правилами:

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

Пример исполнительной схемы и план свайно-винтового фундамента:

Определение прочностных характеристик грунта

на одном участке в пределах небольшой площади может быть несколько типов почвы.

Поэтому перед строительством сооружений I и II степени ответственности, в том числе жилых домов, необходимо заказать геологические изыскания застраиваемой площадки.

Альтернатива процедуры – самостоятельный анализ почвы. Для этого бурят в земле несколько шурфов, чтобы взять образцы для анализа.

Затем визуально или экспериментальным путем для каждого образца определяют тип почвы и выбирают из справочной литературы расчетное сопротивление грунта. Нормативный документ СП 22.13330.2016 содержит такие данные. Таблица ниже отражает значение искомых параметров для наиболее популярных грунтов в российских регионах:

Тип почвы	Расчетное сопротивление, кг/см2
Пылеватые породы	2
Рыхлая почва с большим содержанием песка и глины	3,5
Песок мелкой фракции, гравий с глинистыми включениями	4
Галька с некоторым содержанием глины	4,5
Песок средней фракции	5
Глина, песок крупной фракции	6

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.

Как правильно выбрать шаг?

Расстояние между соседними силовыми элементами рассчитывают, исходя из количества свай, а также их диаметрами. Для этого вначале определяют проектные нагрузки и анализируют особенности конструкции.

В случае с одиночным и ленточным расположением за основу берут периметр постройки и делят на количество свай. Результат сравнивают с минимально и максимально допустимыми параметрами и, в случае необходимости, подбирают шаг.

Ошибки в расчете расстояния между опорными элементами приведут к перерасходу средств, либо к риску проседания стен, если несущая способность фундамента в местах с максимальной нагрузкой будет недостаточной.