Винтовые сваи
Основой такого фундамента являются опоры из металлических трубных заготовок с поверхностью, покрытой защитным антикоррозийным составом.
К нижнему, предварительно заостренному концу такой трубы привариваются винтовые лопасти, обеспечивающие возможность вворачивания (вкручивания) её в землю. Указанный способ монтажа свай примечателен тем, что при вворачивании трубных опор грунт под фундаментом не разрушается, а лишь частично уплотняется, что не снижает его несущей способности.
Различные виды фундаментных винтовых опор отличаются по следующим параметрам:
- диаметром трубного основания, зависящего от предполагаемой нагрузки на фундамент;
- длинной, шагом и шириной винтовых частей свай, выбор которых зависит от качества и характеристик грунта в месте застройки;
- наличием на вворачиваемых в грунт частях полноценных лопастей или имитирующей их винтовой нарезки.
Повышенные размеры лопастей выбираются в случае влажных и рыхлых грунтов.
Сваи с имитацией винтовой нарезки востребованы в северных регионах страны, где нежелательно разрушение слоёв вечной мерзлоты.
Вид и форма винтовой сваи зависит от конкретной фирмы-производителя.
Пошаговая инструкция по монтажу своими руками
Рассмотрим порядок действий при создании свайно-винтового фундамента.
Работы ведутся поэтапно, последовательность действий имеет строго определенную очередность:
Подготовка
Свайно-винтовой фундамент имеет важную особенность — он может быть создан на неровном рельефе, не требующем предварительного выравнивания (планировки).
Возможно строительство на склонах или в складках, что позволяет эффективно использовать неудобные с точки зрения традиционного строительства участки. Поэтому подготовительные работы можно свести к очистке участка от растений, посторонних мешающих предметов.
Произвести разметку,все точки установки свай отметить колышками. Затем на местах установки делаются небольшие (до 30 см) углубления, которые облегчают вход лопастей в грунт.
Плодородный слой почвы создает заметное сопротивление из-за обилия корней, стеблей растений и прочих препятствий, поэтому его лучше удалить.
Погружение свай
Установка винтовых свай производится либо вручную, либо механическим способом. Ручной монтаж возможен при наличии относительно мягкого грунта без техногенных включений или скальных обломков.
Диаметр стволов, доступный для ручного погружения, ограничен 87 мм.
Наиболее распространенные сваи диаметром 108 мм часто оказываются слишком трудны из-за высокого сопротивления грунта.
Машинный способ позволяет получить качественный монтаж винтовых свай, с соблюдением определенного угла, усилия завинчивания и глубины.
Мощность строительной техники позволяет свободно работать со сваями до 159 мм диаметром, чего вполне достаточно для строительства частного дома довольно большого размера.
Погружение свай производится на заранее заданную глубину. Обычно она определяется уровнем залегания плотных слоев, или сила сопротивления грунта превышает допустимое для данного ствола усилие, срывающее технологическое отверстие.
Свая, достигшая нужной величины сцепления с грунтом, вращается с большим усилием или вовсе прекращает это делать.
Пытаться продолжать вращение нельзя — сварка может не выдержать, лопасти оторвутся и свая станет неспособной к выполнению своих функций.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
При установке винтовых свай запрещается делать реверс — пытаться выкрутить ствол обратно. Это ослабляет сцепление лопастей с грунтом и исключает возможность повторного погружения в этом месте.
Обвязка
После установки всех свай выполняется подрезка. Это процедура, позволяющая подогнать высоту торчащих из грунта стволов к единому уровню, образовать из них ровную горизонтальную плоскость.
Устанавливают лазерный уровень с функцией построения плоскостей на необходимой высоте и отрезают лишние участки труб.
После подрезки внутренние полости свай заполняют бетоном, повышая их прочность.
Затем производят монтаж обвязки (ростверка) — пояса, соединяющего все сваи в единую систему и одновременно служащего опорным элементом для стен дома. Обрезанные верхушки накрываются оголовками с горизонтальными площадками, на которые устанавливаются металлические или деревянные балки.
Для фиксации на площадках имеются технологические отверстия под болтовые соединения.
ВАЖНО!
Иногда обвязка и ростверк представляют собой разные элементы. Обвязка выполняется ниже уровня монтажа ростверка и соединяет между собой все сваи, образуя систему наподобие решетки. Используются металлические отрезки швеллера или двутавра, приваренные к стенкам стволов.
Технология проектирования винтового фундамента
- Геодезического анализа участка;
- Определения общей массы возводимого сооружения;
- Определения сопутствующих воздействий на фундамент (эксплуатационных, снеговых);
- Определения грузонесущих возможностей одной опоры по грунту;
- Расчета требуемого количества свай;
- Составления схемы размещения свайного поля;
- Расчета ростверка.
Рис. 1.5: Нормативный вес элементов дома
виды нагрузок
- Снеговые (высчитываются посредством умножения площади кровли на удельную нагрузку на 1 кв.м. горизонтальной поверхности в конкретном регионе);
- Эксплуатационные (норма на 1 м2 умножается на площадь перекрытий дома).
Рис. 1.6: Карта снеговых нагрузок России
Рис
1.7: Расчетная формула несущей способности винтовой сваи
Важно: предварительно рассчитанные нагрузки на основание делятся на грузонесущие характеристики одной сваи. Так определяется количество свай в винтовом фундаменте
- Минимальное расстояние между опорами – 1.5 м., максимальное – 3 м;
- Обязательно наличие свай в углах и точках пересечения стен дома.
Рис. 1.8: Варианты обвязки винтового фундамента
Свайно-винтовой фундамент своими руками
Свайно-винтовой фундамент устанавливается в четыре этапа:
- Сперва размечается участок.
- Затем сваи погружаются и выравниваются.
- Полости заливаются бетоном.
- Заключительный этап — обвязка ростверком.
Поскольку установка СВФ не требует земляных работ, сделать разметку для фундамента не трудно: намечаются оси стен, перегородок и дополнительных конструкций путем установки кольев на небольшом отдалении от углов будущей постройки, а между ними натягиваются шнуры. На остальных этапах стоит остановиться подробнее.
Ввинчивание свай и выравнивание
Ввинчиваются сваи всегда по одному принципу, который не зависит от вида лопастей, наконечников и особенностей грунта.
Сначала в земле делаются направляющие приямки при помощи ручного или мотобура. Глубина скважин должна составлять 0.3-0.5 м, а в диаметре они должны быть чуть меньше лопастей. Так трубы можно более точно расположить и легче погрузить в землю.
Для ввинчивания в технические отверстия на сваях протягивается лом или труба с толстыми стенками нужного диаметра и при помощи силы двух человек сваи вкручивают в землю
Важно контролировать вертикальное положение конструкции при помощи строительного уровня
Для механического погружения понадобиться использовать спецтехнику.
Инструкция по закручиванию свай вручную
Сваи обвязывают ростверком в качестве которого выступают балки из дерева, бетона или металла. Для этого опоры фундамента должны располагаться в одной плоскости по горизонтали. Выравнивают сваи при помощи обрезки трубы болгаркой по заранее выполненной разметке.
Часто сваи вывинчиваются на этапе регулировки высоты, что ухудшает несущую способность конструкции: под опорой образуется рыхлый слой почвы. Из-за избыточных нагрузок фундамент проседает и конструкция деформируется.
Иногда из-за подземных препятствий на этапе заглубления опор, они могут отклоняться от вертикальной плоскости, смещаясь в сторону.
Траектория отклонения не должна превышать двух градусов. Если отклонение оказалось выше нормы, необходимо изменить размер опоры, соединив верхний сегмент и плоскость надстройки.
Заливка полостей свай
Заливка свай бетоном
Полости труб заливают бетоном для того, чтобы на внутренних поверхностях не образовывался конденсат, от которого не спасают даже полностью приваренные оголовки. Кроме того, бетон дает конструкции дополнительную жесткость.
Сваю нужно бетонировать до конца. Дополнительно сваи снаружи обрабатываются специальной смолой.
Ростверк и обвязка
Обвязка винтовых свай
Ростверк сооружают на расстоянии 0.5-0.7 м от земли. В его качестве могут служить деревянные и металлические балки. Также подойдет заливка монолитной лентой из железобетона. Технология обвязки зависит от материала:
- Железобетон — самый дорогой материал для обвязки, но позволяет возводить на СВФ даже кирпичные здания. Сперва собирается опалубка, затем изготавливается армирующий каркас, который связывается со сваями рифленой арматурой, а после конструкция бетонируется.
- Деревянные балки в качестве обвязки используют для строительства домов из бруса или бревна. Для крепления бруса привариваются плоские оголовки, балки соединяются в полдерева и крепятся к оголовкам болтами, саморезами или гвоздями.
- В качестве металлических балок используют швеллеры, которые приваривают к оголовкам.
Не фатальной, но существенной ошибкой может стать отказ от обрезки технологических отверстий. Игнорирование этой процедуры приводит к снижению эксплуатационного срока фундамента. Если необходимо приварить оголовок и сформировать сварочные швы, их в обязательном порядке нужно окрасить.
Свайно-винтовой фундамент несложно монтировать без помощи профессионалов. конструкция мало зависит от внешних факторов, хорошо себя показывает практически на любом грунте, а ее возведение занимает немного времени.
Такое решение позволяет сэкономить на строительной бригаде и заказе спецтехники. Главное — правильно определить как глубоко залегают несущие пласты грунта, рассчитать шаг установки свай и их оптимальное количество.
Утепление опоры
Не последнюю роль играет утепление и облицовка фундамента на винтовых сваях, производство этой системы поможет снизить теплопотери. Технология аналогична обустройству теплоизоляции на столбчатом фундаменте. Предварительно продумайте систему дренажа, чтобы под домом не было скоплений воды. После нужно закрепить на внешней части свай гидроизоляционную пленку. Поверх неё устанавливается утеплитель. Это может быть пенопласт, дерево, пластиковые панели и прочие строительные материалы. Если позволяют финансовые возможности, то желательно промежутки между сваями заложить камнем или кирпичом, а поверх него расположить утеплительные материалы. Постройка такого типа очень интересно смотрится, создается впечатление обычного высокого ленточного фундамента.
Фото — отделка свай
Купить ЭКО-винтовые сваи для фундамента, а также утеплители и дополнительные элементы предлагает компания Фундекс, их цена зависит от материала и жесткости. В городах: Санкт-Петербург, Москва и прочих прайс-лист начинается от 1300 рублей за стальную сваю.
Конструкция фундамента на винтовых сваях
Чтобы самостоятельно сделать винтовой фундамент, необходимо понимать его технологические характеристики, нюансы возведения и технологию строительства.
Винтовой фундамент является, по сути, винтовыми сваями. Они применяются для возведения деревянных срубов, каркасных домов и являются наиболее простым конструктивным решением среди вариантов фундаментов. Для строения винтовые сваи выполняют несущую, стабилизирующую и укрепляющую функции. Это наиболее простой для монтажа вид основания, по сравнению с широко применяющимися при возведении архитектурных сооружений из леса ленточным и монолитным фундаментами.
В отличие от монолитных фундаментов, винтовые сваи представляют собой трубы нужного диаметра, которые вкручиваются в почву и принимают на себя нагрузку, производимую сооружением. Через каждую трубу пропущен металлический прут, который приводит всю конструкцию в движение, а в почву такая конструкция врезается специальными лопастями, которые не просто прорезают отверстие для сваи, но и выполняют опорную и регулирующую нагрузку функции. Лопасти сваи – не единственный элемент, позволяющий сваям крепко удерживать здание. При монтаже винтового фундамента трубы свай можно дополнительно укрепить арматурой. Технологически, сваи удерживаются и при помощи бетона.
Фундамент данного типа идеален для нестабильных почв с преобладанием песка и с сезонным изменением уровня грунтовых вод. Сваи отлично фиксируют строение и позволяют ему не «поплыть». Также такой фундамент защищает строение от проникновения влаги. Данный вид фундамента хорош для мягких почв – глиняных или песчаных. Мягкость почвы нужна, чтобы труба с лопастями плавно вошла и не получила повреждения от твердых элементов. Еще одна причина сделать винтовой фундамент в местности с мягкой почвой – такие почвы обладают определенной подвижностью, а конструктивные особенности винтового фундамента позволяют крепко зафиксировать сваи и, одновременно дать пространство для маневров в случае сдвигов почв.
Не рекомендуется использовать винтовой фундамент в твердых почвах. Он нецелесообразен и смонтировать винтовые сваи по технологии невозможно ввиду слишком твердой породы.
Стандартная винтовая свая имеет следующие характеристики:
— диаметр трубы – 100 – 300 мм;
— диаметр лопасти – 200 – 550 мм;
— длина трубы – 1500 – 9000 мм;
— толщина проката – 8 – 12 мм;
— толщина лопасти сваи – 3 – 10 мм;
— вертикальная нагрузка одной сваи – 1 – 30 тонн.
Технологически, один конец винтовой сваи имеет специальную шляпку для крепления ростверка (несущая сторона), а другая – лопасти для углубления в почву. Ввиду того, что такой вид фундамента используется для строительства деревянных конструкций, используем для первого венца бревна или брус. Совпадение материалов позволит максимально прочно зафиксировать сооружение на сваях.
Краткая история винтовых свай
Первому идея завинчивания сваи в грунт пришла в голову ирландскому инженеру Александру Митчелу, который в 1838 г. строил маяк в устье р. Темзы в Англии.
В СССР в 1920-х годах русский инженер В. К. Дмоховский исследовал конические винтовые сваи и показал, что в вечномерзлых, слабых или обводненных грунтах винтовые конструкции гораздо надежнее, чем традиционные забивные.
Инженеры разработали стальную сваю в виде трубы, к которой приваривались одна или несколько винтовых лопастей.
Вначале эти изделия нашли широкое применение в военном строительстве, где обеспечивали быстрый процесс возведения сооружений, небольшую стоимость работ и приемлемое качество. Позднее советские инженеры сделали лопасти значительно толще и из специальных сталей, прочных и стойких к коррозии.
Облицовка фундамента на винтовых сваях
Когда фундамент готов, нужно выполнить его облицовку, ведь в своем первозданном виде винтовой фундамент имеет не эстетичный вид. Выбирая вид облицовки, можно не просто улучшить внешний вид фундамента, но и придать ему дополнительную прочность. Это уже тот этап работ, который можно сделать самостоятельно, без помощи специалистов.
Но обратимся к опыту строителей. Несмотря на то, что готовый фундамент уже обладает прекрасными опорными и защитными качествами, не помешает усилить их. Тем более, погодные аномалии, а также волнения почвы сверх рассчитанных, никто не отменял. Винтовые сваи предназначены для деревянного дома, поэтому фундамент должен выглядеть гармонично и дополнительно усиливать фундамент. Для этой роли прекрасно подойдут искусственный или натуральный камень, который мы и используем для отделки.
Отделка из данных материалов призвана не только создать эстетику в общем ансамбле, но и придать строению дополнительную прочность. Отдельно заметим, что каменный фундамент также защитит дерево от снега и воды
Если в вашем регионе присутствуют обильные осадки, уделите внимание такому свойству отделочного материала, как гидропонность
Облицовка выполняет не только роль декора. Как отмечают специалисты, камень выполняет и дополнительные армирующие функции. Если при облицовке будет использован камень, дополнительного усиления винтового фундамента выполнять не надо, облицовка способна выполнить данную функцию.
Уделите внимание раствору. Он является частью укрепительного сооружения
Хорошо будет добавить в него пластификаторы, чтобы раствор приобрел пластичные свойства
Это важно, ведь фундамент на сваях, ввиду своей конструкции, динамичен и может смещаться при сезонных возмущениях почвы. Чтобы облицовка укрепляла конструкцию, а не оказывала лишнее сопротивление, придайте и ей пластичность с помощью раствора с пластификаторами
После выбора материала облицовки возникает вопрос о высоте отделки. Тут мнения специалистов расходятся. Одни рекомендуют выкладывать только фундамент, иные – выполнять отделку вплоть до оконных проемов. Истина находится, как всегда, посередине. Высота отделки зависит от специфики погодных условий региона – чем больше перепад температур, осадки, колебания почвы, тем выше должна заканчиваться отделка (усиление).
Скрепляется камень при помощи специального раствора на основе бетона и пластификаторов. Смесь готовится непосредственно перед началом работ. Каждый элемент тщательно смазывается раствором и выкладывается на поверхности. После завершения работ по отделке следует тщательно промазать все швы фиксирующим раствором. После высыхания их можно покрасить обычной краской.
