Винтовые сваи для фундамента

Свайный фундамент: технология монтажа

Понятно, что качественный прорыв в процессе изготовления свайно-винтовых опор привел к появлению на рынке огромного количества низкокачественных подделок. Углеродистую сталь подвергают термической нормализации и закалке в эмульсии, что обеспечивает твердость и износостойкость режущей кромки, чего нет и быть не может у подделок.

Чтобы любое здание, независимо от предназначения, было надежным и долговечным, его возводят на прочной основе. Сегодня в строительстве широко используется множество разнообразных типов фундаментов, и одним из них является свайно-винтовой. Именно такой вариант конструкции основания под строительство вызывает наибольшее количество вопросов. Поэтому эту публикацию посвятим вопросу: фундамент на винтовых сваях минусы и плюсы, общий обзор его устройства, возможности и целесообразность возведения.

Обычно подделку сваривают и плакируют покрытием под литье. Массовое использование в малоэтажном строительстве свайного винтового фундамента, особенно на сложных грунтах с большим количеством влаги и переменной несущей способностью, сформировало достаточно большой опыт его использования, со всеми недостатками и очевидными преимуществами.

винтовые сваи для фундамента

Общая статистика и отзывы владельцев показывают, что выбор в пользу свайно-винтового варианта фундамента для частной постройки, дома или бани был сделан исходя из следующих соображений:.

Кроме того, расчет фундамента на свайно-винтовых опорах выполняется проще, а результат нагружения более предсказуем, так как прочностные характеристики и поведение металла под нагрузкой хорошо изучено и гораздо более прогнозируемо, чем армированный ленточный бетон или железобетонные сваи. Еще одним плюсом является то, что заменить или отремонтировать металлическую сваю гораздо проще, чем бетонную опору.

Некоторые специалисты отмечают хорошую приспособляемость свайно-винтового фундамента к неравномерной нагрузке, когда наряду с вертикальным давлением от веса здания появляется горизонтальная составляющая. Заглубленная на расчетную глубину, тонкая металлическая труба с широким наконечником в основании имеет возможность отклоняться от вертикальной оси, даже если ее залили бетоном.

Всего на несколько градусов, но этого достаточно, чтобы любая нагрузка на свайно-винтовой фундамент распределялась по всем опорам более-менее равномерно. Для бетонных конструкций такая ситуация более опасна, часть опор свайно-винтового фундамента могла быть выдавлена силами пучения, тогда как некоторые элементы остаются в перегруженном состоянии, например, при использовании брусового ростверка.

Главный страх всех свайных фундаментов — силы пучения грунта при низких температурах. Среди застройщиков бытует немало мифов о том, как может быть оборвана винтовая свая расширяющимся льдом. На самом деле прочность стальной трубы достаточно велика, чтобы ее оборвало льдом.

Предел прочности СТ25 составляет Мпа, что на несколько порядков меньше удельной нагрузки, создаваемой льдом. Мало того, при сильном обжатии часть льда и грунта переходят в полужидкое состояние, поэтому каша изо льда и грунта больше скользит по поверхности свайно-винтовой опоры, чем выталкивает ее. Если утепление свайно винтового фундамента выполнено по всем правилам, наконечник опирается на более теплые глубокие пласты, то нет и повода беспокоиться о пучении грунта вокруг стальных труб.

Разумеется, у свайно винтового фундамента есть плюсы и минусы, поэтому было бы неправильным не упомянуть о недостатках использования трубчатых винтовых свай. Главным отрицательным моментом использования металлических свайно-винтовых опор является их высокая цена. Цена на рядовой винт диаметром 89 мм составляет руб. Затраты на изготовление свайно-винтового фундамента из геошурупов и поля из буронабивных свай будут примерно на одном уровне.

А если в проект заложить использование литых труб, то свайный фундамент получится даже дороже, чем обычная малозаглубленная лента. Наиболее важной из перечисленных проблем является антикоррозионная защита металла, находящегося в грунте с повышенным содержанием влаги и активных веществ. Это давняя проблема всех стальных коммуникаций подземного типа.

Широколопастные и узколопастные

Свайно-винтовые опоры за более чем столетний период их использования пытались изготавливать из чугуна, кованного метала, легированных и нержавеющих сплавов, использовать цинковые и алюминиевые покрытия, защитные краски и лаки, но проблема считается не решенной. Недостаточно эффективное сопротивление коррозионным процессам заложено в природе свайно-винтовых опор.

Даже при оксидировании или цинковании металлической поверхности, не говоря уже о лакокрасочных покрытиях, металл все равно ржавеет во влажной среде. Вопрос только в скорости ржавления. Кроме того, при вворачивании винтовых опор поверхность трубы и наконечника скользит относительно грунтовых масс, в результате песок, мелкий гравий и камни сдирают защитное покрытие, даже цинк и окисную пленку, словно абразив.

Проблемы создания прочного и надежного фундамента для капитальных построек на очень влажных или регулярно затапливаемых грунтах стали причиной поисков и экспериментов по применению в частном домостроении свайно винтовых фундаментов. До этого здания выстраивались на наборных и литых опорах. В результате многочисленных проб в середине XIX века появилась методика устройства свайно-винтовых фундаментов, появилась возможность строить дома в таких условиях, где обычный камень не выдерживал более одного сезона. Система строительства зданий на свайно-винтовом фундаменте известна более тысячи лет, и все это время широкое распространение удачной технологии сдерживала огромная трудоемкость установки свай. Сегодня больше половины легких и средних зданий построены на свайно-винтовом фундаменте.

Единственным покрытием, показавшим неплохие результаты, считается двухслойная защитная пленка из алюминия с окисленной поверхностью, но стоимость нанесения такой защиты сопоставима с ценой самих свайно-винтовых опор. Если в ближайшее время проблема коррозионной защиты будет решена, то свайно-винтовые фундаменты с литыми наконечниками в малоэтажном домостроении напрочь вытеснят бетон.

Применение фундамента на свайно-винтовых опорах требует как минимум продуманного планирования, расчета и геологической пробы. Даже если предварительное обследование поверхности грунта и изучение выходов пластов на ближайших к участку низинах не дают оснований сомневаться в несущей способности грунта, все равно потребуется выполнить проверку несущей способности пластов на заданной глубине. Разработка конструкции свайно-винтового фундамента обычно начинается с выполнения грунтовой пробы.

Зная максимальную глубину промерзания в данной местности, необходимо выполнить бурение минимум в 3-х равноудаленных точках на участке.

Делаем фундамент на винтовых сваях своими руками

После того как будет получен образец, специалист по составу грунта может дать оценку его несущей способности. Далее нужно выбрать предварительную схему расстановки свайно-винтовых опор. Фундамент на стальных трубах выполняется по одной из приведенных схем:. Для того чтобы предварительно выбрать схему расстановки винтовых опор, можно использовать приблизительную оценку несущей способности свай, рядовая опора в 76 или 89 мм способна выдержать до 2 т нагрузки, более тяжелые трубы в мм и мм выдерживают по кг.

Чтобы выполнить более точный расчет свайно винтового фундамента, первоначально потребуется обсчитать вес здания, учитывая все элементы конструкции, внутреннее наполнение мебелью, бытовой техникой, и даже массу снежного покрова на крыше. Полученное значение умножают на коэффициент запаса, так как любой свайно-винтовой фундамент всегда строится с запасом по несущей способности. Полученный вес делится на величину нагрузки для конкретного размера винтовой сваи.

В результате получается, что для свайно-винтового фундамента требуется от 30 до 50 свай. Далее на чертеже фундамента наносят точки установки свай так, чтобы среднее расстояние между опорами составляло 2, м. Если количество точек слишком большое, то нужно выбрать конструкцию винтовой сваи с более высокой несущей способностью. На последнем этапе необходимо выполнить проверочный расчет свайно-винтового фундамента по несущей способности грунта.

винтовые сваи для фундамента

Для каждого варианта грунтовой смеси давно определены максимальные нагрузки или выдерживаемое грунтом удельное статическое давление. Так как размер винтовой сваи, а именно — диаметр наконечника уже известен по результатам предварительного расчета, остается перемножить площадь лопастей шнека одной опоры на их количество. Общий вес дома делят на полученную площадь поверхности основания винтовых свай и сравнивают с удельным давлением, которое может выдержать грунт.

Видео по теме:

Для логического завершения расчета потребуется выбрать вариант обвязки оголовков винтовых свай. Под небольшие каркасные постройки используется обвязка свайно винтового фундамента брусом. Более тяжелые здания из пенобетона требуют укладки швеллера или двутавра. Для привязки швеллера к винтовой опоре в трубу заливают бетон и устанавливают закладную анкерную шпильку. При сборке горизонтальных поперечин приходится потратить немало сил, чтобы на шестиметровом прогоне точно попасть монтажными отверстиями на три шпильки одновременно.

Стоимость винтовых свай

Частники чаще всего предпочитают работать с брусом. Во-первых, уложить обвязку из бруса сечением х мм на приваренные площадки опор намного проще, чем работать с тяжелым и жестким двутавром или швеллером. Во-вторых, укрепление свайно винтового фундамента с брусовой обвязкой выполняется за пару часов, тогда как с металлом приходится тратить не менее двух дней на обрезку и подъем швеллера домкратом. Процесс строительства свайного винтового фундамента всегда начинается с уборки строительной площадки, нужно освободить ее от мусора и верхнего слоя плодородного грунта.

По сути, выполняют планирование и выравнивание территории. Грунт с большим содержанием органики, траву и корни убирают до открытия нижнего слоя суглинка. Если на будущей подошве свайно-винтового фундамента имеется уклон, то процесс разметки лучше выполнять с помощью нивелира и лазерного уровня, это упрощает работу, так как нужно будет обеспечить одинаковое заглубление винтовых свай, и одновременно должен остаться достаточный запас высоты трубы с оголовком, чтобы обрезать опоры в одной горизонтальной плоскости.

Наиболее ответственный этап строительства свайно-винтового фундамента — это вворачивание винтовых опор. В теории можно установить опоры свайно-винтового фундамента своими руками.

Максимальный размер наконечника, который можно вручную завернуть в грунт, составляет мм. Больший размер заглубляют только с помощью тракторного или автомобильного станка.

Но даже для сваи со шнеком в 30 см потребуется приварить усиленный оголовок и использовать рычаги по 2, м длиной. Основная сложность при вворачивании свайно-винтовой опоры состоит в том, что требуется выдержать строго вертикальное положение шурупа.

Если учесть, что момент вращения на вороте может достигать несколько сот килограммов, то становится понятно, что выдержать вертикаль даже бригадой из двух-трех человек не так просто. Особенно, если наконечник приварен к трубе не соосно.

Чаще всего такие винтовые конструкции ломаются до того, как будет достигнута расчетная точка заглубления. Поэтому установка свайно винтового фундамента должна выполняться как минимум четырьмя работниками. Одна пара вращает ворот, вторая контролирует положение опоры в двух перпендикулярных плоскостях. Чтобы облегчить тяжелую работу, перед заглублением пробивают мотобуром каналы меньшего диаметра на глубину см.

После того как часть грунта удалена, завернуть винтовую опору в грунт значительно проще, а на несущую способность трубы это не влияет.

Винтовые сваи для фундамента

Длина свай и все ее элементы могут иметь разные размеры. Если при изготовлении на заводе, лопасти не отливают вместе с трубой, то их приваривают опытные сварщики. Кроме этого, все составляющие должны быть покрыты специальными составами, предохраняющими изделие от коррозии, при самостоятельном изготовлении свай такое покрытие будет сделать сложно. По этой причине, винтовые стержни для устройства фундамента самостоятельно можно изготавливать только для строений с небольшой массой, для которых планируется непродолжительный срок службы.

Длина свай и их количество подсчитывается после инженерных расчетов с учетом проектных габаритов постройки и геологических данных местности. Использование стальных свай экономически выгодно, если грунт на строительном участке часто подтапливается или пучинистый, удобно их использовать на неровном рельефе. Кроме того, эти изделия используют при строительстве мостов, ограждений и создании линий электропередач.

Винтовые сваи при строительстве жилых домов используют в основном для различных легких каркасных домов , для них подходит любой вид грунта, кроме скального. Для легких грунтов, сваи до м длиной не сложно изготовить и самостоятельно, без сложных подсчетов их параметров. Для забора или небольшого строения такого изделия будет достаточно. Для примера, возьмем сваю с однооборотным винтом, целиком приваренным к трубе.

Ствол можно изготовить из любого доступного материала от 80 мм диаметром. Для изготовления винта используют сталь толщиной не менее 4 мм.

Линия его реза должна равномерно проходить от наружного к внутреннему диаметру.

Как сделать винтовые сваи для фундамента своими руками?

В этом случае, получается выпуклая режущая кромка, которая будет легче погружаться в почву. Затачивать режущую кромку лучше на обычный клин. Диаметр, толщина трубы и количество опор для здания, определяют, учитывая характеристики грунта, массу конструкции при допустимой нагрузке на сваи. Для каждого здания эти параметры индивидуальны, готовых рецептов не существует.

Необходимо добавить, что проектируются фундаменты на винтовых сваях как отдельные опоры, ленты или как несколько ввинченные вместе изделия, к примеру, для установки колонн — здесь вкручиваются сваи из одной точки, только под разным углом и в разном направлении, для тяжелых зданий создаются особые свайные поля.

винтовые сваи для фундамента

Установка таких изделий может быть ручной и механической. Вручную устанавливают сваи, если въезд на участок невозможен или при небольшом количестве свай. Если размер лопасти сваи более мм, то предварительно нужно вырыть небольшой приямок до 0.

винтовые сваи для фундамента

При установке свай с помощью бурильных агрегатов, можно использовать изделия, длина которых зависит только от размера стрелы установки.