Свайно-ростверковый фундамент: классификация, преимущества и недостатки, требования и нормативы

Плюсы и минусы свайно-винтового фундамента

Для начала давайте рассмотрим основные преимущества использования свайно-винтового фундамента:

• Прочность и долговечность. Практика показывает, что бетонные конструкции разрушаются гораздо быстрее, чем прогнивает металл, а потому свайный фундамент с металлическими опорами выглядит предпочтительнее ленточного или столбчатого основания. К тому же железобетонный фундамент подвержен осадочным деформациям, в то время как свайным опорам такие проблемы не страшны. Практика показывает, что фундамент из свай стоит более 40 лет, не подвергаясь разрушениям.
• Дешевизна и экономия времени. Винтовые сваи устанавливаются прямо на грунт, без выравнивания, а значит, для их установки не требуется проводить земляные работы и рыть котлован. Данное обстоятельство существенно экономит время и деньги, ведь для строительства одноэтажного дома подобную конструкцию можно возвести даже без привлечения специальной техники! Для возведения фундамента не понадобится и специальная установка для заливки фундамента, что также сэкономит время и деньги.

Подсчеты показывают, что возведение свайно-винтового фундамента обходится приблизительно на 30% дешевле, чем строительство других видов несущих конструкций.

Универсальность. Несущая конструкция может быть возведена практически в любых условиях, как на равнинной, так и на гористой местности с имеющимися уклонами. Более того, дом на сваях можно возвести на болотистой местности, и даже в условиях вечно мерзлоты. Там, где многие другие опоры под строительные конструкции возвести просто нереально, сваи прекрасно устанавливаются и выполняют свою функцию на «отлично».

• Всесезонность. В отличие от других видов фундамента винтовые сваи можно устанавливать круглый год, хоть жарким летом, хоть лютой зимой. Данное обстоятельство совершенно не влияет на качество установки и надежность опорной конструкции. Соблюдается данное условие потому, что на глубине погружения наконечника сваи температура всегда стабильна.
• Устойчивость к пучению грунта. Свайные фундаменты прекрасно переносят морозное пучение в периоды промерзания почвы.
• Не требует застывания. Если ленточным и монолитным фундаментам требуется время для схватывания, застывания и набора прочности, то винтовые сваи можно начинать обвязывать буквально сразу после установки.
• Не впитывает влагу. Свайный фундамент не впитывает влагу из грунта, а значит, полы вашего дома всегда будут сухими и никогда не подвергнутся гниению.
• Возможность повторного использования. При необходимости ввинченные сваи можно извлечь из грунта и использовать повторно, уже в другом месте. Таким свойством не может похвастаться ни один другой фундамент!
• Не мешает подводу коммуникаций. Еще одним преимуществом свайно-винтового фундамента является то, что его возведение совершенно не мешает проведению инженерных коммуникаций к дому. Их можно монтировать как до, так и после установки свай.

Не лишена данная конструкция и недостатков, о которых также стоит знать перед началом строительства.

Устанавливается не везде. При всей универсальности рассматриваемой конструкции монтировать свайный фундамент на скалистых и каменистых грунтах не всегда возможно.

• Необходимость дополнительного обустройства подвала. Установка свайного фундамента не предполагает наличия подвала или цокольного этажа, а значит, если вам понадобится данное помещение, его придется строить отдельно.
• Не подходит для многоэтажных зданий. Специалисты не рекомендуют возводить на свайно-винтовом фундаменте строения больше одного этажа, особенно если они выполнены из камня или кирпича.
• Дополнительные затраты на утепление. Мы упоминали о преимуществах наличия пространства между поверхностью грунта и полом дома. Однако зашивка этого пространства потребует дополнительных финансовых вложений.
• Коррозия металла. Необходимо понимать, что металлические сваи с годами подвержены разрушительному действию коррозии. Особенно это характерно для опор, установленных в болотистых местностях и грунтах с высоким содержанием влаги. Чтобы такой фундамент с годами не упал, необходимо приобретать сваи с максимальной толщиной стенок, да к тому же с наличием антикоррозионной защиты. А это дополнительные траты.
• Невозможность монтажа вплотную к другим зданиям. Если вы решили построить террасу или другое строение вплотную к уже существующему дому, свайный фундамент вам не подойдет. Ввинтить такую сваю ни вручную, ни с использованием техники чисто технически невозможно. Более того, ввинчивая сваи вплотную к уже имеющемуся ленточному или столбчатому фундаменту, есть риск нарушить его и спровоцировать разрушение несущей опоры.

Классификация свай для свайного фундамента

Прочность и срок службы свайного фундамента зависит от материала свай. Если бетонные столбы простоят 80-100 лет, то деревянные — не более 30. В условиях слабых почв большую часть года конструкция находится в воде. Дерево, даже пропитанное гидрофобными средствами, начинает гнить.

Железобетонные балки надежнее: бетон под влиянием влаги становится только прочнее. Сваи из железобетона являются забивными, то есть погружаются в грунт при помощи специальной забивной техники. Минусом забивных свай является невозможность их монтажа вблизи других строений, так как при их забивке из-за постоянного давления на грунт, может быть поврежден фундамент близлежащий построек.

По принципу передачи нагрузки такие опоры делятся на сваи-стойки и висячие сваи. Стойки передают вес здания на плотные слои грунта, упираясь в них острием. Висячая балка удерживает конструкцию за счет трения своих боковых поверхностей о землю. В первом случае имеет место выраженное сочетание двух методов: свая-стойка передает нагрузку путем бокового трения и опирания на глубокие слои.

Металлические цельнолитые сваи в возведении частных построек не рассматриваются — такой фундамент обойдется недешево, а монтаж таких свай сложен и нецелесообразен. А вот стальные трубы используются в различных комбинациях. Один из способов таков: трубу опускают в шурф, на три четверти заполняют бетоном, а сверху вбивают деревянный брус, для упрощения монтажа обвязки.

Плюсом такого вида свай является относительная дешевизна, а минусом – относительная сложность монтажа, так как все работы придется производить вручную.

Одной из современных технологий, распространившейся в последнее время, является сооружение буронабивных свай. Буронабивной фундамент с монолитным ростверком, построенный на таких сваях, легко можно смонтировать своими руками, значительно сэкономив на материалах, и при этом построить на нем как легкий каркасный, так и тяжелый кирпичный дом. Все плюсы и минусы данной технологии описаны в статье про буронабивной фундамент.

Еще одна технология, быстро прижившаяся в малоэтажном строительстве — свайно-винтовой фундамент. Его основой являются винтовые сваи из металла. Нижняя часть стержней имеет острый конец и лопасти в виде винта. Ввинчивание трубы в грунт часто производят своими силами, но как правило для этого используют специальную технику. Погружение ствола сопровождается уплотнением боковых стен скважины. Далее полость трубы заливают бетоном марки М300. Одна свая выдерживает давление до 30 т, в зависимости от ее диаметра и площади лопастей.

Неоспоримым плюсом такого вида фундамента является дешевизна  и простота монтажа. К минусам можно отнести подверженность металлических свай коррозии, что значительно сокращает срок их службы. В среднем, срок службы металлических свай составляет 40-60 лет, что вполне достаточно для небольших дачных построек, но может быть недостаточным для домов с постоянным проживанием.

Разновидности опор

Производители свай предлагают несколько видов изделий. Они различаются по нескольким критериям:

• размерам;
• наконечникам;
• по ширине и количеству лопастей;
• типу стали (материалу изготовления);
• защитному покрытию.

По диаметру и длине

Длина опоры в каждом случае рассчитывается индивидуально

При этом важно учитывать несколько показателей:

• глубину, на которой залегает плотный грунт;
• глубину промерзания почвы в регионе;
• высоту цокольного этажа.

Диаметр и длина винтовых свай  рассчитывается индивидуально.

В большинстве случаев длина опоры варьируется в пределах 2500-3500 см.

Диаметр опор — от 57 мм до 130 мм. От этого показателя зависит прочность готовой конструкции и несущая способность фундамента. Производители предлагают несколько вариантов изделий:

1. Маленький диаметр опоры 57 мм. Для такой сваи нагрузка составляет 800 кг. Сфера использования такого фундамента относительно узкая: установка ограждений из сетки-рабицы или штакетника.
2. Труба диаметром 76 мм. Она подходит для строительства заборов из частого штакетника или профнастила. Максимальная нагрузка достигает 3000 кг.
3. Диаметр 89 мм. Использовать опоры можно для возведения беседок, легких гаражей, хозпостроек, веранды. Несущая способность достигает 4-5 т.
4. Диаметр 108 мм. Такие трубы рекомендуют при строительстве небольших бревенчатых срубов и каркасных домов. Опора выдерживает до 5-9 т.
5. Диаметр 133 мм. Сваи с максимальной нагрузкой 12-14 т используются в малоэтажном строительстве, когда в качестве строительных материалов используется кирпич или газосиликатные блоки.

По типу наконечников

Винтовые сваи бывают 2 видов:

1. Литые. Такие элементы изготавливаются путем литья, в результате наконечник с лопастью представляет собой единую деталь. Они характеризуются повышенной прочностью, однако их цены выше. Применять их рекомендуют на твердых каменистых почвах.
2. Сварные. Эти наконечники изготавливаются путем приваривания лопасти к наконечнику. Низкая цена объясняется относительно низкой прочностью. Если такую опору попытаться поднять из земли, есть высокий риск срыва лопасти.

Винтовые сваи бывают литые и сварные.

По количеству лопастей

Опоры бывают:

1. Однолопастными. Их рекомендуют к использованию на грунте с высокой несущей способностью. Однолопастные сваи со сварным наконечником быстро достигают критической нагрузки, что вызывает срыв лопасти.
2. Многолопастными. Наличие 2 лопастей обеспечивает повышенную стойкость к горизонтальным, вдавливающим и выдергивающим нагрузкам.

По материалу изготовления

В зависимости от применяемой стали выделяют несколько видов опор:

• сталь СТ3 — из нее производят сваи, подходящие для грунта со слабой химической агрессивностью;
• Ст20 — такой сплав рекомендуют для работ на почвах средней химической агрессивности;
• опоры из стали 30ХМА и 09Г2С подходят для высокой химической агрессивности среды.

Сваи различаются по материалу изготовления.

По типу защитного покрытия

Стальные опоры после установки будут взаимодействовать с влагой, поэтому им необходима надежная наружная защита от коррозии. Лучше всего выбирать изделия, которые уже обработаны защитным составом на заводе. Существует несколько типов покрытий. Максимальную защиту обеспечивают эпоксидные и полиуретановые составы, а также цинкование холодным способом.

По области применения

Сваи различаются шириной и расположением лопастей, строением наконечника. Эти особенности влияют на эксплуатационные характеристики. По области применения винтовые опоры делят на 4 категории:

1. Изделия с 1 широкой лопастью, которая расположена на коротком наконечнике. Они подходят для работы на любых грунтах. Для строительства частных домов из блоков следует брать опоры большого диаметра и соблюдать малый шаг при установке.
2. Сваи с 2 лопастями, расположенными на разной высоте. Для установки такого фундамента требуется специализированная техника. Опоры подходят для строительства 2-этажных дачных домов и характеризуются повышенной устойчивостью к усадке и выдергиванию.
3. Изделия многовитковые с длинным наконечником и узкими лопастями разработаны для установки в каменистый грунт.
4. Сваи без острого наконечника имеют ограниченные функции и предназначены для строительства в условиях вечной мерзлоты.

Сваи имеют разные области применения.

Самодельные сваи

Для баньки 4х6 м с террасой понадобится примерно 20 свай. По деньгам – на 40 000 руб. самых дешевых, это не считая обвязки-ростверка. Достаточно опытный самодельщик сразу же сообразит, что их изготовление самостоятельно пусть и потребует немалого труда, но обойдется как минимум втрое дешевле, нужна только болгарка и сварочный аппарат: на обычных в средней полосе грунтах для одноразовой сваи массивный литой наконечник с толстым винтом не обязательны.

Действительно, винтовые сваи для легких грунтов длиной до 4-6 м можно делать самому без сложных выкладок и расчетов. Для бани, сарая или забора такой будет достаточно. Ради простоты возьмем сваю с однооборотным винтом, расположенным целиком на стволе; ее чертеж с указанием нужных пропорций приведен на рис. справа. Трубы не обязательно брать из стандартного ряда диаметров свай, пойдут любые доступные; на заборные столбы – от 60 мм по наружи для штакетных или сетчатых заборов или от 80 мм для заборов сплошных деревянных, из профлиста или кованых. Металл на винт – сталь от 4 мм толщиной.

Выкройка однооборотного винта для сваи

Как раскроить металлическое кольцо под винт, показано на рис. слева. Линия реза должна плавно переходить от касательной к внутреннему диаметру кольца до нее же к наружному. Тогда режущая кромка получится выпуклой и легче пойдет в грунт. А «рог» сбегающей кромки будет поджимать разрыхленный грунт к стволу сваи, до некоторой степени уплотняя его. Режущую кромку желательно заточить на простой клин.

При растягивании в спираль внутренний диаметр кольца уменьшится. При указанном на чертеже выше шаге винта его в заготовке нужно увеличить на 10%, плюс 3-4 мм технологического запаса. Например, для самых расхожих 108-мм свай получаем 121-122 мм. Собирают сваи вдвоем, технология сборки такова:

• Готовят выкройку винта;
• Надевают ее свободно на трубу;
• На конце трубы болгаркой вырезают треугольные фестоны, 3-6 смотря по диаметру трубы;
• Кувалдой сводят их в конус и проваривают стыки;
• Заготовку винта подводят к получившемуся наконечнику и сваркой прихватывают к стволу сваи внутренний край режущей кромки;
• Монтировкой растягивают заготовку винта в спираль, пока ее внутренний край не ляжет на трубу. Шаг винта при этом «подгуляет», но его значение не критично;
• Удерживая винт монтировкой, прихватывают внутренний край сбегающей кромки;
• Проваривают весь внутренний край лопасти винта.

Устройство свайно ростверкового фундамента своими руками

Первое с чего начинается устройство свайно ростверкового фундамента — это подготовка необходимых инструментов.

Инструменты

Для проведения разметки и установки винтового фундамента необходимо иметь:

• Рулетку не менее 20 м, она понадобится при проведении разметки.
• Строительный уровень, желательно запастись инструментом, оснащенным магнитами, так как в процессе проведения работ его можно закрепить на основание сваи, что значительно добавит комфорта.
• Гидравлический уровень, позволит практически идеально разметить плоскость, которую должны образовывать оголовки изделий для укладки на них ростверка.
• Бур для земли, необходим для подготовки лунок под монтаж винтовых опор.

Совет: Бур должен быть меньше по диаметру, чем свая. Это необходимо для того, чтобы свая плотно входила в землю.

• Лом металлический.
• Два отрезка металлической трубы диаметром 45-50 мм и длиной 2.5 метра для вкручивания опор.
• Веревка или строительная шнурка для проведения разметки.

Расчет

Для того чтобы максимально точно рассчитать требуемое количество опор для постройки бани, удобно воспользоваться онлайн калькулятором. Если доступа во всемирную паутину нет, а расчет производить необходимо, нужно придерживаться следующих принципов:

1.   Во всех углах фундамента должно быть установлено по свае.
2.   Максимальное расстояние между сваями в фундаменте не должно превышать три метра.
3.   Если у стен есть перегородки, то в том месте, где они пересекаются с основной стеной, должна в обязательном порядке устанавливаться опора.

Придерживаясь этих простых правил, можно без особых проблем высчитать необходимое количество изделий для изготовления надежной и устойчивой конструкции.

Подготовка участка и разметка

Непосредственно перед разметкой, необходимо очистить периметр участка. Сделать так, чтобы разметке и дальнейшему монтажу ничего не мешало.

После этого можно обозначить место установки первой сваи и приступать к дальнейшей разметке. Сначала размечаются места установки угловых свай. Делать это нужно максимально внимательно, при этом обязательно проверять диагонали.

Важно: Максимальное расхождение диагоналей не должно превышать 4 см.

После того как углы размечены и обозначены кольями, между ними натягивается веревка или строительная шнурка. Затем устанавливаются колышки в тех местах, где должны будут располагаться остальные сваи. Не стоит забывать о том, как проводился расчет и где будут располагаться перемычки стен, все необходимо делать по заранее намеченному плану. После того как разметка проведена, можно приступать к бурению и установке свай.

Монтаж

Непосредственно перед тем как вкручивать изделие, для него необходимо подготовить направляющую лунку. Сделать это можно при помощи бура, при этом не стоит забывать, что диаметр бура должен быть немного меньше диаметра сваи.

Глубина бурения выбирается в зависимости от того, на какое расстояние необходимо заглубить сваю, но на несколько десятков сантиметров меньше, т. к. необходимо, что бы свая какое-то расстояние прошла самостоятельно. Так она будет гораздо лучше держаться в почве.

Следующий этап, это непосредственно вкручивание сваи. Для проведения этой операции понадобится минимум три человека. Один находится возле сваи и старается удерживать её строго вертикально, а два других при помощи металлического лома, продетого в технологическое отверстие в верхней части сваи, и двух отрезков металлических труб, одетых на края лома с разных сторон, постепенно проворачивают и тем самым вкручивают сваю в землю.

Такой способ монтажа, хоть и не отличается скоростью, позволяет без особых проблем смонтировать винтовые сваи без применения техники.

Первые сваи устанавливаются по углам, это необходимо чтобы в дальнейшем можно было контролировать установку промежуточных изделий при помощи шнурки.

Совет: конечно, качество ручного монтажа заметно отличается от установки при помощи специальной техники и опоры в некоторых случаях могут устанавливаться немного криво. Чтобы этого избежать, в момент закручивания сваи можно немного наклонять её в противоположную сторону от места, в котором лопасть винта врезается в землю. Это достаточно сложно объяснить на словах, но когда начнутся работы, понять в какую сторону наклонить не составит труда.

Смонтированные трубы выравниваются при помощи гидравлического уровня, после чего на них привариваются оголовки, на которые и будет устанавливаться ростверк. Оголовки позволяют частично компенсировать неточности монтажа свай.

Основное назначение и виды свайных фундаментов.

Свайный фундамент используется при строительстве промышленных и жилых объектов; его можно использовать при строительстве многоэтажных домов даже на мягких грунтах.

Такой фундамент позволяет значительно сократить процесс обустройства подвальных помещений или полностью исключить эти строительные работы из сметы затрат.

Основные причины возведения свайного фундамента следующие:

• Слабый верхний слой почвы. Такие почвы могут содержать перегной, примеси торфа, песок, глину.
• Наличие большого количества воды в почве делает ее зыбучим песком.Такие природные условия создают необходимость переноса нагрузки конструкции на более плотные и глубокие почвы; устройство свайного фундамента с ростверком, повышенная плотность почвы.
• Используя свайный фундамент, можно сократить объем земельных работ. Также снизятся затраты на подготовку: рытье котлована, аренда грузовика, вывозка выкопанного грунта, засыпка, покупка бетона и многое другое.

Свайный фундамент бывает нескольких разновидностей:

Cвайно-ростверковый, свайно-винтовой, свайно-ленточный. У каждого типа есть достоинства и недостатки, мы рассмотрим их подробнее.

Как выбрать стержни?

Выбирая изделия, нужно учитывать:

1. Тип и вес сооружения.
2. Несущую способность опоры.
3. Геологические условия участка.

Рассчитав суммарные нагрузки и используя справочную информацию о сопротивлении грунта, выбирают количество свай с учетом их несущей способности. Последний параметр напрямую связан с диаметром и длиной опоры. Длину выбирают, исходя из глубины промерзания грунта и высоты цоколя.

Рекомендации по выбору диаметра свай:

• Ø57 мм – заборы из сетки, легковесные конструкции;
• Ø76 мм – тяжелые ограждения из кирпича и профнастила;
• Ø89 мм – пристройки, террасы, гаражи, хозяйственные постройки;
• Ø108 мм – малоэтажные дома, дачи, бани, ангары;
• Ø 133 мм – тяжеловесные постройки весом до 12 т.

О размерах и диаметрах винтовых свай читайте в этой статье, как выбрать опоры для разных типов фундаментов — в этой. О винтовых сваях 108 расскажет эта статья.

Виды винтовых свай

В зависимости от материала изготовления винтовые сваи различаются на типы:

1. Металлические сваи – стальные изделия из профильной трубы. Отличаются недорогой стоимостью и возможностью ручного монтажа.
2. Железобетонные сваи – изделия, изготовленные из бетона, упрочненные армированным каркасом (подробнее об армировании свай читайте тут). Столбы имеют винтовую часть и оснащены металлическим наконечником. Отличаются повышенной несущей способностью и сроком службы от 100 лет за счет стойкости бетона к коррозийным процессам.

Металлические винтовые сваи по конфигурации лопастей различаются на:

• лопастные;
• спиральные;
• комбинированные.

По способу изготовления наконечников:

• литые;
• сварные;
• кованные.

По способу нанесения антикоррозионного покрытия:

• нанесение обмазочных материалов;
• холодное оцинкование;
• горячее оцинкование.

Подробнее о том, каких видов бывают винтовые сваи, можно узнать здесь, об оцинкованных винтовых сваях читайте здесь, о бетонных — тут, о металлических — тут.

Заводское производство и самостоятельное изготовление

Бетонные винтовые сваи изготавливают только на заводах, поскольку технология производства предполагает использование виброоборудования и сушильных камер. Металлические сваи можно сделать в домашних условиях при умении обращаться со сварочным аппаратом и болгаркой.

Себестоимость самодельных опор выходит в 3 раза дешевле покупных изделий, но нужно учитывать такие факторы:

Использовать профильные трубы из высокопрочных марок стали. Для лопастей применять листовую сталь толщиной не ниже 4–5 мм

Уделять внимание прочности сварочных швов. Выбирать качественные гидроизоляционные материалы

Заводские изделия изготовлены по ГОСТУ и соответствуют заявленным техническим характеристикам. В свою очередь для самодельных труб сложно рассчитать несущую способность, что предполагает риски в процессе монтажа и эксплуатации. Как сделать винтовые сваи своими руками, можно узнать тут.

Размеры опор

Характеристики винтовых свай:

• длина трубы – от 1 м;
• диаметр сечения – от 57 мм;
• толщина стенки трубы – от 3,5 мм;
• толщина лопасти – 4–5 мм;
• диаметр лопасти – 150–300 мм.

Сваи с такими размерами обеспечивают необходимую несущую способность для легковесных сооружений, построенных на суглинистых почвах, которые преобладают на территории Московского региона и других областей РФ.

Нагрузка

Допустимая нагрузка на фундамент определяется типом грунта, а также несущей способностью одной опоры. Характеристика винтовой металлической сваи зависит от длины столба, а также диаметра трубы и лопастей. Подробнее о нагрузке на винтовые сваи можно узнать тут.

Зависимость параметров отражена в таблице:

Заключение

Что бы самому создать свайный фундамент в любом случае требуется наличие определенной подготовки и опыта.

Как минимум, требуется постоянное наблюдение специалиста, готового в любой момент проконсультировать владельца участка, или вмешаться в строительный процесс для избавления от ошибок.

Опорные конструкции представляют собой ответственный и жизненно важный элемент постройки, создание которого должно быть выполнено с учетом всех норм и требований СНиП и СП.

Надо предварительно детально проработать эти документы в разделах, имеющих отношение к свайным фундаментам и условиям их монтажа.

Тщательное соблюдение технических требований позволит исключить деформации или разрушения элементов опорной системы и обеспечит максимально длительную эксплуатацию.

Похожие записи:

Дюбель дрива для гипсокартона как использовать Монтаж снегозадержателей на металлочерепицу Долговечная, нескользкая, простая в монтаже Как ровно отрезать трубу болгаркой: методы работы с угловой шлифовальной машиной Пенополистирол под ламинат: разновидности, характеристики, плюсы и минусы Звонок своими руками и схема подключения электрозвонка в квартиру