Домой Строительство Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы

Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы

60
0

Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы

Чтобы любой дом, любая постройка, независимо от назначения, были долговечными и надёжными, их нужно строить на прочном основании. Строителями на сегодня разработано много типов фундаментов, которые используются при возведении дома. И один из них – это фундамент на винтовых сваях.

Но, как оказалось, именно к этому фундаментному сооружению у застройщиков самое большее количество вопросов и мало ответов.

Многие считают, что у свайного основания практически одни недостатки.

Их оппоненты утверждают обратное. Поэтому эту статью мы посвятим основанию на винтовых сваях, чтобы рассмотреть все плюсы и минусы, и расставить все точки над «i».

И прежде, чем написать перечень достоинств и недостатков, выясним некоторые нюансы, влияющие напрямую на долгий срок службы и на прочность свайного фундамента.

↑ Постройка на сваях – это миф или реальность?

Встречаются опытные строители, которые категорически не советуют использовать сваи при возведении жилого дома. Они советуют использовать свайное основание только для построек хозяйственного назначения или для небольших дачных домов.

Возникает вопрос: а как тогда российские (и не только) города, в которых десятки тысяч домов построены на сваях и до сих эксплуатируются? Причём дома в несколько этажей, а не просто одноэтажные постройки.

В некоторых случаях фундаменты на сваях являются единственной возможностью построить на участке дом, так как грунт не позволяет использовать, например, ленточный фундамент.

Если местность под строительство всегда залита весенними паводками или грунтовые воды практически у поверхности – то спасают именно винтовые сваи.

Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы

Например, если дом нужно поднять или перенести, или реставрировать, то обустраивают именно свайное основание. Такой вариант часто используют во время ремонта деревянных построек прошлого века, когда в те годы дома редко возводили с фундаментом.

В пользу использования свайной конструкции говорят и те факты, что такие варианты основания были реализованы в строительстве очень давно. Только вместо свай были задействованы брёвна, забиваемые в землю. 

А свайный метод установки изобрели лишь в начале XIX века.

На первых порах опоры на винтах использовали для оснащения причалов. Со временем сфера их использования значительно расширилась. На фото ниже маяк в Великобритании, когда пришлось на нестабильной почве Темзы задействовать винтовые сваи.

Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы

В первом десятилетии XX века возведение построек на свайных фундаментах получило «второе дыхание» благодаря изобретению новой техники, позволявшая точно и глубоко вбивать сваи. А это значительно убыстряло работу по строительству фундамента для дальнейшего возведения зданий.

↑ Достоинства и недостатки домов на сваях

Сегодня весь мир использует для возведения домов технологию винтовых свай.

К достоинствам фундамента на винтовых сваях относят такие моменты:

  1. Свайная конструкция возводится на почвах практически всех типов в различных климатических зонах, включая болотистые территории и регионы с вечной мерзлотой.
  2. На возведение этого типа основания не влияет уровень нахождения грунтовых вод.
  3. Свайно-винтовой фундамент подойдёт для возведения дома на местности, у которой сложный рельеф.
  4. Свайные конструкции устанавливают в любое время года, даже зимой. Погода (сильный мороз, например) не влияет на прочность и качество возводимого фундамента – температура земли на глубине ввинчивания винтовых наконечников всегда стабильна.
  5. Свайно-винтовое основание не подвержено морозному пучению, когда промерзает грунт.

Установочные работы проводятся за минимально короткое время. К примеру, если у почвы хорошая проходимость, бригада мастеров с опытом работы, свайный участок под дом средних параметров, то сваи будут погружены за один день.

Винтовые сваи при этом можно использовать сразу после монтажа для их обвязки и строительства стен.

Свайному фундаменту не нужно время, чтобы он схватился, созрел, чтобы набрал прочности бетон. Из других типов основания никакой другой даже близко к такой скорости возведения не подходит.

Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы

На площадке, которая отведена под строительство дома, сваи можно ввинтить и самостоятельно, используя помощь двух-трёх подсобников, без привлечения специальной техники. Эта особенность свай важна в том случае, когда в район строительства нельзя подогнать спецтехнику либо владелец будущей постройки стеснён в средствах.

Продолжим о преимуществах:

  1. Для создания фундамента на винтовых сваях не надо рыть траншеи или котлован. Не понадобится и обустройство опалубки. Поэтому на участке не будет больших гор со строительным мусором, который нужно вывозить.
  2. Под этот тип основания строительную площадку также не надо выравнивать.
  3. Свайно-винтовое основание капиллярно не потянет из грунта влагу, поэтому полы и стены в доме останутся сухими.
  4. Одновременно с возведением фундамента или после него можно выполнять проектирование и устанавливать всевозможные инженерные коммуникации.
  5. Если подобрать сваи правильно, да ещё и хорошего качества, грамотно их установить – то дом на сваях простоит и сотню лет.

    Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы

  6. Если фундамент хорошо утеплить по всему периметру, то получится тёплое подполье. В итоге полы в доме будут тёплыми из-за утеплённого подполья. Часть владельцев даже устраивают хозяйственную подсобку под домом, не проводя полномасштабных земляных работ.
  7. Фундаментное сооружение из ввинченных свай выйдет дешевле на 30-40%, чем основание из бетона.

Но есть одно «но» для перечисленных достоинств свайно-винтового фундамента!

Всеми вышеизложенными характеристиками обладать будут лишь конструкции, возведённые с соблюдением разработанных норм, изготовленные из качественных материалов.

Важно, чтобы при использовании свай были учтены и все особенности местности.

Если технология ввинчивания нарушена, сами сваи куплены в кустарных компаниях, то надеяться, что свайно-винтовой фундамент простоит десятилетия, не приходится.

Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы

Теперь о минусах свай, о которых так любят говорить некоторые строители.

  1. Не получается установить такое основание на скалистых и каменистых грунтах из-за невозможности ввинтить в него сваю. Единственный вариант – использовать узколопастные сваи с выраженным винтом-конусом.
  2. Когда сам дом оказывает на винтовые сваи чрезмерную нагрузку, то это приводит к ослаблению несущей способности всего основания, а в итоге – к деформированию пояса обвязки, а соответственно, и к разрушению стен.
  3. От ввинченных свай надо обязательно обустраивать систему хорошего водоотведения, а это – дополнительные траты. Но стоит отметить, что дренажную и ливневую канализацию устанавливают вокруг оснований любого типа.
  4. Влияние коррозии на свайный материал исключить в любом случае не получится. Качественная продукция, несомненно, в процессе производства получает требуемую защиту – сваи покрывают цинковым, эпоксидным и полимерным слоем. А дальше многое зависит от грунта, иногда их повышенная химическая агрессивность творит свои «чёрные дела».

    Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы

  5. Специалисты не советуют возводить фундамент из свай близко от вышек сотовой связи, электрифицированных железных дорог, высоковольтных линий электропередач, разрабатываемых карьеров и шахт, крупных подстанций. Вероятность, что появятся на таком участке подземные блуждающие токи, активизирующие коррозийные процессы металлических свай, велика. Также исключено применение свай основания при создании заземляющего контура для дома.
  6. К минусам относится невозможность сделать цокольный этаж или полноценный подвал в таком доме.

Особое внимание хочется уделить и самому ввинчиванию свай. Дело в том, что владельцу-заказчику придётся или искать проверенную-перепроверенную бригаду, или постоянно контролировать работу нанятой бригады.

От того, как будут вкручены сваи, какими бы качественными они ни были, зависит дальнейшая эксплуатация.

Сегодня развелось множество компаний с горе-профессионалами. И владельцы, ищущие работников подешевле, именно на таких «специалистов» и попадают.

Например, полость сваи после вкручивания, чтобы хорошо защитить её от коррозии, доверху заливают бетонным раствором. Часто «спецы» этого не делают, сразу наваривают оголовки после ввинчивания. А это нарушение технологии монтажа свайного основания.

Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы

Известно много случаев, когда «шабашников» никто не контролировал и они сваи не докручивали на полную расчетную глубину. Хозяину-заказчику проверить качество вкручивания после подрезки труб, наварки оголовков и последующей обвязки – невозможно. 

Если технология ввинчивания была нарушена, то в скором времени это повлечёт деформацию созданного фундамента, стен дома со всеми вытекающими последствиями.

И если заметил заказчик, что, подгоняя по высоте сваи, работники вращают их в направлении, которое противоположно вкручиванию, то такую бригаду надо срочно заменить. Таким образом вкрученная свая-опора сразу считается бракованной, так как она уже не обладает расчётной несущей способностью.

Выхода три: приглашать бригаду, которая имеет безупречную репутацию по уже выполненным подобным работам. Второй вариант – вооружившись теорией, не упускать из поля зрения ни единого этапа возведения фундамента, контролировать каждое действие. Третий вариант – выполнять монтаж свай самостоятельно.

Недостатков у свайного основания достаточно. Чтобы их избежать или минимизировать, нужно правильно подбирать сваи, а возведение фундамента проводить на основе расчётов, в которые включены оценка будущих нагрузок наполненного дома и определение несущей способности опорных свай.

↑ Типы винтовых свай

Подразделяют винтовые сваи на несколько типов. Каждый из них обладает особенностями, которые состоят из совокупности технологических и конструктивных характеристик.

Каждый тип свай предназначен для использования в различных условиях, зависящие от особенностей почвы и предполагаемой нагрузки на фундамент. Применение разных типов винтовых свай обеспечивает запас прочности основания и увеличивает эксплуатационный ресурс постройки.

Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы

Винтовые сваи подразделены по параметрам:

  • по основному назначению;
  • по размеру и количеству лопастей;
  • по диаметру трубы;
  • по типу наконечников;
  • по марке и толщине материала (стали);
  • по несущей способности;
  • по типу антикоррозионной защиты.

Под строительство дома на участке, имеющий конкретный тип почвы, подойдут свайные опоры определённого типа.

↑ Виды свай по области предназначения

На картинке показаны четыре типа свай. Они даже визуально отличаются друг от друга:

Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы

Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы

Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы

↑ Размеры разных типов винтовых свай для основания

При возведении свайного фундамента нужно подбирать правильный диаметр свайного ствола в зависимости от состава почвы и нагрузок на основу. Диаметр имеет диапазоны 57-133 мм. Диаметр лопастей меняется вместе с диаметром трубы. Чем диаметр лопасти выше, тем и несущая способность сваи больше.

В таблице находятся основные размеры разных типов широколопастных свай, имеющие сварной наконечник. СВС означает свая винтовая сварная:

Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы

Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы

Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы

↑ Число лопастей на свае

У винтовых свай может быть одна или несколько лопастей, отсюда и названия: одно- и многолопастные.

Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы

Применение однолопастных свай имеет свои особенности. Их используют для создания основания дома на участках с почвами, которые обладают высокой несущей способностью (например, глинистые).

Но, применив этот тип изделий, в особенности со сварными наконечниками, учитывают, что они могут сорваться при достижении критической нагрузки.

Тогда опоры потеряют свою несущую способность, а это не лучшим образом отразится на сохранности обвязки основания.

Многолопастные сваи используют при создании фундаментов на различных грунтах, включая и слабые почвы. Изделия обладают высокой несущей способностью, устойчивостью к большим нагрузкам: выдёргивающим, горизонтальным, вдавливающим.

ЧИТАТЬ ТАКЖЕ:  Монтаж унитаза к канализации своими руками

Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы

Большее число лопастей на свайном стволе позволяет применять их с меньшим диаметром трубы, у которой требуемая толщина стенок. Благодаря оптимальному размещению лопастей на свайном стволе достигается высокая эффективность изделия.

Интервал между лопастями, а также угол наклона и шаг, рассчитывают индивидуально, учитывая размещение слоёв почвы и её состав на вашей стройплощадке.

Работа со свайными опорами, естественно, требует квалифицированного подхода. И пускать на самотёк процесс не стоит.

↑ Типы наконечников

Их разделяют на сварные и литые.

Безусловно, с литыми наконечниками сваи надёжнее, так как они почти не деформируются при вкручивании через грунт. Изделия с литыми наконечникам используют для монтажа в многолетние мёрзлые, очень плотные почвы, в грунты с включением камней и других природных элементов. Этот тип наконечника, даже наткнувшись на препятствие, не деформируется, а его разрушает.

Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы

Сварные наконечники применяют в слабых грунтах. Но их прочность зависит от стали: её марки и толщины, и, конечно же, от качества производства. Их единственное преимущество по сравнению с литыми наконечниками – более доступная цена.

↑ Толщина и марка металла

Винтовые сваи производят из труб, имеющие разный диаметр стенок. Их подразделяют на:

  • тонкостенные: производят из трубы, стенки которой толщиной до 3,5 мм;
  • средне стенные – от 3,5 до 6 мм;
  • толстостенные – 6 мм и больше.

Выбирают сваи по толщине и марке стали в зависимости от состава грунта на том участке, где планируется их устанавливать, а также от предполагаемой на них нагрузки. Этот параметр должен определяться в момент составления проекта, и основываться на данных, которые получены в результате исследований грунтовых слоёв на коррозийную активность.

Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы

Выбирая толщину стали для лопастей свай по этим критериям, помнят, что лопасти, выполненные из металла толщиной до 5 мм, используются лишь для лёгких строений. Если проект на крупное массивное сооружение, то толщина лопастей должна быть больше 6 мм.

После выполненных исследований почвы выбирают и марку стали изделий:

  • Ст3 используют при слабой химической агрессивности почвы;
  • Ст20 – при средней агрессивности;
  • при сильной агрессивности почв для стальных свай используют марки 30ХМА и 09Г2С.

↑ Типа покрытий от коррозии

Так как сваи устанавливаются в агрессивную для стали влажную почвенную среду, то рекомендуется покупать изделия, на которые в заводских условиях нанесён защитный слой.

Также крайне важно антикоррозийное покрытие сохранить в целости при вкручивании свай.

Ведь покрытие защищает не только саму трубу, которая находится в земле, но и участок, размещённый на границе между надземной и подземной частями сваи.

Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы

Производителями наносятся на винтовые сваи разные защиты:

  • эпоксидное либо полимерное;
  • полиуретановое покрытие;
  • холодное либо горячее цинкование.

По проведённым испытаниям различных покрытий имеются выводы по эффективности каждого типа в защите металла. Наибольшая эффективность у эпоксидного и полиуретанового покрытия и у метода холодного цинкования. Также эффективны эмали и грунты, которые наносятся по ржавчине без предварительной обработки поверхности сваи.

Горячее цинкование и полимерная обработка высокой прочности не дают.

Если сваи покупаются без покрытия, его наносят самостоятельно. Можно для надземной и подземной части использовать разные материалы.

Важно! Все серьёзные компании-производители обязательно свои изделия обрабатывают антикоррозионной защитой.

↑ Как рассчитать и спроектировать свайно-винтовой фундамент

Характерные недостатки свайно-винтового фундамента не проявятся во время эксплуатации, если его верно рассчитать и спланировать с учётом всех описанных выше нюансов.

Создание проекта для любого типа фундамента – это задача для профессионалов. Но можно и нужно «прикинуть» всё и самостоятельно. А алгоритм проектирования подойдёт при возведении на участке лёгких дачных домов или хозяйственных построек.

↑ Как оценить несущую свайную способность?

В первую очередь на конкретной местности под строительство оценивается несущая способность винтовой опоры. Из таблицы выше было видно, насколько большой разброс значений даже для однотипных свай – к примеру, для СВС-108 разброс от 5 до 9 т.

У любого типа почвы свои показатели несущей способности, своё сопротивление нагрузке. Именно от этих показателей и зависит дальнейший расчёт допустимой нагрузки на винтовую сваю.

Наиболее точными будут показатели, полученные в результате проведённых геолого-разведывательных работ, когда специалисты пробурят скважины и дадут точную оценку всех грунтовых слоёв. Этот вариант не имеет недостатков, результаты дают точную картину, с минимальным поправочным коэффициентом 1,2. 

Но минус есть – очень высокие цены на данные услуги.

Можно использовать второй вариант: пригласить специалистов, которые ввинтят эталонную (опытную) сваю. На участке строительства в землю вкручивается свая-эталон. Когда она проходит сквозь слои грунта, специалисты ведут мониторинг крутящего момента, который прикладывается к ней. Картина получается достаточно объективная о несущих способностях почвы. 

Но поправочный коэффициент несколько выше – 1,25.

Ещё один вариант, который можно выполнить самостоятельно: пробурить скважину на предполагаемую глубину размещения лопастей или выкопать глубокий шурф. Далее – с этой глубины добыть грунт и сделать с него пробы. По показаниям классифицировать грунт, используя онлайн таблицы. И узнать расчетное значение несущей способности грунта. Для этого варианта поправочный коэффициент — 1,6-1,7.

Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы

Если длина труб будет выбрана неправильно, то это приведёт к проседанию фундамента. В результате – начнётся разрушение стен дома. При расчёте длины трубы для участка с планируемой стройкой опираются на такие параметры:

  1. На глубину залегания плотных несущих слоёв грунта.
  2. На рельефность (перепады высоты) местности, чтобы выйти во всех точках основания на общую горизонтальную плоскость.

В пробуренное отверстие, когда бур доходит до требуемых слоёв, на длинном шнуре опускают груз. После того как он уляжется на дно ямы, делают на шнуре пометку и извлекают груз наружу. От отметки на шнуре до груза измеряют расстояние. К полученному значению добавляют высоту надземной части винтовой сваи. 

К значению прибавляют запас 20-30 см и получают требуемую длину сваи.

Важно! Решать владельцу – самому измерять длину сваи или доверить это специалистам. Главное, помнить, что от правильности параметра зависит надёжность будущего фундамента и всего дома.

Когда известен уже тип грунта, то рассчитывают несущую способность выбранной винтовой основы, используя онлайн калькулятор.

↑ Как оценить нагрузки на свайно-винтовой фундамент?

В оценку параметра включают массу всех стройматериалов, которые использовались при возведении дома, вес интерьера в доме (мебель, электроприборы и т.п.). Добавляют внешние нагрузки (снеговые в первую очередь).

Точно рассчитать суммарную нагрузку очень сложно. Но примерно понять, какая нагрузка будет создаваться на свайный фундамент можно.

На строительных порталах размещены онлайн калькуляторы, которые помогают рассчитать суммарную нагрузку.

Например, информацию можно посмотреть на картинке:

Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы

Несколько пояснений:

  • Чтобы оценить массу стен, можно внести два варианта: материал для внутренних перегородок и для наружных стен, ведь они различаются как стройматериалом, так и толщиной.
  • Тоже самое касается и перекрытий. К примеру, для чернового пола и для чердака.
  • Указывают тип кровельного материала и площадь крыши. Каждому виду кровли присуща своя стропильная система и обрешётка. Поэтому вес различается.

Перед строительством стен сваи основания обязательно обвязывают. Если для обвязки применяют деревянный брус, то его включают в площадь стены. А вот когда для обвязки используют профиль из металлопроката либо обустраивают монолитный железобетонный ростверк, то нагрузка на фундамент из свай будет немаленькая.

Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы

В таком случае при расчёте оценки нагрузки указывают параметры обвязки.

Остальные подсчёты в калькуляторе проведутся самостоятельно. Окончательное значение общей нагрузки на фундамент выдаст калькулятор в килограммах и тоннах.

↑ Сколько понадобится винтовых свай?

По итогам обоих расчётов есть два значения – суммарная нагрузка (она передаётся от здания фундаменту) и несущая способность (с запасом срока эксплуатации) одной сваи.

Поделив нагрузки на несущую способность, получим необходимое количество винтовых свай.

Рассмотрим для наглядности пример. Онлайн калькулятор показал допустимую нагрузку на винтовую основу СВС-108 4,5 тонны с учётом поправочного коэффициента надёжности. По второму онлайн калькулятору общее значение нагрузки от здания (которое планируется к строительству) составило 64,2 тонны.

Получаем в результате деления требуемый результат:

64,2 : 4,5 = 14,02

Значение округляют до целого числа в большую сторону, поэтому получим 15 свай.

Это количество – минимальное, часто оказывается не окончательным, ведь существуют нормативы по расстановке свайных опор.

Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы

Нормативы:

  • для каркасных, брусовых, бревенчатых построек сваи устанавливают с шагом не более 300 см;
  • для сооружений из пенобетона, шлакобетона и газобетона шаг установки свайных опор должен быть не больше 200 см;
  • если возводятся ограждения из лёгких стройматериалов, то дистанция между опорами 300-350 см;
  • когда обустраиваются заборы из древесины или из профнастила, то шаг установки должен быть 250-300 см, он зависит от ветровой нагрузки.

Определяя места установки винтовых опор на плане постройки, учитывают следующие нормативы:

  1. Обязательно сваи вкручиваются по углам постройки, также в местах (точке) пересечения либо присоединения несущих стен.
  2. Под капитальными стенами (и внутренними, и внешними) сваи устанавливают с единым шагом. Это расстояние выбирают в зависимости от стенового материала и особенностей здания.
  3. При строительстве веранд, террас, пристроек, сараев, примыкающих к дому, других лёгких пристроек свайное поле рассчитывают отдельно! И к фундаменту дома его не привязывают. Часто для подобных сооружений применяют сваи меньшего диаметра, существенно экономя на фундаменте.
  4. Другой подход к тяжеловесным постройкам, которые будут располагаться внутри дома – это котёл, печь и т.п. В местах их расположения нужно основание усиливать двумя дополнительными сваями как минимум. Либо возводить отдельное мини-основание, которое не будет связано с основным фундаментом. Но для этого мини-основания потребуется отдельный план и расчёты количества свайных опор.

Так что возможен вариант, что понадобится вкручивание дополнительных свай сверх расчётного количества. Не стоит огорчаться – от этого итоговая несущая способность фундамента лишь выиграет. Но нельзя количество опор занижать. Даже в том случае, когда на плане при расстановке количество опор кажется избыточным.

Использовать винтовые сваи под фундамент при возведении жилого дома или отдать предпочтение другим типам основания – решать владельцу будущей постройки.

Мы же хотим ещё раз предостеречь, что использовать винтовые сваи для основания дома 100% выгодно, если доверить возведение фундамента компетентной и проверенной компании. Организации, которая даёт гарантии, что качественно выполнит работу.

Фундамент на винтовых сваях: минусы и плюсы

Не нужно обращаться за услугой к незнакомым строительным бригадам. Возможно, на этом этапе строительства вы сэкономите. Но где гарантии, что через год вам не придётся вызывать других мастеров, которые будут исправлять допущенные ошибки.

И на их устранение придётся потратить в несколько раз больше денег, чем вы уже потратили. Тоже касается и покупки винтовых свай. Приобретая изделия в кустарных производствах, вы закладываете мину замедленного действия под своё основание. А это неразумно, даже при очень привлекательной цене.

↑ Смотрите видео: плюсы и минусы свайного фундамента