Строительство дома на фундаменте из винтовых свай: преимущества и недостатки конструкции

О свайном фундаменте

Строительство дома — затратное предприятие и многие предпочитают сократить расходы, отказавшись от исследования грунта. Практичные хозяева рассматривают геологические работы как инвестицию на будущее, предохраняющую от крупных разочарований. В плывучих, песчаных, болотистых и торфяных почвах (с высокими грунтовыми водами и низкой плотностью) даже дорогое монолитное основание не может считаться надежным. В таких условиях выбор фундамента под частную постройку предопределён. В современном загородном строительстве популярны различные свайные технологии. Их различают по таким параметрам:

Способам погружения

Способ выбирают, исходя из результатов геологии и конструктивных характеристик будущего дома. Чтобы правильно распределять нагрузку, ж/б сваи для фундамента должны погрузиться на глубину пролегания плотного, устойчивого слоя. Опоры заглубляются разными способами:

• Забивным. Распространенный метод; забивные сваи углубляются в породу при помощи механизма с гидро- или пневмомолотом.
• Методом вдавливания (используется статическое давление).
• Вибрационным заглублением. На место вынутого грунта помещаются полые сваи-оболочки, заливается бетон.

Различные технологии заглубления опорИсточник pikabu.ru

Забивные сваи для частного дома заливают по одной из технологий:

• Буронабивной. В пробуренную скважину помещается опалубка (например, труба), устанавливаются арматурные пруты, заливается бетон.
• Буроинъекционной. В скважину под давлением подается бетонная смесь, затем устанавливается арматурный каркас.
• Грунтоцементной. В скважину подается смесь грунта и цемента. Содержание цемента, стоимость и прочность такой сваи в 2 раза меньше, чем у цементнобетонной.

Видам опор

На выбор материала сваи влияет:

• Расчетная нагрузка, передаваемая ей при эксплуатации.
• Предполагаемый срок службы дома.
• Размер опор.

В малоэтажном строительстве распространены опоры:

Железобетонные сваи для фундамента. Самый распространенный и доступный вариант, способный выдерживать значительные нагрузки и рассчитанный на 70-100 лет службы. Используются сваи с квадратным сечением, укрепленные арматурой, с одним заостренным концом. Для изготовления используется бетон с водопроницаемостью не меньше W и с морозостойкостью не ниже F 150.

Весомая роль ж/б свай в надежности будущего домаИсточник blog-potolok.ru

• Стальные. Монтаж таких изделий (винтовых) проходит быстро и потому достаточно привлекателен. В роли свай выступают разнообразные прокатные изделия (трубы, швеллеры, рельсы); их используют для небольших построек хозяйственного назначения, срок службы ограничен 40-60 годами.
• Деревянные. Постепенно выходят из массового использования. Деревянные изделия оправданы при строительстве легких построек, чей срок эксплуатации не превышает 30-40 лет. Могут применяться при возведении деревянных и каркасных домов, если изготавливаются из древесины твердых пород (дуба, сосны, лиственницы).

Виды свайного фундамента

Особенностью такого фундамента заключается в том, что для его изготовления и установки не требуется большого количества расходного материала и рабочих рук, а также рыть траншею, что немаловажно. Его основание — это сваи, которые вгоняются в грунт и держат на себе вес конструкции дома, распределяя ее равномерно по почве

Существуют следующие виды фундамента на сваях:

• Забивной. Принцип погружения свай в землю заключается в применении специальной вибрационной техники, которая их вбивает. Для того, чтобы такое основание было выполнено по всем технологическим стандартам, необходимо привлекать специалистов, у которых есть необходимо вибрационное оборудование, а поэтому сделать такую конструкцию самостоятельно не получится.
• Буровой. Данный способ предусматривает бурение специальных скважин, в которые затем устанавливаются бетонные сваи. В данном случае также могут понадобиться хорошие специалисты и спецтехника.
• Набивной. Эта технология более часто используется для домов из бруса, поскольку предусматривает собой бурение скважин в земле с последующей заливкой в них специально изготовленного бетона. Тут не обязательное применение специальной бурильной техники.
• Винтовой. Этот способ установки достаточно прост. Покупаются специальные винтовые металлические трубы или стержни, которые вкручиваются в грунт с помощью простых домашних приспособлений на необходимую глубину. С их установкой легко могут справиться несколько человек.

Для сооружения дома из бруса, который не будет иметь большого веса, лучше всего выбрать винтовые сваи. При этом будут сэкономлены значительные финансовые средства, так как не придется тратиться на спецтехнику и нанимать целую бригаду рабочих.

Винтовой фундамент для дома из бруса.

В каких случаях подойдет основание на винтовых сваях?

Выбор фундамента напрямую связан с типом конструкции будущего сооружения, физико-химическими свойствами грунта на участке, а также желанием собственника сэкономить на строительстве.

Применение технологии, связанной с вкручиванием в почву винтовых свай, выгодно, если:

• планируется строительство деревянного, каркасного, щитового дома или другой легковесной конструкции;
• твердые породы почвы расположены не очень глубоко и не придется наращивать сваи;
• грунт на участке насыщен влагой, склонен к промерзанию, но не наблюдаются ощутимые горизонтальные подвижки пластов земли;
• рельеф площадки неравномерный, с большими перепадами по высоте.

О сваях под фундамент

Снизу свай находятся лопасти, они имеют форму винта.

При помощи конструкции сваи ввинчивают в грунт, как саморезы, но в этом случае почва не разрушается, а уплотняется и становится более прочной.

Виды по форме

Для фундамента выделяют три вида свай, о них подробнее — ниже.

Винтовые сваи

Они имеют винтовые лопасти, такой вид свай используют там, где несущая способность почвы плохая. Большое количество винтовых свай обладают режущим элементом, он разрезает почву, когда сваю ввинчивают в землю. Такой вид свай так же подходит для той почвы, которая всё время промерзает.

Сваи с разным диаметром труб

От диаметра свайной трубы будет зависеть ее вес и способность выдерживать огромные нагрузки. Ведь при выборе этих свай, нужно ориентироваться на всю массу здания и в соотношении с этим показателем нужно выбирать диаметр сваи. Для свай, диаметр которых, больше 10 см, потребуется специальная техника.

Лопасти, имеющие различие в диаметре на одной свае

Если почва очень влажная, то диаметр свайных лопастей делают больше.

Сваи так же имеют различия в формах и видах. Эти данные зависят от производителей и материалов.

Виды по наконечнику

Так винтовые сваи делят по типу наконечника, и они бывают:

1. сварными;
2. литыми.

Сварные

Вариант считается дешёвым и экономически целесообразным, ведь он состоит из трубы с приваренной к ней лопастью. Такие сваи имеют не совсем хорошее качество и по этой причине при строительстве массовых сооружений, сварные сваи не используют.

Такие сваи используют для строительства гаражей или хозяйственных построек. Если лопасть на свае приварена не качественно, то в процессе эксплуатации, она может отойти от вертикальной оси и поэтому фундамент теряет свою стойкость.

Литые

Сваи, у которых литой наконечник, имеют хорошую прочность. Их используют для строительства жилых домов. Чтобы изготовить литой наконечник применяют литьевой метод. Лопасти у свай бывают толщиной примерно 12 миллиметров, а диаметром примерно 30 сантиметров.

Чтобы произвести ствол сваи, берут стальную трубу с наконечником. Литые сваи имеют хорошие несущие способности, они хорошо выдерживают нагрузку более пяти тонн и больше. Конечно стоимость литого наконечника немного выше, чем у сварного.

Виды по покрытию

Так же сваи имеют различие по типу покрытия. Сталь иногда обрабатывают антикоррозийным средством, а иногда полимерным покрытием.

Фундамент из винтовых свай при точном расчёте нагрузки на него, может прослужить более ста лет.

При покупке свай на рынке необходимо ознакомиться с сертификатом соответствия заводским нормам и всем стандартам. Потому что существует огромное количество подделок, которые ничем внешне не отличаются от настоящих свай.

Есть ещё вариант свай для производства которых применяют толстостенные трубы. Такие сваи по надёжности стоят на одной ступени с литыми сваями. Сваи обеспечивают прочное основание для больших строений.

Плюсы и минусы винтовых свай

Плюсы винтовых свай и их преимущества:

1. Быстрота сооружения фундамента;
2. Нет необходимости ожидать выстраивания фундамента;
3. Винтовые сваи легки в монтаже. Сваи можно установить своими руками, но если размер свай большой, то необходимо нанимать специальную технику;
4. Доступная цена;
5. Могут применяться на различных почвах;
6. Не требует предварительного выравнивания участка;
7. Хорошая стойкость к нагрузкам;
8. Большой срок эксплуатации;
9. Не требует проведения земляных работ.

Минусы винтовых свай и их недостатки:

1. Если вы выбрали некачественные сваи, то они быстро выходят из стоя и приводят к неравномерному проседанию строения;
2. Если почва имеет в своём составе большое количество камней, то установка свай будет затруднена;
3. Необходимость соблюдать правила монтажа и технологии.

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

Подъем сооружения и замена фундамента на свайно-винтовой под готовый дом

Замена старого фундамента на новый под стоящий дом – кропотливый и недешевый процесс. Здесь без помощи специалистов не обойтись. Для начала делается осмотр старого фундамента: наличие электрических, водопроводных, канализационных сетей, присутствие печей. Обязательно следует провести пробу на закручивание винтовой сваи в участки, чтоб определить нужную длину сваи. В соответствии с этими критериями формируется смета.

Подъем дома сперва осуществляется удалением мешающих объектов на территории и после заводятся домкраты (рабочий и страховочный) под старый дом, в частности под несущие балки в углах сооружения. Далее проводится аккуратный и медленный подъем дома. После завинчиваются сваи и подрезаются под одинаковый уровень, наполняются раствором, закрепляются оголовками и обвязываются с помощью двутавра. На финале к сваям привариваются двутавровые балки и на новую фундаментную конструкцию проводится перенос дома.

Типы обвязки свайного фундамента

После того, как винтовые сваи размещены, верх элементов выравнивается и по внешнему периметру можно приварить двутавр или швеллер

После того, как винтовые сваи размещены, верх элементов выравнивается и по внешнему периметру можно приварить двутавр или швеллер. В этом случае конструкция становится прочнее. После чего можно начинать возведение коробки, обустройство крыши. Однако есть еще варианты выполнения обвязки надземных частей фундамента, выбираемые с учетом будущего строения:

1. Деревянные брусовые сваи требуют оголовков, поверх которых можно делать черновой пол. Обвязку необходимо обработать битумной мастикой для повышения гидроизолирующих качеств.
2. Швеллер или двутавр, упоминаемый выше, это обвязка для придания жесткости всей конструкции. Данный тип обязателен для строений массивного порядка, а также для домов, возводимых на заводненных грунтах или на почвах с угрозой подмывания. Размер швеллера: для свай с диаметром 108 мм ширина материала берется от 140 мм.
3. Ростверк из железобетона напоминает ленточный фундамент, усиленный свайными элементами. Для его создания сваи ввинчиваются, как показано в проекте, затем приваривается арматурный каркас, делается опалубка и заливается раствор бетона. Применяется ростверк только для внушительных строений.
4. Если дом очень тяжелый, лучше залить плитное основание на сваи. Для этого необходимо равномерно расположить арматурный каркас, закрепив на винтовых элементах, затем залить бетонную смесь в заранее подготовленную опалубку.

Дом из бруса на свайном основании – идеальный вариант для застройщика, желающего сэкономить средства и получить практичное жилье, которое прослужит достаточно долго. Выбирая правильные и прочные винтовые сваи, делая точный расчет расстояния между сваями, можно возвести здание на грунтах слабой несущей способности и обладающих большим водонаполнением. При этом не имеет никакого значения рельеф, плотность застройки, уровень залегания грунтовых вод и прочие нюансы, необходимые для соблюдения, если строится дом на любом другом фундаменте.

Как построить дом на сваях

Оценив положительные стороны и проанализировав слабые места фундамента, необходимо определить, подходит ли выбранная конструкция основания для вашего строения.

Постройка загородного дома на сваях имеет множество преимуществ

Такая технология обеспечивает устойчивость легких построек и конструкций, которые можно самостоятельно собрать за ограниченное время:

• каркасных строений;
• бревенчатых бань;
• хозяйственных блоков;
• различных навесов;
• веранд;
• выездных ворот;
• деревянных и сетчатых заборов.

Рассмотрим основные этапы сооружения фундамента для постройки дома:

• расчетную часть;
• погружение в почву;
• установку ростверка;
• утепление нижнего уровня.

Остановимся на особенностях каждой стадии работ.

Пошаговая инструкция по самостоятельной теплоизоляции пола

• В первую очередь, приступают к монтажу чернового пола. С этой целю на лаги набиваются деревянные брусья, являющие собой основание. Затем происходит монтаж деревянного настила из досок. Все деревянные элементы в обязательном порядке должны быть пропитаны антибактериальной жидкостью.
• Если утеплителем будет служить пеноплекс или пенопласт, можно обустроить сетчатый черновой пол. Сетка должна иметь значительный запас прочности для того, чтобы масса утеплителя ее не повредила.

• Следующий этап — защита материала ростверка от проникновения влаги. С этой целью укладывается гидроизоляционный материал — это может быть пленка из полиэтилена или мембранного материала, либо рубероид. Его нужно расположить таким образом, чтобы образовать нахлесты без щелей. Между брусьями лаг материал должен свободно провисать, без натяжения. Стыки нужно обязательно герметизировать строительным скотчем. Поверх гидроизоляции настилается утепляющий слой, который должен быть обустроен таким образом, чтобы избежать образования зазоров между фрагментами утеплителя.
• На уложенный теплоизоляционный материал настилается очередной пленочный слой. На этот раз он будет играть роль защиты от пара, а также воды и капель конденсата, которые неизбежно будут поступать со стороны жилых помещений здания. Укладывают ее также внахлест. Фиксацию можно произвести при помощи скоб строительного степлера.
• Когда «пирог» утепления полностью уложен, можно начинать монтаж чистовых полов. Можно использовать фанерные листы, половые доски или же ДСП.

К одним из недорогих материалов можно отнести сосну. Осина и дуб будут стоить несколько дороже. Доски из данных пород дерева отличаются длительным сроком службы, они надежные и крепкие

При покупке нужно обратить особое внимание на показатель влажности древесины, он не должен превышать 20%. В противном случае облицовка пола начнет покрываться трещинами по мере ее усыхания

В декоративных целях, а также для более эффективного удержания тепла, пол можно отделать утепленным линолеумом, ковролином или обустроить подложку из пробки, а поверх нее настелить ламинат. В санузлах для оформления полов используют плитку.

Как правильно сделать самому?

Каждый тип свайно-ростверкового основания предполагает свой порядок технологических этапов. Например, для устройства забивных и винтовых свай не нужно бурить скважины, но не обойтись без аренды оборудования или спецтехники (за исключением малых винтовых опор). Ниже представлен порядок возведения буронабивных свай с железобетонной лентой.

Определение расстояния между сваями

В частном домостроении обычно поступают следующим образом:

• обязательно устанавливают опоры под углами здания и в точках пересечения несущих стен;
• если столбы находятся на расстоянии друг от друга больше, чем на 3 м, то между ними ставят промежуточные опоры.

Перед конструированием полезно ознакомится с требованиями к расстановке опор, которые описаны в документах СНиП 2.02.03-85 и ГОСТ 27751.

Разметка и земляные работы

Перед строительными работами с участка убирают строительный мусор и, при необходимости, выравнивают площадку. Затем наносят разметку, используя колышки и леску.

Обязательно сравнивают диаметры с проектными значениями. Обозначают места для будущих опор с помощью колышков, прутьев или делают небольшие углубления в почве в качестве меток.

Установка свай

При помощи ручного бура высверливают скважины под сваи. Ручное устройство подходит для устройства шурфов диаметром до 30 см. Если на участке преобладают переувлажненные почвы, то на дне траншеи устраивают песчаную подушку высотой 10 – 20 см, обязательно утрамбовывая несущий слой.

Внутри шурфа устраивают арматурный каркас из стальных прутьев. Длина прутьев должна быть на 15 – 20 см больше высоты скважины (запас для связки опоры и ростверка). Заливают внутренность скважины бетонным раствором. Штыкуют смесь для удаления пузырьков воздуха. Бетону понадобится 2–3 недели, чтобы затвердеть, после чего переходят к следующему этапу.

Для винтовых и забивных столбов рыть траншеи ненужно. Опорные элементы завинчивают или вбивают грунт по установленным меткам.

Строительство опалубки

Эксперты советуют поднимать ростверк над нулевым уровнем участка, но такая технология значительно усложнит строительство.

Под монолитную ленту выстраивают щитовую опалубку. Для этого можно использовать фанерные листы или сбитые доски. Целесообразно подпереть конструкцию по внешней стороне брусьями, чтобы под массой бетона опалубка не разошлась.

Армирование

Каркас из армированных прутьев добавит прочности фундаменту. Как правило, используют металлопрокат из стали АI – АIII. Жестко связывают армирующий каркас для ростверка с прутьями, которые выступают из поверхности опор.

Заливка бетона

Для ростверка используют бетон прочности не ниже М200. Заливку осуществляют за один раз посредством желобов, чтобы исключить расслаивание бетона от удара при падении с высоты.

Когда материал заполнит внутреннюю часть опалубки, проводят штыковку для удаления пузырьков воздуха. Затем бетон накрывают полиэтиленовой пленкой и оставляют на 3–4 недели до полного затвердевания.

В случае с металлическим ростверком обвязочные изделия приваривают к прутьям, которые были оставлены выступающими из опор. Ростверк из брусьев фиксируют на оголовках столбов, предварительно сделав в металлических пластинах технические отверстия.

Гидроизоляция и вентиляция

Почвенная влага с годами разрушает бетонный фундамент, поэтому принимают меры по гидроизоляции конструктивных элементов. Чтобы защитить опоры перед устройством арматурного каркаса в скважину помещают свернутый в трубу лист рубероида или стеклорубероидного материала.

Чтобы вентилировать пространство между железобетонной конструкцией и землей, в опалубку заделывают отрезки труб небольшого диаметра (20 – 25 см). Для «висячей» ленты устраивать продухи не нужно: вентиляция осуществляются за счет воздушного пространства между грунтом и основанием.

В случае с металлическим ростверком защитой служит обмазочный гидрофобный состав, которым покрывают выступающие над землей части конструкции, особое внимание уделяя сварным швам. Деревянные брусья предварительно пропитывают гидрофобной жидкостью

Теплоизоляция

Роль теплоизолятора для ростверка выполняет пленка на основе пенополиуретана, который одновременно защищает конструкцию и от влаги. Пенный материал наносят на всю поверхность ростверка с помощью специального распылителя после того, как бетон полностью застынет. В качестве альтернативы можно использовать листовой экстрадированный пенополистирол.

Типы свайных фундаментов

Сваи ставят одиночно или целыми свайными кустами

Сваи представляют собой длинные вертикальные элементы, погруженные в грунт с целью передачи на них несущей нагрузки от строения.

Свайный фундамент включает в себя группу свай, объединенных между собой ростверком, обеспечивающим равномерное распределение нагрузки.

В зависимости от расположения свай фундаменты подразделают на типы:

• ленточное расположение включает в себя опоры, расположенные по всему периметру постройки и объединенные ростверком;
• одиночные сваи являются опорой легких каркасных построек;
• свайные кусты предполагают групповое расположение, укладываются в виде колонн, столбов, отдельных опор;
• свайные поля представляют собой многоэтажные конструкции, могут включать в себя элементы из вышеперечисленных видов.

Плюсы и минусы свайного основания

У каждого основания имеются плюсы и минусы. Это далеко не универсальный вариант для любого грунта. Не для каждого участка он подойдет. Зато стоит такое основание под частный дом не так дорого, как фундамент плита или заглубленный ниже точки промерзания жб ленточный аналог. В винтовом исполнении опора на сваях обойдется на 30–40%, а в буронабивном – на 20–25% дешевле.

Чтобы такое основание прослужило долго, подготовку его проекта лучше доверить профессионалам. Здесь очень важны тщательные исследования грунта и грамотные расчеты. Необходимо заранее предусмотреть, как поведет себя каждая свая в будущем под нагрузкой. Малейшая ошибка – ростверк и стены на нем поведет сразу же. В результате даже кровля из металлочерепицы или профнастила на крыше будет повреждена, не говоря уж о треснувших перегородках внутри здания.

Пример на забивных сваях

Второй важный момент – это ограничения по весу строения. Тяжелый керамический кирпич или бетон для коттеджа на свайном фундаменте брать точно не стоит. Здесь больше приемлемы каркасные либо пенобетонные технологии. Они позволяют возвести легкие стены, которые простоят на винтовых либо буронабивных опорах долго и без проблем.

И вообще, прежде чем выбирать тип основания под свой дом, следует тщательно изучить, что такое СИП-панели, кирпич, брус, бревно, газо- и пеноблоки со всеми их характеристиками и плюсами с минусами. Вес стройматериала стен сильно влияет на выбор вида фундаментного основания.

Виды и подвиды фундамента

Ленточный фундамент на сваях идеален при наличии грунтов со слабой пучинистостью. На таких участках его вполне можно использовать для возведения двухэтажных коттеджей из кирпича. Но в целом подобная конструкция больше предназначена для легких каркасных либо брусовых зданий.

Однако если площадка для дома имеет уклон, то без свайного ленточного фундамента обойтись будет сложно. Монолитную плиту здесь заливать окажется слишком дорого, а другие варианты не смогут также хорошо выдерживать все возникающие в дальнейшем нагрузки.

По глубине погружения в грунт ростверка свайные фундаменты с ним делятся на два вида:

1. Мелкозаглубленные.

2. Незаглубленные.

Незаглубленный вариант

В первом случае лента погружается в почву на 20–50 см, а во втором – висит над землей. На фундамент с мелкозаглубленным ростверком из-за его большей прочности можно ставить более тяжелые постройки. Однако если грунт сильнопучинистый, то ленточная часть конструкции на сваях будет банально разрушена пучением. Она делается не слишком высокой, поэтому сильных нагрузок со стороны поднимающегося грунта выдержать попросту не способна.