Фундамент на винтовых сваях минусы и плюсы: разбираемся делать дом на винтовых сваях или нет

Виды винтовых свай

Есть множество винтовых свай для фундамента и выбрать среди них какой-то один подходящий вид без подготовки довольно трудно. Поэтому перед тем, как отправляться в магазин, определяют, какими бывают эти конструкции, а также что подойдет под конкретный проект и климатические условия.

По типу грунта

В случае, если почвы на участке можно отнести к ВСЛ — грунту сезонного промерзания — сваи просто завинчивают в землю без каких-либо предварительных работ. Столбы здесь могут иметь классический тип лопастей с заваренным конусом. Углубление, где окажется столб, заполняют песком с цементом.

ВСЛМ означает вечномерзлый грунт, поэтому установка винтового столба потребует предварительного бурения в местах установки. Место установки будет заполнено песком, а вот сами сваи будут мелко нарезаны по всей длине.

Разновидности винтовых свай в зависимости от типа наконечника и грунта

По типу наконечника

Наконечники тоже разные — литые или сварные. Литой дороже, но благодаря своей крепости без повреждений может быть ввинчен в грунт почти любой сложности и плотности, даже вечномерзлый. Для этого нужно, чтобы наконечник был с зубцами по нижнему срезу, как у коронки для дрели, или сильно заостренный. Здесь погружение в землю идет до расчетной глубины.

Сварные наконечники из-за сварных швов не такие плотные, однако, они тоже часто используются, особенно для действительно небольших построек, где столбы ввинчиваются вручную. Погружение останавливается при встрече с упором, препятствием, так как дальнейшая установка может повредить наконечник, а значит испортить саму винтовую конструкцию.

Дополнительно выделяют комбинированный вид, когда совмещаются две части, конус и лопасти. Это позволяет выдержать нагрузку до 50 тонн.

По конструкции лопастей

Здесь важны размеры, количество, ведь лопастей может быть больше одной. Однолопастные винтовые сваи под дом используются только для плотных грунтов и хорошо сочетаются с литыми наконечниками. А вот многолопастные могут иметь до 6 лопастей и чем слабее грунт, тем больше лопастей потребуется столбу. Благодаря им она окажется более устойчива и погрузится равномерно.

Ширина лопастей тоже зависит от грунта, с которым предстоит работать. Широкими считаются лопасти, которые больше диаметра трубы в полтора раза или больше, обычно это от 20 до 35 см. Это позволяет им быть стабильными на слабых грунтах.

Узколопастные нужны для плотных и мерзлых грунтов, так как их проще ввинчивать.

Толщина металла для лопастей обычно от 9,5 до 12,5 мм.

Как работает винтовая свая

Технология ввинчивания лопасти довольно проста. Обычно, она погружается от 1,5 до 3 метров под землю. Как раз ниже уровня промерзшей почвы при морозе.

Существует два вида винтовых свай: широколопастные и узколопастные. Первый вариант завинчивается заостренным наконечником без предварительных земляных работ. Для второго типа бурятся скважины, соответствующие диаметру стержня. Нагрузку сооружения распределяет верхняя часть трубы – ростверк. Как правило, он изготовляется из железобетона, но бывают изделия из дерева и металла. Устройства с ростверком наиболее распространено в строительстве загородных домов.

Различают 3 вида размещения свай:

• одиночные – для поддержки отдельных элементов;
• ленточные – по периметру стен в один или несколько рядов;
• «кустовым» методом – под каждую колонну.

Основные плюсы свайно-винтового фундамента

Отдавая свое предпочтение тому или иному типу фундамента, наш выбор всегда основывается на его положительных качествах, поэтому давайте с них и начнем.

1. Стоимость фундаментаТочной цифры, на сколько свайно-винтовой фундамент обойдется дешевле, чем другие типы, на вскидку Вам никто не скажет, потому что необходимо учитывать множество факторов, начиная от глубины заложения, и заканчивая весом и размером самой постройки. Но, как показывает практика, выгода начинается от 20-40%, по сравнению со столбчатым и мелкозаглубленным ленточным фундаментом, а если сравнивать его с заглубленным ленточным или монолитной плитой, то здесь цена уже может отличаться в несколько раз, а в наше время — это огромный плюс.2. Легкость и удобство монтажаМонтаж свайно-винтового фундамента настолько прост, что его можно осуществить своими руками, без применения спецтехники и дорогостоящих инструментов, прибегнув лишь к помощи друзей или родственников.Как правило, достаточно 3 человек, чтобы без проблем осуществить монтаж.3. Очень быстрый монтаж винтовых свайЗначительный плюс винтовых свай, потому что в большинстве случаев, монтаж фундамента осуществляется за 1-2 дня. В то время, как другие типы фундамента, включающие в себя такие этапы, как копку, армирование, устройство опалубки и заливку бетона, займет гораздо больше времени, сил и средств.Но стоит помнить, что время монтажа полностью зависит от профессионализма работников, грунта и глубины заложения винтовых свай.4. Уклон на участке — не помеха для свайно-винтового фундаментаКаким бы ни был уклон на Вашем участке, он не будет проблемой для монтажа свайно-винтового фундамента. Большая разница в высоте (5-8 метров), может стать практически не преодолимой преградой для железобетонных типов фундамента, а свайно-винтовой – с этой задачей справиться.Тут стоит отметить, что другой тип фундамента, например ленточный, с этой задачей тоже может справиться, но это обойдеться Вам в несколько раз дороже.5. Чистый участок после заложения фундаментаВ процессе заложения фундамента, на участке не будет лишних отходов и грязи, таких как выкопанный грунт, пролитый бетон, следы от техники на газоне и т.д. Хоть и не такой значительный, но все же плюс.Закладывая фундамент на винтовых сваях, Вам не придется думать, куда деть лишний грунт, как очистить участок6. Монтаж в любое время годаВ отличие от бетонных и железобетонных фундаментов, устройство которых в зимний период предусматривает дополнительные затраты на прогрев бетона, противоморозные добавки и т.д., монтаж винтовых свай можно производить практически при любой температуре воздуха и без дополнительных затрат. Тем более, все знают, что строительство зимой гораздо дешевле.7. Теплый пол в домеОсобенность этого фундамента такова, что между грунтом и полом дома присутствует приличная прослойка воздуха, а как известно, воздух – хороший теплоизолятор. Таким образом, если сравнивать полы по грунту, и полы «висящие в воздухе», то теплее будут вторые, при одинаковых затратах. А это уже значительный плюс в пользу винтовых свай.8. Быстрая готовностьЕсли бетонные фундаменты предусматривают затвердевание в течение 28 суток, а также время для усадки, перед тем, как начнется монтаж стен, то свайно-винтовой фундамент, готов к расчетным нагрузкам сразу после монтажа.9. Простота наращивания фундаментаВ случае, когда Вам необходимо, по каким-либо причинам, после монтажа винтовых свай, немного изменить проект дома, планировку, или просто пристроить что-либо, нарастить свайно-винтовой фундамент не составит особого труда. Что не всегда возможно сделать без значительных затрат с другими видами фундаментов.10. Несложный ремонт фундаментаОт некачественных материалов, неправильного монтажа, да и вообще неквалифицированных специалистов – не застрахован никто. Так вот, если по какой-либо причине, винтовая свая лопнет, то ее легко будет заменить, даже если дом уже будет построен. А вот если лопнет ленточный или плитный фундамент, то ремонт обойдется Вам в очень большую сумму.11. Не тянет влагу из грунтаБлагодаря тому, что связь дома с грунтом осуществляется только через металлические сваи, влага, расположенная в земле, никаким образом не сможет проникнуть ни в стены, ни в пол Вашего дома.

Вот мы и рассмотрели все основные плюсы свайно-винтовых фундаментов. Как видно, их огромное количество, большинство из которых могут стать весомым аргументом в пользу винтовых свай при выборе фундамента под дом.

Плюсы свайных фундаментов под дом

Достоинствами такой конструкции становятся следующие свойства:

• Универсальность использования. Сваи подходят для большинства видов грунтов, отличаться будет лишь необходимые длина и сечение элементов. Их можно использовать и на болотистой местности, и при пучинистых основаниях, которые доставляют большое количество проблем строителям. Также сваи станут отличным вариантом при больших перепадах высот на участке.
• Еще один плюс свайных фундаментов — высокая надежность. При грамотном расчете и соблюдении технологии монтажа при эксплуатации не возникнет проблем.
• Малая трудоемкость. Нет необходимости в разработке грунта, отрывке котлованов или траншей. Набивные и буронабивные сваи изготавливаются прямо на строительной площадке, что снижает затраты на транспортировку и выгрузку материалов. Винтовые сваи сравнительно легкие и не требуют сложного монтажа. Самым невыгодным вариантом в плане трудоемкости станут забивные элементы.
• Высокая скорость работ. Этот плюс относится только к винтовым металлическим опорам под дом. При их установке нет необходимости выжидать время на твердение бетона. Сам процесс монтажа также не займет много времени.
• Низкая стоимость. Эффект особенно заметен при строительстве на грунтах с плохими характеристиками. Свайный фундамент под дом на болотистой местности позволит избежать необходимости производить замену грунта, понижать уровень вод в почве, устраивать дренаж и мощную гидроизоляцию.

Плюсы свайного фундамента помогают решить вопрос с возведением домов на сложных основаниях.

Рассчитываем количество опор

До начала проектирования следует выполнить геодезические изыскания, которые предусматривают:

• отбор и анализ проб почвы;
• определение глубины водоносных слоев.

Затем определяется нагрузочная способность. Для малответственных конструкции можно использовать табличные показатели нагрузочной способности для различных типоразмеров колонн.

Практически все виды свайных фундаментов рассчитаны на нагрузку от построек с малой этажностью

Рассмотрим примеры:

• винтовая опора, выполненная на основе трубы диаметром 76 мм с диаметром рабочей части 200 мм, способна выдержать 1000 кг;
• при увеличении диаметра трубы до 89 мм и размера спиральной части до 250 мм соответственно возрастает до 2000 кг расчетная нагрузка;
• элемент на основе трубы диаметром 108 мм с диаметром рабочей части 300 мм обладает нагрузочной способностью, равной 250 кг.

Общий алгоритм расчета предусматривает выполнение следующих работ:

1. Определение массы строения. Она вычисляется путем перемножения объема стен на плотность стройматериала. К полученному значению следует прибавить массу кровли и элементов интерьера.
2. Расчет снеговой нагрузки. Для вычисления показателя необходимо площадь крыши строения умножить на нормативную величину снеговой нагрузки для конкретного региона.
3. Вычисление динамической нагрузки. Значение определяется путем перемножения площади основания на базовую величину, составляющую 350 кг на один квадратный метр поверхности.

Прочность и долговечность дома зависит от качества используемого материала

Дальнейший порядок действий:

1. Начертите план строения, распределив опоры в угловых зонах и под несущими конструкциями.
2. Разделите суммарную нагрузку на общее количество колонн и вычислите нагрузку на один элемент.
3. Выберите конструкцию применяемых опор, ориентируясь на их несущую способность с коэффициентом запаса 1,2.

При выполнении расчетов необходимо округлить все значения в сторону большей величины.

Виды свай

Основные виды винтовых свай

Основные виды винтовых свай для фундаментов показаны на рис. Слева – свая для вечномерзлых грунтов, песчаников и плотных суглинков с высокой несущей способностью. Столб грунта внутри нее сжимается, поэтому он держит сваю также изнутри. Для бетонирования эта свая непригодна, но подходящие для нее грунты и так отлично держат. s = (8-20 мм); L = (4-16) м с шагом в 4 м; d = 219 или 325 мм. Несомая нагрузка – до 4,5 т. Стоимость одной – от 4500 руб.

Сваи такой же конструкции благодаря невысокому ребру винта используются как бурозабивные, см. в конце. Для возможности бетонирования грунт из их стволов в таком случае вынимают специальными буровыми инструментами – ложковым буром или желонкой. Технология трудоемкая, но дает возможность строить 3-5 этажные капитальные здания прямо на вечной мерзлоте, болотах и торфяниках.

В центре свая для обычных грунтов, описанных выше. Для заборов и легких нежилых построек такие сваи можно сделать самому. s = (4-16 мм); L = (2,5-15) м с шагом в 2,5 м; d = 47, 75, 89, 108, 133, 159, 219, 325 мм. Несомая нагрузка – (0,7-2,5) т. Стоимость одной – от 2000 руб.

Справа – свая с уширенной пятой для рыхлых, пучинистых и плывущих грунтов. s = (4-16 мм); L = (3-15) м с шагом в 3 м; d = 159, 219, 325 мм. Несомая нагрузка – (1-3,5) т. Стоимость одной – от 3500 руб. Хотя ее наконечник с винтом может быть не литым или кованым, а сварным из листового металла, сделать такую самостоятельно сложно, т.к. лопасть ее винта должна иметь не менее 2-х оборотов и, сужаясь, доходить почти до острия наконечника.

Кроме этих основных типов, в продажу поступает довольно широкий ассортимент специальных свай: с многовитковыми и многозаходными винтами, дополнительными лопастями, со встроенной дренажной системой, из химически стойких материалов, и т.п. Они дороги, в индивидуальном строительстве почти не находят применения, требуют сложной технологии монтажа фундамента. Поэтому просто упомянем, есть, мол, и такие.

Об оголовках

В продаже имеются сваи с наваренными на них монтажно-технологическими оголовками. Стоят они, разумеется, дороже. Нужно иметь в виду, что монтажный оголовок необходим только для сборки на сваях деревянных домов; в прочих случаях без него вполне можно обойтись: ростверк фундамента (см. далее) из металлопрофиля приваривают прямо к стволу сваи, ее заворачивание ручным способом производят, используя технологические отверстия, а легкое машинное, при помощи мини-экскаватора, специального технологического оголовка не требует. Как устроен оголовок сваи, на всякий случай показано на рис., на сваю 133 мм. Для свай других диаметров размеры плиты остаются неизменными.

Монтажно-технологический оголовок винтовой сваи

Техническое описание

Винтовая свая — это особый металлический бур, который может вкручиваться в почву при вращении. Он изготовлен из стальной трубы с радиальной наклонной пластиной в нижней части, которая является основным конструктивным элементом. Наличие лопасти обеспечивает погружение сваи в грунт при установке, а после монтажа служит основной опорой, распределяющей вес конструкций здания и фиксирующей положение трубы при подвижках грунта и морозном пучении.

Различные типы свай определяют по:

• устройству винтового наконечника;
• геометрическим параметрам труб;
• целевому назначению.

Кроме этого, различают одновинтовые и двухвинтовые сваи, у которых вторая дополнительная лопасть расположена в средней части трубы. Двухвинтовые опоры обладают повышенной несущей способностью, устойчивостью к пучению грунта и усадке.

Приварные лопасти

Винтовые колонны со сварным наконечником — самые дешевые изделия относительно невысокого качества. Нижняя часть трубы имеет заостренный конусный конец, выше которого приваривается широкая буровая лопасть. Основной недостаток изделий заключается в недостаточной прочности сварного шва. При попадании на камень, лопасть может быть оборвана или деформирована. В результате станет невозможной правильная установка сваи по глубине и направлению.

Опоры с приварным наконечником берут только для легких построек хозяйственного назначения, навесов и ограждений (т.е. при возможности небольшого заглубления). Использование сварных свай для строительства жилого дома признается опасным.

Литые винты

Отлитые лопасти изготовлены из высокопрочных легированных сталей по технологии точной формовки в вакууме. Для повышения прочности материала, каждое изделие подвергается дополнительной термической обработке, после которой его приваривают к стальной трубе. Изготовленные промышленным способом, литые наконечники отличаются увеличенной толщиной лопасти и высокой точностью изготовления.

Цена отлитых винтовых свай на 25-30% выше, но высокое качество изготовления и возможность более длительной эксплуатации полностью компенсирует это. Каждый серьезный изготовитель выдает на свои изделия сертификат и технический паспорт с указанием технических характеристик готовой опоры.

Выбор материалов для фундамента

Если перед покупкой элементов винтового фундамента не определена расчетная нагрузка на опоры, не учтена глубина промерзания грунта, то обязательно дает о себе знать еще один существенный минус – проседание всей фундаментной конструкции. Параметры свай зависят от вида грунта, рельефа участка, габаритов и функций строения.

1. Несущая способность винта. Она подбирается в зависимости от типа сооружения и напрямую зависит от диаметра трубы, из которой изготовлена опора. Это видно на примере популярных свай длиной 2,5 м.

Диаметр трубы, мм	Несущая способность, т	Сооружения, устанавливаемые на винтовое основание
57	до 2,0	Ограждения из штакетника и штамповки
76	3,0	Заборы из дерева и профнастила, небольшие хозпостройки, туалеты
89	3,0-5,0	Массивные металлические и каменные заборы, одноэтажные каркасные строения, веранды и террасы, присоединяемые к домам
108	5,0-7,0	Каркасные двухэтажные дома, здания из ракушечника, дерева, пенобетона

2. Длина. Этот параметр сваи зависит от физических свойств и глубины промерзания почвы, рельефа местности. Если грунт достаточно плотный, а поверхность участка плоская, линейный размер винта вычисляется так: глубина промерзания грунта плюс запас на подрезку (0,2 м) плюс высота цоколя (0,4 – 0,6 м).

Если грунт слабый, для определения минимальной длины выполняют пробное бурение: садовый бур медленно ввинчивают в землю и периодически проверяют наличие на лопастях комьев суглинка или песка. Для обустройства винтового фундамента толщина плотного слоя должна быть не менее 0,7 м, а его несущая способность – как минимум 2,5 кг/см2.

3. По типу наконечника и лопастей. Для плотных суглинистых, песчаных грунтов и вечной мерзлоты применяют сваи с цилиндрическим торцом, узким ребром винта и диаметром лопасти до 400 мм.

На обычных грунтах винтовое основание делают из труб с усеченным конусом на конце и диаметром лопасти 500 мм. В пучинистые, рыхлые грунты лучше всего вкручивать винты с заостренным наконечником и большой лопастью (диаметр 850 мм), сужающейся книзу и доходящей почти до острия.

На рынке предлагаются винты с технологическими оголовками – приваренными к верхнему торцу плитами прямоугольной, круглой или U-образной формы. Их плюс в том, что они облегчают сборку деревянного дома, а минус – в удорожании фундамента. Если постройка не из дерева, металлический ростверк приваривают непосредственно к свайным трубам.

4. Качество деталей. Как свидетельствуют отзывы, лучше покупать винты с литым или кованым наконечником. Сварное соединение лопастей – относительный минус конструкции. Чтобы его минимизировать, следует осмотреть сварочный шов – он должен быть не прерывистым, а сплошным. От коррозии сваи должны быть защищены одним из следующих способов: пескоструйная обработка плюс покраска; горячее цинкование; покрытие полиуретановой смолой.

Стоимость фундамента на основе винтовых свай под ключ

Профессиональная закладка фундамента начинается с геологического исследования участка. Далее выполняется инженерный расчет, в ходе которого определяют общую нагрузку на основание, минимальную несущую способность свай, их типоразмер и количество. После этого инженер составляет схему расположения опор и уточняет их число.

Стоимость винтового фундамента под ключ определяется как сумма следующих статей расходов:

• цена сваи, умноженная на их количество;
• затраты на использование специальной буровой техники;
• транспортные расходы;
• стоимость проектной документации;
• оплата труда инженера и монтажников.

Проектирование свайных фундаментов

Любой проект под сооружение должен соответствовать ГОСТу и установленным стандартам. Конкретные указания по расчету должны учитывать:

• прочность материала;
• сопротивление основания сваи;
• износ железобетонной конструкции в результате чего появляются трещины;
• усадка основания от приложенных нагрузок;
• смещение слоя грунта вместе с фундаментом под действием горизонтальных нагрузок;
• применение мероприятий по предотвращению смещения;

Также должны рассматриваться условия грунта и особенности некоторых свай.

При расчете модели «ростверк-сваи-грунтовые воды» погрешность должна отклоняться только в сторону запаса. При этом, если не выполняется хотя бы одно из требований следует рассмотреть другие варианты существующих фундаментов.

Характеристика свайно-винтового фундамента

Строительство дома из бруса выполняют на фундаментах разного вида: столбчатом, плитном, ленточном, свайном. Последний вариант является популярным из-за своей универсальности относительно возможности использования на различных типах грунта, сравнительной дешевизны.

По конструкции выделяют такие разновидности свайных опор:

• забивные – это готовые столбы, заостренные с одного конца, монтаж которых осуществляется с применением специальной техники;
• винтовые, представляющие собой металлические трубы разного сечения с лопастями на конце, предназначенными для завинчивания в грунт;
• буронабивные – это опоры, непосредственно на месте строительства изготавливаемые путем заливки бетоном заранее пробуренных отверстий, с установленным внутри арматурным каркасом.

Среди прочих, винтовые сваи – это оптимальный и наименее затратный вариант для индивидуальных застройщиков. Их достаточно просто можно устанавливать вручную, применяя рычаги. Изготавливают изделия способом литья либо сваривают элементы сваи друг с другом. Винтовые опоры можно сделать в домашних условиях из металлической трубы нужного диаметра и железного (стального) листа.

Схема свайно-винтового основания

Грунт при завинчивании буров уплотняется, а не разрыхляется. Это положительным образом сказывается на устойчивости сооружаемого основания.

Преимущества и недостатки

Выбор в пользу винтовых опор вызван их эксплуатационными достоинствами и простой технологией проведения работ. Фундамент на сваях такого типа отличается следующими преимуществами:

• небольшими затратами времени на установку;
• простотой монтажа;
• сравнительно невысокими финансовыми расходами, как на материал, так и на создание основания;
• не зависит от перепадов рельефа на строительном участке;
• возводить основание можно в любой сезон года практически на всех типах грунта;
• при проведении работ мусора остается небольшое количество;
• приступать к строительству дома на вкрученных опорах можно сразу после окончания их монтажа;
• полной ремонтопригодностью, благодаря чему при необходимости возможна замена любого элемента конструкции;
• достраивать сооружение в случае необходимости не составляет особых проблем;
• опоры под небольшие домики можно изготовить самостоятельно, что еще дополнительно сохранит денежные средства;
• позволяет без затруднений подвести коммуникации: водопровод, канализацию и прочие.

По сравнению с достоинствами, минусов у свайного фундамента значительно меньше:

• основным является существование ограничения для возводимых построек по максимально возможному их весу;
• на скальных или твердых породах вести строительство проблематично, либо вовсе невозможно;
• достаточно непросто обустроить подвал под домом.

Винтовые сваи

Общим минусом, присущим всем без исключения строительным материалам, является возможность приобретения продукции низкого качества.