Винтовые сваи: характеристики, достоинства и недостатки

Фундамент может быть свайным, опорно-столбчатым, ленточным (или мелкозаглубленным), монолитным и блочным. У каждого — свои особенности, свои преимущества. Cегодня остановимся на свайных и опорно-столбчатых фундаментах.

Подробный обзор

Какой ростверк лучше выбрать?

Специалисты признают, что свайно-ростверковый фундамент идеальный вариант для сооружений из каркаса, кирпича или блоков, которые будут возводиться на песках, суглинках, а также супесях. В данном случае идеальным также является и соотношение следующих показателей – стоимость, качественные характеристики и надежность.

Для возведения небольшого и относительно легкого сооружения достаточно будет использовать до 100 свай, диаметр которых будет не более 200 мм, но, в том случае, когда требуется большая несущая способность, применяется следующий ход – основание свай увеличивается до значения в 400 мм. Стоит также отметить, что вариантов устройства ростверка всего два – монолитный и висячий, которые имеют свои преимущества и недостатки.

Висячий

Конструкция свайно-ростверкового фундамента висячего типа представляет собой основание, в котором есть небольшой зазор непосредственно между ростверком и самим грунтом (именно он не дает грунту воздействовать на фундамент в случае его вспучивания). Такой вид ростверка считается очень экономным, потому как в качестве опалубки в данном случае выступают стенки скважины.

Для того чтобы цементное молочко не вытекало, из рубероида  «организовывается» чехол (иногда применяется и пенка из полиэтилена), которым покрывают скважину изнутри. Поскольку такое основание можно возводить только на достаточно прочных грунтах, этот вариант применяется редко. Для того чтобы определить насколько практична основание, плюсы и минусы ростверкового фундамента на сваях необходимо рассмотреть подробнее.

Монолитный

В данном случае опалубкой выступают трубы из различных материалов (металл, картон или асбоцемент), причем диаметр у них различный. Чтобы конструкция получилась прочной, арматурные каркасы становятся незаменимой составляющей рассматриваемого устройства ростверка.

Чтобы фундамент был ровным, здесь используются сваи, длина которых – разная. Для того чтобы вспучивание грунта никаким образом не повлияло на возводимую конструкцию, устраивают песчаную подушку при заглублении ростверка (обычно она не менее 90 мм). Используемая арматура образует единый каркас, что и дает возможность такому фундаменту выдерживать очень большие нагрузки, поэтому такое устройство ростверка используется чаще.

Технология буронабивных свай

При выборе данного варианта бюджет строительства минимальный. Изготавливается свайный фундамент следующим способом:

  • пробное бурение – методика полностью заменяет геологические изыскания участка, в нескольких местах возле пятна застройки заглубляется, затем демонтируется винтовая свая, это необходимо для определения глубины залегания несущего пласта
  • разметка – на грунте (плодородный слой лучше удалить) отрисовываются оси либо по колышкам протягиваются шнуры
  • бурение – скважины должны доходить до пласта с несущей способностью, глубина которого известна по результатам первого этапа
  • опалубка – используются полиэтиленовые трубы 30 – 20 см диаметра или свернутый в цилиндр рубероид (стеклохолст)
  • армирование – внутрь шурфа помещается конструкция из нескольких (6 – 4 шт.) вертикальных прутков 16 – 12 мм арматуры-рифленки, обвязанных с треугольными, круглыми хомутами из гладкой арматуры 6 мм
  • заливка – опалубка наполняется бетоном, ручным штыкованием или глубинным вибратором из смеси удаляется воздух
  • гидроизоляция – битумными составами, специальными красками или праймерами обмазывается выступающая часть свай после снятия опалубки

В зависимости от технологии строительства здания по оголовкам свай изготавливается монолитный, деревянный, металлический ростверк. Эта конструкция на этапе армирования связывается с прутками свай, позволяя получить монолитное сооружение.

В технологии присутствуют минусы:

Технология буронабивных свай
  • невозможность изготовления подземного этажа
  • ограничение по глубине бурения мотобуром, ручным инструментом (обычно 3 – 2 м)
  • ограничение по диаметру шнека (30 см)
  • необходимость забирки по сваям при висящем ростверке

Однако плюсы этого метода перевешивают существующие недостатки:

  • снижение бюджета строительства на 70 – 30%
  • возможность возведения коттеджа в плотной застройке, лесной зоне, гористой местности
  • минимальный объем бетонирования (только для деревянного, металлического ростверка)
  • сокращение сроков сдачи объекта

На буронабивных сваях могут покоиться МАФ, надворные постройки. Для повышения эксплуатационного ресурса рекомендуется отмостка, дренажная система, ливневка.

Возведение строений

Под любое строение на СВФ также необходима укладка гидрозащиты. Обычно здесь применяется рубероид. Когда строятся кирпичные или блочные сооружения, на гидрозащиту и на фундамент кладут бетонные плиты. И на них выкладывают блоки или кирпичи.

Кирпичные и газобетонные кладки не допустимы на швеллер, поскольку металлические профили под сильным воздействием начинают скручиваться. Подобная деформация визуально не заметна, но разрушительно сказывается на любой кладке.

При создании деревянных построек есть другие дилеммы. Такие здания имеют скромный вес. Их необходимо дополнительно укреплять. Без этого они могут сойти с фундамента даже от сильного ветра. По этой причине деревянные конструкции присоединяются к СВФ в соответствии с проектом постройки. Он у каждого хозяина может быть индивидуальным.

Читайте также:  Заливаем фундамент под дом своими руками

Плюсы и минусы свайных фундаментов

Следует отметить, что все плюсы и минусы относительны и имеют разное значение в разных условиях. Так, на скальных основаниях с высокой несущей способностью сложности с ввинчиванием или вбиванием свай заметно перекрывают их многочисленные достоинства.

Плюсы свайных фундаментов

  • возможность использования на любых основаниях включая болотистые грунты, грунты подверженные морозному пучению, грунты с малой несущей способностью и т.п;
  • возможность поднять дом на любую высоту – важно на затапливаемых территориях;
  • доступная цена – свайный фундамент для каркасного дома обходится дешевле ленточного;
  • высокая скорость монтажа – опытная бригада может полностью собрать свайную конструкцию за один-два дня;
  • малый вес.

Минусы свайных фундаментов

  • сравнительно небольшая несущая способность – тяжелое здание потребует забить такое количество свай на такую глубину, что ленточный или плитный фундамент обойдется дешевле.
  • необходимость проведения предварительных инженерно-геофизических изысканий. В переводе на русский язык: вам надо знать, в каких грунтах будет находиться свая, на какое основание она будет опираться и как эти грунты будут меняться в зависимости от сезона;
  • неравномерность усадки разных частей фундамента;
  • необходимость создания цокольных конструкций для укрепления утеплителя и отделки цоколя;
  • необходимость создания продухов для вентиляции подпольного пространства;
  • пространство под домом привлекает животных (летом под домом прохладно, а зимой теплее, чем просто на улице);
  • сложности в использовании бетонных плит для перекрытия первого этажа.

Обратите внимание на неравномерность усадки. Эта неравномерность связана как с неоднородностью грунта, так и с тем, что дом создает разные нагрузки на разные сваи. В ленточных и плитных фундаментах эта неравномерность перераспределяется в том числе и в толще фундамента и поэтому нагрузка на основание получается практически равномерной. В свайных фундаментах нагрузки на разные сваи могут различаться очень значительно. Поэтому фундаменты на сваях хорошо подходят для домов, которые не боятся неравномерной усадки (каркасные и бревенчатые дома) и совершенно не годятся для домов из кирпича и бетонных блоков. Обвязка в виде ростверка отчасти компенсирует неравномерность усадки, но только отчасти.

Все перечисленные выше проблемы решены в свайно-ленточном фундаменте. Сочетание мелкозаглубленной ленты со сваями повышает несущую способность фундамента, делает его более жестким и позволяет равномерно распределить нагрузку по большей площади.

Когда наиболее выгодно использовать данный тип свай?

Благодаря своим особенностям область использования свайно винтовых фундаментов гораздо шире, чем у любых других. Правда еще сравнительно недавно у нас их не использовали для зданий с большой массой, так как в других странах, но на сегодня и эта ниша освоена. Наиболее выгодно использовать данный тип:

  • Благодаря отличной несущей способности — на слабых грунтах (песчаные, заболоченные, районы вечной мерзлоты).
  • Благодаря небольшой массе — при строительстве в отдаленных местах или там где затруднена доставка больших объемов строительных материалов.
  • Благодаря быстрому монтажу — для сооружений, сроки строительства которых ограничены.
  • Благодаря возможности демонтажа — для временных строений и конструкций (например, рекламных щитов), а также в местах, ограниченных для капитального строительства.
  • Благодаря возможности установки без использования техники — если специальным машинам движение к месту строительства затруднено или площадка стеснена. Также этот тип свай отлично подходит для заборов и опор силовых и коммуникационных линий. Еще одна область применения — закрепления растяжек различных мачт и вышек (для связи, молниезащиты и т. п.).
  • Ввинчивать сваи можно не только в вертикальном положении. Для укрепления (особенно экстренного) береговой линии это отличный выбор, смонтировать их можно под любым углом к горизонту.

Как видно из всего вышесказанного это универсальный тип фундамента. Небольшие недостатки, которые он имеет, практически неважны для наиболее распространенных сооружений и условий их возведения.

Почти любой уклон

Участки с уклоном обычно стоят дешевле ровных. Их менее охотно берут. Так как склон — это сложности и затраты.

Я считаю, что подпорные стенки это дорого и не красиво. Участки с уклоном гораздо интереснее с точки зрения архитектуры.

Забить сваи можно почти на любом склоне. Ограничение по инструкции — 25 градусов. Это 4.6 метра перепада на 10 метров длины. Это здорово.

Рекомендую изучить:

  1. Минусы и плюсы газобетона
  2. Дом из монолитного пенобетона. Плюсы и минусы
  3. Электрика в каркасном доме — финский способ. Плюсы, минусы, решения.
  4. Дешёвый фундамент

Достоинства фундамента на винтовых сваях

Скорость монтажа

Высокая скорость монтажа – пожалуй, самое главное достоинство винтовых свай, ведь в строительном бизнесе время ценят как ничто другое. Винтовая свая готова к эксплуатации сразу же после установки. Даже бетонирование внутреннего просвета свайного ствола не приводит к вынужденному простою на стройплощадке: ждать набора бетоном марочной прочности нет никакой необходимости, поскольку нагрузка на сваю в первую очередь воспринимается ее стальной оболочкой.

Читайте также:  Как определить расстояние между сваями фундамента

Низкий уровень шума при обустройстве фундамента

Низкий уровень шума при монтаже является главным преимуществом винтовых свай перед забивными. Процесс забивания последних в грунт сопровождаются не только шумом, но и вибрациями. Вибрационные воздействия на грунт могут нанести вред различным сооружениям, находящимся в непосредственной близости от места проведения работ.

Невысокая цена

Низкая стоимость фундамента на винтовых сваях в сравнении со стоимостью всевозможных разновидностей железобетонных фундаментов достигается в первую очередь за счет существенного снижения объема земельных работ.

Способность противостоять различным выдергивающим нагрузкам

Эта способность обусловлена наличием у винтовых свай лопастей. Именно благодаря своим лопастям эти сваи могут устанавливаться на неровных площадках (а значит, прекрасно подходят для строений, расположенных на склонах) и под любым углом к вертикали.

Нет необходимости доставать большой объем грунта

Незначительный объем грунта, вымещаемого при установке винтовых свай, позволяет вести работы вплотную к уже существующим постройкам.

Могут применяться в различных условиях

Погодно-климатическая неприхотливость винтовых свай выражается в том, что они могут эксплуатироваться в достаточно широком диапазоне температур, не боятся подъема грунтовых вод и набухания грунта, а значит, и не требуют обязательного осушения участка, где ведется строительство.

Возможность повторного использования

Одной из областей применения винтовых свай является возведение временных сооружений. После того как такая постройка закончит выполнять свои функции и будет демонтирована, винтовые сваи могут быть извлечены из грунта и при необходимости использованы повторно.

Стоит заметить, что всеми этими достоинствами обладают лишь промышленно произведенные винтовые сваи, качество которых соответствует Международному строительному стандарту ICC AC358 Helical Foundation Acceptance Criteria.

Преимущества и недостатки свайно-ленточного фундамента

При закладке дома строители чаще всего выбирают ленточный тип фундамента, самый простой в укладке и надёжный. Однако использовать его не всегда разумно. На нестабильных грунтах, чтобы надёжнее закрепить строение, применяют свайно-ленточный фундамент. Сваи опираются на надёжные почвенные слои, а лента равномерно распределяет нагрузку между ними. Чтобы понять, нужен ли вам такой фундамент, узнайте для начала о его плюсах, минусах, нюансах обустройства.

Описание и особенности

Свайно-ленточный фундамент позволяет возводить постройки на сложном рельефе. Роль ленты исполняет ж/б основа, которую называют ростверком. Сваи же можно выполнить как из железобетона, так и из металла, чистого бетона, дерева. У свайно-ленточного фундамента есть несколько разновидностей, которые основаны на различиях принципа опоры и материала свай:

  • кирпичная;
  • монолитная;
  • блочная.

Монтаж свай также предполагает два варианта:

  1. Винтовой. Металлические опоры с лопастями на конце вкручиваются в землю. Это делается вручную или с помощью спецтехники, в зависимости от глубины. Требуемая длина и ширина металлоконструкций рассчитываются заранее. Перед монтажом сваи следует окрасить в два свайно-ленточного фундамента
  2. Буронабивной. Устанавливаются проще, поскольку создаются на месте. Сначала бурят скважину нужной глубины (до точки упорного почвенного слоя). Затем отверстие в земле засыпают подушкой из гравия и песка, армируют, трамбуют и заливают бетоном. В земляной опалубке формируется крепкий столб-свая, который с помощью специальной технологии лучше и прочнее соединяется с ростверком.

Совет. Желательное сечение опор — круглое. Их легче вкручивать, да и скважину пробурить для них проще.

Также столбы отличаются по наполненности. Они могут быть пустотелыми и полнотелыми. Полые меньше весят и стоят, но нуждаются в дополнительном укреплении (армировании) внутри, поэтому они сложнее в установке.

Принципы монтажа свайно-ленточного типа фундамента

Внимание! Нередко в качестве опалубки используют асбестоцементную трубу. В скважине её следует предварительно зафиксировать колышками и направляющими планками.

Армирование внутри должно быть выполнено как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях. Прутья между собой только связывают. Ростверк заливается при помощи традиционной деревянной опалубки. Пруты-опоры должны быть выше уровня скважины, чтобы связаться с горизонтальным армированием ленточной части фундамента.

Внимание! Заливку стоит выполнять без временных пауз, сразу переходя от свай к ростверку. В этом случае конструкция получится максимально монолитной.

Винтовая свайно-ленточная конструкция рассчитывается заранее. Готовые опоры вкручиваются в грунт. Их верхушки имеют подготовленную арматуру для коммутации с ростверком. Процедура выполняется аналогично. Детальнее о нюансах монтажа и эксплуатации фундамента можно узнать из видео инструкции.

Достоинства и недостатки

Преимущества свайно-ленточного фундамента определили сферу его применения:

  • если опоры углублены до уровня промерзания поверхности, дому не страшны изменения деформации или вспучивание грунта;
  • фундамент может использоваться в местах с повышенным уровнем залегания грунтовых вод;
  • применяется при неустойчивости верхнего слоя почвы — ленточная часть может располагаться на слабой сыпучей поверхности;
  • на правильной глубине сваи справятся с незначительными смещениями и толчками земли;
  • заливка, соединение и полная сборка занимают 2-3 дня;
  • к возведению несущих конструкций фундамент будет готов через 1 нед.

Слабый грунт остаётся весьма ненадёжной опорой. Поэтому нередко с годами песчаная подушка под сваями или под ростверком фундамента измельчается или вспучивается от морозов. Точные расчёты и анализ с грунтовыми пробами под силу только специалистам. Без их участия на этапе проектирования результаты работы могут вас не порадовать: фундамент перекосится или пойдёт трещинами.

Читайте также:  Доступные способы сделать гладким бетон после заливки

Среди других сложностей и минусов возведения конструкции:

  • в условиях неустойчивого грунта подходит только для малогабаритных одноэтажных зданий;
  • земельные работы дороже и масштабнее, чем в случае с ленточным фундаментом;
  • необходимо точно соблюдать паспортные марочные параметры по приготовлению бетона и плотности армирования;
  • при глубоком промерзании грунта свая может треснуть.

Винтовые сваи надежнее набивных, особенно если их углубить ниже уровня промерзания. Усилит фундамент обвязка швеллером. Буронабивные опоры легче устанавливать, поэтому к ним обращаются чаще.

Нюансы строительства фундамента: видео

Свайно-ростверковый фундамент по буронабивной технологии своими руками

Бурение

Перед началом работ по устройству основания с применением буронабивной технологии, необходимо выполнить разбивку участка под бурение. Расстановку свай на плане и на местности начинают с углов дома, потом в местах состыковки периметра и несущих стен.

Внимание! Расстояние между точками установки свай не должно превышать 2-3 метра. В случае превышения расстояния между размеченными сваями больше трёх метров, между ними устанавливают промежуточную сваю, учитывая рекомендации по расстановке свай.

Свайно-ростверковый фундамент по буронабивной технологии своими руками

Проектная схема расстановки свай

Для бурения скважин под монтаж буронабивных свай, применяется специальная техника – ямобур – со шнековой установкой вертикального бурения. В полученную скважину опускают опалубку. Если свая будет круглого сечения, то роль опалубки может выполнить рубероид, сложенный в несколько слоёв или оцинкованная сталь. Также для опалубки можно применить деревянные щиты, для формирования сваи прямоугольного сечения.

Важно! Бурение отверстий под конструкции проводится на глубину ниже уровня промерзания грунта. В идеале до несущего грунта, что определяется изысканиями участка.

После бурения и монтажа опалубки, в ствол устанавливают арматурный каркас.

Арматурный каркас

Арматурный каркас изготавливается на участке строительства из витой арматуры диаметром 12 мм. Для этого отмеряют 3 — 4 стержня длиной, превышающей глубину скважины на 60-70 см. Впоследствии эти «хвосты» будут увязаны с армокаркасом ростверка.

Свайно-ростверковый фундамент по буронабивной технологии своими руками

Арматурные стержни формируют в виде трех- четырехугольника с таким размером, чтобы до стенок опалубки был зазор 4-5 см. Обвязывают стержни поперечной арматурой гладкого профиля с диаметром, меньше чем основные стержни.

Важно! Скрепляются продольные и поперечные стержни между собой вязальной проволокой.

Заливка бетоном

В случае небольшого объёма, бетон для заполнения свай, готовят прямо на участке с использованием бетономешалок.

Внимание! Заливка бетоном тела сваи должно проводиться непрерывно, то есть весь объем сваи должен быть залит в течение смены до момента схватывания бетона.

Заполнив сваю бетоном его нужно вибрировать, чтобы исключить усадку и образование пустот в теле конструкции.  Этот процесс позволит добиться однородности и требуемой прочности. Во время первоначального схватывания бетона в конструкции, а это 4-5 дней, подготавливают каркасы для ростверка.

Свайно-ростверковый фундамент по буронабивной технологии своими руками

После заливки всех свай выполняют устройство ростверка. В случае с высоким ростверком готовят нижнюю платформу опалубки. Нижней опорой опалубки может служить песок, если высота не превышает 30 см, или деревянные щиты которые опираются на края свай. Снизу опалубка укрепляется дополнительными опорами.

Вид свайного фундамента перед установкой опалубки и каркаса ростверка

После формирования низа ростверка монтируется каркас ростверка, который соединяется с каркасом свай. Устанавливаются боковые стенки опалубки и после этого приступают к заливке бетона.

Важно! При заливке ростверка бетоном также нужно применять вибрирование бетона для достижения максимальной однородности конструкции.

Если бетон заливают при температуре +20 и выше, опалубку можно снимать через 4 дня. В случае выполнения работ с температурой окружающего воздуха не выше +10 , то необходимо выдержать паузу в 14 дней.

Опалубка готова под заливку бетоном

Свайно-ростверковый фундамент по буронабивной технологии своими руками

Внимание! Перед заливкой бетоном желательно установить закладные трубы в ростверке для прокладывания коммуникаций, чтобы потом не делать отверстия в бетоне.

Технология возведения

  1. К свае, за выступающее в верхней части металлическое «ухо», крепят трос и поднимают ее с помощью лебедки.
  2. Столб помещается в погружную установку (в отверстие в нижней части молота).
  3. Молот начинает забивать столб. После нескольких ударов, сваебойная машина останавливается, мастер производит замер с помощью уровня, чтобы выяснить, не произошло ли отклонения от вертикали.
  4. Если наблюдается уход сваи в сторону, она извлекается при помощи все той же лебедки, причина отклонения устраняется (обычно это камень или более плотная часть грунта, которая подкапывается) и производится повторная попытка погружения.
  5. Также направление движения столба может быть откорректировано сваебойной машиной, которая способна изменять свое положение, подтянув погружаемый столб в нужную сторону.

Скорость погружения зависит от плотности грунта. Чем он тверже, тем дольше времени уходит на забивку одного того, как сваи была загнаны на необходимую глубину, проверяется высота их верхней части, которая выступает над поверхностью земли. Все головки столбов должны находиться на одной высоте. Лучше всего это контролировать, установив перед монтажом по линии погружения, лазерный нивелир.В том случае, если головка столба выступает над основной линией, проводится ее подрезка до необходимой преимущество такого типа фундамента – это минимум физического труда. Чтобы установить сваи описанным выше способом достаточно одной сваебойной машины и двух человек – одного оператора машины и человека, который будет контролировать погружение сваи – следить за подъемом, проверять на наличие отклонений и т. п.