Пошаговая инструкция по установке свайно-винтового фундамента своими руками + технология обвязки свай ростверком

Для каких грунтов они подходят?

Погружение винтовых свай производится на достаточную глубину, чтобы исключить воздействие вертикальных нагрузок морозного пучения. Остаются лишь боковые воздействия, которые, ввиду малой площади контакта, не способны оказывать решающего воздействия на опоры.

Поэтому при определении пригодности грунта принято рассматривать только механические качества.

Наиболее подходящими видами являются следующие типы грунта (по убыванию степени пригодности):

• Песчаные.
• Супеси.
• Суглинки.
• Глинистые.

Абсолютно неподходящими грунтами являются скальные и скально-обломочные виды. Кроме того, противопоказаны биогенные типы — торфяники, или рыхлые просадочные грунты.

С осторожностью надо относиться к сильно обводненным участкам, подверженным сильным сезонным колебаниям уровня грунтовых вод. При строительстве на подобных участках надо производить пробное бурение и увеличивать глубину погружения до максимума

При строительстве на подобных участках надо производить пробное бурение и увеличивать глубину погружения до максимума.

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.

Домик на сваях – достоинства винтовых опор

Решив построить домик на сваях, разберитесь с преимуществами данных опор и их слабыми местами. Дом на сваях обладает следующими достоинствами:

• не требователен к почве. Он может строиться при повышенной концентрации глины и песка в почве, а также на влажных грунтах и плывунах;
• не зависит от влияния природных факторов. Сохраняет устойчивость при температурных колебаниях, морозном пучении грунта, усадке и эрозии почвы;
• требует малых денежных расходов, связанных со строительством фундамента. Свайное поле из опорных элементов – бюджетное решение;
• возводится за короткое время. После монтажа свайных элементов, установка которых займет не более 2 дней, можно начинать постройку;
• может строиться в любое время года. Технология погружения в грунт винтовых опор позволяет выполнять работы в любых погодных условиях;
• низкой трудоемкостью. Конструкция свайного фундамента позволяет возвести его самостоятельно без применения специальной строительной техники;
• может возводиться возле имеющегося здания. При этом исключается возможность усадки и отрицательного влияния рядом расположенных строений.

К несомненным преимуществам колонн также относятся:

• возможность демонтажа опорных элементов и применения их повторно;
• отсутствие усадки, позволяющее значительно ускорить строительный цикл;
• простота технологии, не требующая специальной строительной подготовки.

Конструкция этого основания предоставляет возможность строить дома в условиях наклонного рельефа, а также при отсутствии подъездных путей для крупной строительной техники.

Материал для изготовления опор применяют в зависимости от вида грунта

Достоинства и недостатки фундамента на винтовых сваях

Одним из главных недостатков свайно-винтового фундамента можно назвать тот факт, что для изготовления свай зачастую применяют материалы довольно низкого качества. Однако если при закупке комплектующих обращаться в проверенные строительные компании, то можно быть уверенным, что вы получите товар хорошего качества. Еще одним затруднением, связанным с данным типом фундамента можно считать монтаж слоя пароизоляции, утеплителя и дощатого настила для пола.

А вот к несомненным преимуществам свайно-винтового типа фундамента можно отнести:

• доступность расходных материалов для рядового потребителя с невысоким достатком;
• независимость выполнения работ от климатических или погодных условий;
• возможность организации фундамента своими силами;
• небольшое количество времени, требуемое для постройки фундамента;
• получение прочного фундамента за счет уплотнения слоя грунта вокруг свай;
• возможность производить ремонт опор;
• абсолютная вертикальность элементов фундамента, которая достигается за счет использования технических средств;
• обеспечение вентиляции подполья, защищающей его от гниения.

Преимущества установки винтового фундамента

Свайно-винтовой фундамент для бани — это конструкция из вертикальных опор, которые вкручиваются в грунт на равном расстоянии друг от друга. Глубина завинчивания зависит от уровня промерзания почвы. Полость свай заполняют бетоном, верхние части, оголовки, соединяют стальным швеллером или брусом. Обвязка позволяет укрепить конструкцию, сделать фундамент более устойчивым и прочным.

Основные преимущества использования свай для устройства фундамента:

• Экономичность. Винтовые сваи под баню 6х4 м обойдутся намного дешевле, чем закладка ленточного или плитного основания.
• Универсальность. Строить баню на сваях на придомовой территории или дачном участке можно вплотную к деревьям, забору, подземным и надземным инженерным коммуникациям.
• Безопасность. Благодаря технологии монтажа и небольшому диаметру свай их установка не оказывает негативного воздействия на окружающую среду.
• Практичность. Фундамент для бани на винтовых сваях можно построить в той части участка, где нет удобных подъездных путей для техники или есть большой перепад ландшафта по высоте.
• Функциональность. Бетонные фундаменты на нестабильных грунтах просаживаются и разрушаются. При необходимости можно поднять на винтовые сваи баню, которая уже построена.
• Эффективность на любых типах грунта. Использование фундаментных стержней позволяет построить надежное основание даже на болотистой, песчаной или глинистой почве.
• Простой и быстрый монтаж. Построить фундамент для бани на загородном участке можно за один день в любое время года. Опоры имеют заостренный наконечник, который позволяет легко завинчивать опоры даже в замерзший грунт.
• Большой запас прочности. Стальные опоры выдерживают большие вертикальные и горизонтальные нагрузки, хорошо противостоят силам морозного пучения почвы. Максимальная несущая способность сваи достигает 7 тонн.
• Долговечность. Опоры изготовлены из конструкционной или нержавеющей стали и покрыты слоем цинка. Баня на сваях простоит не меньше 100 лет.

Основные преимущества

Благодаря целому ряду преимуществ фундамент под баню на винтовых сваях стал очень востребованным в дачном и загородном строительстве. Винтовые сваи устойчивы к морозным температурам, могут использоваться на любом грунте (узнайте также какой должна быть глубина фундамента под баню).

Рассмотрим основные преимущества свайно-винтового фундамента:

Дома на винтовых сваях

Винтовая свая для дома представляет собой полую трубу с заостренным наконечником, имеющую винтовые лопасти.

Перед началом строительства дома на винтовых сваях необходимо разработать проект, в котором учесть все особенности этого вида основания.

При выборе опоры нужно изучить взаимосвязь между типом почвы и несущей нагрузкой сваи в зависимости от ее диаметра и длины.

Данные приведены в таблице.

Тип почвы	При диаметре 76 мм	При диаметре 89 мм	При диаметре 108 мм	При диаметре 133 мм
Глина	3,5 м	2,5 м	2,5 м	2,5 м
Суглинок	3 м	2,5 м	2,5 м	2,5 м
Торф	Определяют пробным бурением	Определяют пробным бурением	Определяют пробным бурением	Определяют пробным бурением
Песок	3 м	2,5 м	2,5 м	2,5 м

При строительстве дома на винтовых сваях необходимо правильно рассчитать количество и диаметр опор в зависимости от площади и веса постройки.

Размеры основания, м	Количество опор, шт	Диаметр опор, мм
10 х 10	25	89
9 х 9	16	89
8 х 8	16	89
7 х 7	16	108
6 х 6	9	108
5 х 5	9	108
4 х 4	9	108
3 х 3	4	108

Подготовительные работы

Рассмотрим, как построить дом на сваях своими руками. Винтовые сваи для строительства домов можно использовать на любом грунте, кроме скального и каменистого. Параметры опор зависят от проекта дома и несущей нагрузки. Чтобы определить месторасположения свай, необходимо зарисовать чертеж согласно проекту дома.

План строения разбивается на прямоугольники, после чего высчитывается их размер. На каждом углу прямоугольника и посередине каждой несущей стены должна находиться опора. Затем расстояние разбивают на равные промежутки, на которых тоже предусмотрена установка свай.

Разметка участка

Согласно чертежу расположения свай проводится разметка строительного участка. Места расположения опор намечаем колышками, между которыми протягиваем веревку по периметру и диагонали. Проверяем, чтобы образовались ровные прямоугольники, периметр которых располагался строго по линии.

Монтаж свай своими руками

Опора должна заходить в почву строго по уровню

Для устройства фундамента домов на винтовых сваях нужно пригласить нескольких помощников. Для выполнения полного цикла работ достаточно трех человек.

Этапы:

1. На месте расположения каждой опоры сверлится ручным или механизированным буром отверстие глубиной 500-700 мм.
2. В отверстие, которое находится на верхнем конце сваи, вставляется рычаг для вращения. При ввинчивании опоры через несколько витков проверяется, чтобы она входила строго по уровню. Если опоры будут установлены под наклоном, их несущая способность значительно снизится.
3. Верхние концы свай обрезаются так, чтобы они находились в одной горизонтальной плоскости.
4. Для большей надежности, долговечности и защиты от коррозии полые опоры заполняют цементным раствором.

Последним этапом является монтаж ростверка, служащего для равномерного распределения нагрузки от постройки.

Монтаж обвязки

Популярна обвязка из толстого бруса или металла

Вид ростверка выбирается в зависимости от материала, который будет использоваться при постройке стен. Перед установкой обвязки лучше провести коммуникации, чтобы перемычки не мешали их установке.

Для деревянного домика достаточно будет установить обвязку из толстого бруса. К голове сваи приваривается плоский металлический оголовок в форме квадрата, к которому будет крепиться брус. Затем прокладывается гидроизоляционный слой и крепится балка. Соединяются между собой деревянные элементы методом врубки и укрепляются гвоздями. Места расположения соединений должны находиться над сваей.

Для дома с мансардой устанавливаются усиленные оголовки с ребрами жесткости.

Для строительства одноэтажного дома из кирпича или пенобетона используется металлический ростверк. Двутавровая балка монтируется к голове сваи нижней частью, швеллер кладется на опору боковыми ребрами вниз.

При строительстве дома на сваях обязательно нужно придерживаться правил монтажа. При учете строго соблюдения норм и использования качественных материалов жилой дом простоит более 70 лет. При необходимости можно заменить одну или несколько опор на новые без изменения всей конструкции.

Постройка дома на винтовых сваях – особенности конструкции

Профиль может быть следующим:

• стандартным, в виде одного полного витка, приваренного в трубе. Является частью основ легких строений;
• усиленным, состоящим из двух прерывистых витков, сваренных с трубой. Способен воспринимать повышенные нагрузки;
• узколопастным, выполненным в виде литой насадки конической формы. Применяется для каменистых грунтов;
• цилиндрическим в виде сплошной спирали постоянного диаметра. Предназначен для работы в условиях вечной мерзлоты.

Перед строительством дома на винтовых сваях нужно определиться с выбором вида опор

Особенностью винтового фундамента является метод погружения. Сваи не забиваются в почву последовательными ударами, а завинчиваются путем приложения крутящего момента. В процессе вращения трубы ее конусообразный наконечник постепенно продвигается вглубь грунта. Надежному креплению способствует уплотнение породы в процессе завинчивания.

Подбирая сваи для дома, необходимо учесть следующие моменты:

• марку стали, применяемую для их изготовления;
• толщину витка в рабочей части;
• размер стенки трубы, определяющий ее долговечность;
• качество сварных швов в зоне крепления насадки;
• форму рабочих лопастей и общую длину опорного элемента.

Для изготовления ростверка выбирают один из следующих материалов:

• стальные швеллеры или двутавры;
• деревянные брусья;
• бетонные блоки.

Такой фундамент надежен. Ведь нагрузка от здания передается ростверку, жестко связывающему колонны. Быстро возведенный фундамент позволяет за ограниченное время осуществить строительство дома.

Свайный фундамент включает в себя группу свай, объединенных между собой ростверком

Винтовые сваи

Металлические винтовые сваи

Фундаментные основы на винтовых сваях используют при строительстве сооружений на разных грунтах. Чаще всего на слабых почвах, в непосредственной близости от водоемов и на грунтах с неровной поверхностью участка.

Такой фундамент является относительно недорогой конструкцией и применяется в основном для постройки легких зданий и сооружений. Такие конструкции представляют собой толстотелую металлическую трубу и приваренные к ней в нижней части металлические полоски в виде спирали.

Достоинства металлических свай:

• Объект на винтовых сваях можно сдать в более короткие сроки, чем на бетонном основании.
• Можно использовать при возведении зданий на болотистых грунтах, в местах с повышенной влажностью и сложных рельефах.
• Уменьшается объем тяжелых земляных работ и отпадает необходимость от выравнивания самого участка.
• Такой фундамент позволяет выполнять работы рядом с расположенными подземными коммуникациями, а также в условиях плотной городской застройки.
• После их установки можно сразу переходить к возведению строения.
• Установку инженерных коммуникаций можно проводить одновременно с объектом.
• Для возведения строения на металлических сваях подходит любое время года.
• В некоторых случаях они могут быть использованы повторно.
• Подлежат ремонту.
• При вдавливании в грунт исключается вибрация.
• Установку можно производить вручную с помощью 2-3 человек.

Недостатки

• При вкручивании в каменистый грунт может поцарапаться защитный слой, что послужит возникновению коррозии.
• Не исключается возникновения коррозии в связи с присутствием блуждающих электротоков в грунте.
• При самостоятельной установке может произойти отклонение от вертикальной оси.

Применение

Область применения винтовых свай

• Применяются такие фундаменты для строительства небольших малоэтажных зданий на слабых грунтах, а также на грунтах с повышенной влажностью и при неровном рельефе участка.
• На твердых грунтах их могут применять и для возведения основы под капитальное сооружение.
• Для возведения каркасных сооружений.
• Для постройки временных сооружений: торговых киосков, павильонов, аттракционов. При переносе таких построек, сваи легко выкрутить и использовать повторно.
• При строительстве ограждений и установке билбордов.
• Применяются для изготовления фундамента внутри действующих цехов, вблизи архитектурных сооружений, представляющих собой историческую ценность. В данном случае они исключают вибрацию при заглублении таких свай в грунт.
• При строительстве гидротехнических сооружений — мостов, причалов.
• Для усиления и ремонта уже существующих фундаментов.
• Используются в качестве анкеров для оттяжек.
• Для укрепления наклонного участка грунта.

Стоимость винтового фундамента

Цена привлекает застройщиков тем, что считается более низкой, в сравнении с ленточным. Стоимость состоит из:

• расходами на разработку проекта;
• цены свай. Которая определяется: брендом производителя, параметрами сваи (диаметром, толщиной стенок, видом лопасти, типом наконечника, наличием покрытия и его толщиной и т.п.);
• затратами на транспортировку и выгрузку винтовых свай;
• стоимостью монтажа свай.

Ориентировочная стоимость приведена в таблице:

Цена на сварные винтовые сваи

Цена на литые винтовые сваи

Цена на удлинители для винтовых свай

Стоимость дополнительных работ по монтажу винтовых свай

Отметим, что несмотря на возможность снизить затраты на строительство фундамента, это не сказывается на его характеристиках. Однако при желании обустроить цоколь, стоимость возрастет и будет сопоставима с затратами на строительство ленточного фундамента.

Фундамент на винтовых сваях

Что такое винтовые сваи? В чем их особенность и удобство? И как с их помощью сделать фундамент? Винтовые сваи — это такая опорная конструкция. Представляет она собой систему труб, которые погружены в грунт на определенную глубину. В нижней части этих труб приварены спиралевидные лопасти (как на фото). Эта конструкция позволяет вкручивать сваи в грунт. А лопасти играют роль нарезки, примерно с таким же эффектом действия, как и на шурупах. Острый наконечник сваи позволяет легче ей входить в грунт. А нарезка помимо того, что используется для вкручивания, также является опорным узлом, на который собственно и опирается свая.

За счет чего держится опора и на сколько она надежна, спросите вы? Отвечаем: такая свая держится за счет силы трения, которая возникает между грунтом и боковыми поверхностями сваи (трубы). Усиливают такую конструкцию те самые лопасти, о которых мы уже говорили. На них и о приходится часть нагрузки, что делает такую опору весьма надежной, при грамотной установке конечно. Кстати, сама установка таких свай имеет массу тонкостей, которые нужно соблюдать. Несоблюдение их может привести к тому, что свая будет хлипкой и ненадежной. Так вот, чтобы равномерно распределить нагрузку на каждую сваю, установка выполняется по заранее просчитанной схеме. Образуется так называемое свайное поле. Оно обеспечивает равномерную нагрузку на каждую опору.

Ростверк

Когда сваи уже погружены их верхние части срезают таким образом, что бы получилась ровная плоскость. Затем делают ростверк или по другому называют несущий пояс. Он-то и является основной конструкцией, которая распределяет нагрузку от стен. А самое главное, благодаря ему нагрузка на систему свай распределяется равномерно, не перегружая не одну из свай, что придает данной конструкции надежность и долговечность.

Строение и функции ростверка очень схожи с конструкцией ленточного фундамента. Отличием в данной конструкции является то, что у ростверка, вместо опоры на грунт, как у ленточного фундамента происходит на сваи. Для того чтобы конструкция приобрела жесткость и была менее восприимчива к боковым нагрузкам, полые трубы свай заливают бетоном после их установки. Это и создает дополнительную устойчивость и жесткость конструкции.

Конечно, и плюсы и минусы свайного фундамента имеют место быть. Но явным плюсом винтовых свай является то, что при их установке не обязательно погружать их до контакта с плотными слоями грунта, как с другими сваями. Особенность их конструкции позволяет надежно удерживать здание при достаточном углублении в грунт. Винтовые сваи являются висячим типом свай.

Устройство ростверка

Виды опор для фундамента

В домостроении используют такие типы оснований:

• буронабивные опоры (бетонные и железобетонные);
• забивные столбы (железобетонные, металлические и деревянные);
• винтовые стержни (стальные и железобетонные).

Расчет нагрузок

Допустимая нагрузка на один конструктивный элемент определяется, исходя из ее несущей способности. Основные требования и описания расчетов приведены в нормативном документе СНиП 2.02.03-85.

Теоретическая формула расчета показателя: 

где:

• Yc — коэффициент условий работы;
• Ycr – коэффициент сопротивления грунта;
• R – сопротивление почвы;
• A– диаметр сваи;
• U – периметр сечения опоры;
• Ycri – коэффициент, отражающий воздействие почвы на поверхность опоры;
• fi – сопротивление почвы относительно поверхности силового элемента;
• li – длина боковой грани одной сваи.

Формула для расчета сопротивления буронабивных опор:

где:

• Ycf  – коэффициент условий действия почвы на боковые поверхности опоры;
• Hi – толщина грунта, контактирующего с поверхностью сваи.

Предельную нагрузку для забивных свай находят по формуле:

Формула для расчета несущей способности винтовых опор:

где:

• a1 и a2 – коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения почвы;
• c1 – коэффициент линейности или удельного сцепления для различных грунтов;
• y1 – удельный вес грунта, расположенного выше винтовой части сваи;
• h1 – глубина опоры;
• h – общая длина трубы;
• d – диаметр винтовой части.

Как видно из формул, несущая способность силовой конструкции зависит от геологических условий на участке, а также размеров свай. Табличные коэффициенты условий работы берут из СНиП 2.02.03-85.

Выбор типа свай обусловлен такими факторами:

1. Экономической целесообразностью в заданных условиях.
2. Возможностью строительства своими руками.
3. Физико-химическими и механическими свойствами грунта.
4. Периодом года, когда планируется строительство.

Типовые размеры свайных опор

Размеры и несущая способность опорных элементов для усредненных условий всегда проводится в характеристиках изделий при продаже.

Типовые характеристики винтовой сваи:

• диаметр ствола 108мм, лопасти – 300мм;
• длина трубы – 2,0–2,5 м;
• толщина стенки трубы – 4–5мм;
• толщина лопасти – 5–6 мм.

Популярный размер бетонных винтовых свай:

• диаметр сечения – 300 мм;
• длина ствола – 4 м.

Популярные забивные сваи имеют следующие размеры:

• железобетонные столбы: длина ствола – 3 м, сторона – 150–200 мм;
• металлические стволы: диаметр 150 мм, толщина стенки – 3,5 мм, длина ствола – 1,5 – 2 м.
• деревянные: подбирается индивидуально.

Типовой размер буронабивных свай:

• диаметр – 150 мм;
• глубина – 3–4 м.

Выбираем вид опор

Железобетонные армированные сваи могут выдержать вес многоэтажного строения

В пучинистой насыщенной водой почве при значительной глубине промерзания оптимальным вариантом считается закладка свайного основания.

Материал для изготовления опор применяют в зависимости от вида грунта и геологических особенностей местности.

Деревянные бревна, установленные в пресной воде или в почве на глубину ниже уровня грунтовых вод, прослужат более 50 лет без изменения своей несущей способности. Но при частой смене влажности (то увлажняются, то высыхают), древесина начинает разлагаться и в течение короткого срока теряет свои качества.

Металлические опоры можно устанавливать в любом виде грунта и на воде. Обязательным условием является обработка противокоррозийными составами и установка на глубину ниже точки промерзания почвы. Более выгодно в экономическом и технологическом плане монтировать полые винтовые сваи.

Железобетонные армированные опоры могут выдержать массу многоэтажных зданий с большой этажностью. При соблюдении технологии монтажа срок эксплуатации составляет более века.