Свайный фундамент — это возможность строить здания на грунтах, не позволяющих воспользоваться никаким другим типом опорной конструкции.
Особенностью свай является способность погружаться на необходимую глубину, достигать плотных слоев грунта и обеспечивать надежное основание для построек любой категории, вплоть до самых массивных, ответственных и специфических.
Возможности свайного фундамента весьма широки, что наглядно демонстрирует количество разновидностей и вариантов конструкции опор.
Существуют мощные и тяжелые образцы, работать с которыми можно только при помощи строительной техники.
Имеются и более легкие виды, доступные для самостоятельного монтажа, например — винтовые сваи.
Типы свайных фундаментов
Классификация свайных фундаментов включает в себя множество позиций.
Они различаются по следующим признакам:
- Способ действия (висячие и сваи-стойки).
- Тип ствола (монолитные и оболочечные)
- Материал (деревянные, металлические, железобетонные)
- Способ погружения (забивные, буронабивные или винтовые).
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
В частном домостроении наиболее распространены буронабивные и свайно-винтовые варианты, позволяющие работать в зоне плотной застройки без причинения ущерба окружающим зданиям.
Коротко о главном
Винтовые сваи состоят из ствола с острым наконечником и винтом. Они производятся из прочной стали и защищаются от коррозии специальными составами. В заводских условиях ведётся контроль над процессом изготовления, качеством используемых материалов и соответствием готовых изделий требованиям СНиП. В домашних условиях воссоздать производственный процесс невозможно, так как делают винтовые сваи в таком случае из материалов, поддающихся ручной обработке, то есть, менее прочных. Такие изделия можно применять только для строительства лёгких построек. Изготавливают их из стальных труб, заостряя их нижний срез и приваривая к нему винт из листовой стали.
| Дополнительно Выставка Домов «Малоэтажная Страна» выражает искреннюю благодарность специалистам за помощь в создании материала. (Королевский завод свай) – эксперт по свайным фундаментам. Если Вам нужна более подробная консультация, то можете воспользоваться следующими контактами: сайт: kzs.ru email: тел.: 8-800-222-76-17 |
Оценок 0
Прочитать позже
Виды свай
Винтовые сваи имеют два основных вида:
- Сварные.
- Литые.
Отличие между ними состоит в конструкции наконечника. Это важный элемент, принимающий на себя основную нагрузку при погружении.
От качества наконечника зависит, как поведет себя свая при появлении контакта с техногенным или природным препятствием, не являющимся плотным грунтовым слоем. Сварные наконечники в этом отношении менее прочные, при встрече с обломками скальных пород часто деформируются и выходят из строя.
Литой наконечник намного прочнее и способен проходить препятствия, разрушая их и не теряя работоспособности сваи.
Кроме того, имеются различия по количеству лопастей.
Существуют винтовые сваи:
- Однолопастные.
- Многолопастные.
Однолопастные сваи имеют единственную спиралеобразную лопасть, обеспечивающую поступательное движение при вращении сваи вокруг вертикальной оси. Они предназначены для установки в относительно мягкий и однородный грунт, не имеющий плотных или скальных включений.
Несущая способность таких свай ниже, чем у многолопастных образцов, которые гораздо устойчивее и прочнее соединяются с грунтом. Наличие нескольких опорных узлов позволяет уменьшить диаметр ствола, что облегчает установку и обеспечивает целостность конструкции.
В комплекте с литым наконечником они оптимальным образом подходят для работы на плотных грунтах, в зонах вечной мерзлоты или с большим количеством техногенных включений.
По типу защитного покрытия сваи делятся на оцинкованные и неоцинкованные. Последние практически ничем не защищены от воздействий грунтовой влаги, так как слой краски, который наносится для придания изделиям большей солидности, сходит при завинчивании.
Кроме того, все типы винтовых свай практически не защищены от электрохимической коррозии или воздействия блуждающих токов, что сложно заранее предусмотреть или определить.
Определение длины и диаметра сваи
Планируя построить ленточный фундамент на винтовых сваях, следует определиться с длиной спиральной опоры и диаметром ее рабочей части. При правильно подобранных характеристиках винтовых опор свайно-винтовой фундамент обладает высокой нагрузочной способностью и является таким же надежным, как и тисэ фундамент.
Нагрузочная способность опор со спиральной рабочей частью зависит от величины площади контакта и определяется следующими рабочими параметрами:
- длиной винтовой навивки и всей сваи;
- наружным диаметром спиральной ленты.
От величины площади контакта зависит нагрузочная способность опор со спиральной рабочей частью
Габаритные размеры рабочей части спирально-винтовых опор определяются в зависимости от следующих факторов:
- характеристик почвы на месте строительства;
- глубины замерзания грунта;
- концентрации минеральных примесей в почве;
- уровня расположения твердых пластов;
- сопротивления грунта завинчиванию опоры;
- массы возводимого строения.
Длина сваи изменяется в зависимости от условий эксплуатации:
- опоры с длиной 1-1,2 м устанавливают в районах с теплым климатом;
- для средней полосы подойдут полутораметровые опоры;
- сваи длиной более 2 м монтируют в северных районах.
Диаметр винтовой навивки определяется действующей на опору нагрузкой, передаваемой возводимыми конструкциями:
- для облегченных и оградительных конструкции применяют сваи с наружным диаметром ленты 5-8 см;
- устойчивость каркасных и деревянных зданий обеспечивают лопастные опоры диаметром 9-9,5 см;
- надежность массивных построек обеспечивается усиленными сваями с внешним диаметром витка более 10 см.
Действующей на опору нагрузкой определяется диаметр винтовой навивки
Нагрузочные характеристики возрастают пропорционально увеличению наружного диаметра спиральной навивки:
- спирально-винтовой элемент с диаметром несущей трубы 7,6 см и внешним размером витка 20 см способен воспринимать до тонны полезной нагрузки;
- при увеличении диаметра ствола до 9 см, а также диаметра винтовой ленты до 25 см нагрузочная способность возрастает в 2 раза и достигает 2 т;
- сваи, изготовленные из труб сечением 10,8 см, имеющие диаметр спирали 30 см, способны выдерживать усилие, составляющее 2,5 т.
Усиленные винтовые сваи, применяемые для возведения фундаментов под массивные строения, способны воспринимать нагрузку свыше 3 т.
Какие лучше всего подходят для частного строительства
Выбор конкретной марки и размера стволов, прежде всего, производится исходя из типа и особенностей грунта.
После определения наиболее подходящей разновидности (одно-или многолопастные, длина, тип наконечника) производят выбор диаметра ствола. Расчет производится по несущей способности опоры.
Для частных домов обычно применяют стволы относительно малого диаметра:
- ВС-57.
- ВС-76.
- ВС-89.
- ВС-108.
Большие диаметры требуют значительных усилий при погружении, поэтому для частного домостроения практически не используются.
Расчет массы дома
Рассчитывают общий вес всех строительных и отделочных материалов, которые будут применять при возведении. Берут в расчет предположительный максимальный вес мебели, предметов быта, людей, которые будут находиться в доме. Рассчитывают массу ванной или бассейна с учетом того, что резервуар будет наполнен водой.
Учитывают нагрузку снежного пласта, который может лежать на крыше в зимнее время. Этот показатель рассчитывают по карте в зависимости от региона:
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.
Общая схема установки свайно-винтового фундамента
Пошаговая инструкция по установке свай своими руками состоит из следующих этапов:
- Подготовительные работы. Разметка участка, проверка параллельности линий и соответствия прямым углам.
- Погружение угловых стволов.
- Установка промежуточных опор.
- Обрезка стволов. Поверхность опор должна образовать ровную горизонтальную плоскость.
- Бетонирование внутренних полостей свай для усиления прочности.
- Монтаж оголовков. Они устанавливаются на верхний торец, привариваются и служат точками крепления ростверка. Все места, расположенные рядом со сваркой или участки с поврежденным защитным покрытием сразу же подкрашиваются.
ВАЖНО!
При разметке следует исходить из осей стен, а не из границ периметра дома. Стены должны стоять на оголовках, а не свисать с них.
Как рассчитать количество материала?
Расчет количества опор производится по двум направлениям:
- По линиям наибольшей нагрузки.
- По несущей способности сваи.
Первый этап состоит в подсчете количества свай по всем линиям расположения наружных и внутренних несущих стен. Расстояние между ними не должно превышать 2-3 м (чем тяжелее дом, тем ближе друг к другу надо установить опоры).
Второй этап состоит в проверке полученного числа опор. Общий вес дома вместе с расчетными дополнительными нагрузками (вес снега, мебели и бытовой техники, перекрытий, людей и т.д.) надо разделить на величину допустимой нагрузки на одну сваю.
Если полученное число меньше, чем то, что найдено на первом этапе, то расчет правильный. Если второй этап показывает большее значение, надо увеличить количество свай по линиям нагрузки.
Можно поступить проще и воспользоваться онлайн-калькулятором, который весь расчет выполнит самостоятельно. Надо лишь подставить в нужные поля свои параметры и получить ответ.
Как правильно разметить места установки?
Для выполнения этой операции понадобится план первого этажа дома. Сначала отмечаются угловые точки, места примыкания несущих стен внутренние и наружные. Затем остальное количество свай равномерно распределяется по всем линиям.
Если имеются большие промежутки, предусматривают промежуточные опоры для поддержки балок перекрытия.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
Расстояние более 6 метров между опорами считается недопустимым.
Как определить глубину погружения?
Определение глубины погружения опор можно делать только на основании анализа грунта и его состава. Кроме того, важным фактором является глубина промерзания грунта, выше которой сваи заглублять не рекомендуется, особенно, для ответственных (жилых) строений.
Для вспомогательных построек и сооружений (беседки, заборы, сараи и т.д.), возводимых на подходящих грунтах, минимальная глубина погружения принимается 1,5 м.
Для жилых построек рекомендуемая глубина погружения должна быть равна высоте дома. На практике она часто бывает меньше, что в первую очередь обусловлено неграмотностью или желанием сократить время строителей.
При погружении необходимо знать предельную величину сопротивления грунта и не превышать допустимых пределов, установленных заводом-изготовителем. В противном случае есть риск свернуть технологическое отверстие до момента достижения нужной глубины, что означает вывод сваи из строя и необходимость ее замены.
Погружение свай в почву
Существует два способа погружения свай:
- Ручное погружение.
- Механический способ.
Ручной монтаж допускается только для относительно тонких свай и при строительстве неответственных вспомогательных сооружений. Для жилых домов необходимо использовать строительную технику. Прежде всего, это обусловлено невозможностью качественно завинтить сваю диаметром 108 мм вручную.
Слишком велик процент отказа свай, а реверс недопустим из-за потери должной прочности соединения. Кроме того, допустимый перекос ствола по вертикали составляет всего 2°, что обеспечить вручную невозможно.
Механический способ позволяет обеспечить качественное погружение с соблюдением вертикали и заданной величины усилия. Для жилых построек допустим только механический способ, хотя рекламные объявления всячески утверждают о возможности в любых ситуациях действовать с помощью мускульной силы.
Это создает возможность для различных нарушений, когда неопытные строители начинают действовать самостоятельно и в результате получают неустойчивый и подвижный фундамент. На практике обычно используется мини-экскаватор с установленным навесным сваезаворачивателем.
Он способен погружать стволы диаметром до 159 мм на глубину до 12 м, чего в большинстве случаев вполне достаточно при частном строительстве.
Как выровнять по горизонтали
Погруженные винтовые сваи необходимо выровнять по горизонтали. Для этого устанавливается лазерный строительный уровень (нужна модель, способная обрисовать горизонтальную плоскость) на нужной высоте от поверхности почвы.
По имеющейся отметке производится подрезка всех стволов. Если какие-либо из них оказываются слишком короткими, производят предварительное наращивание.
К подрезанной части ствола (отрезается участок с технологическим отверстием) приваривается дополнительная труба, увеличивающая недостающую длину, после чего производится подрезка на общем уровне.
Все сварные швы и открывшиеся при подрезке участки металла необходимо сразу же подкрасить защитной полимерной краской. Надо выбирать непроницаемые для влаги виды или использовать битумную мастику.
Заливка бетоном
Внутренние полости свай заполняются бетоном. Это позволяет значительно усилить механическую жесткость трубы, снизить опасность коррозии внутри ствола.
Бетонирование увеличивает несущую способность ствола на треть, позволяя получить некий запас прочности фундамента, необходимый для устойчивости к возникновению непредвиденных ситуаций. Для заливки используются плотные марки бетона — М200 и выше. Заливку производят на уровень несколько меньший высоты подрезки.
В первые часы бетон в скважине просядет на несколько сантиметров, поэтому после заполнения до верха ствола насыпают сухую песчано-цементную смесь. Она впитает выдавленные при просадке частицы воды и образует пробку, запечатывающую ствол перед монтажом оголовка.
Способы, приемлемые для самостоятельного монтажа
Коль принято решение по установке дома или другого строения на точечные опоры, имеет смысл разобраться, как вкрутить винтовые сваи самостоятельно, даже если работу будут выполнять наёмные люди. Их ведь как минимум нужно контролировать, а для этого необходимо быть всесторонне подкованным.
Способ 1
Перед тем, как установить первую винтовую сваю, предварительную разметку всех точек опор можно не делать, так как всё равно будут расхождения. Первая и вторая (на противоположном углу) сваи послужат маяками для формирования свайного поля, между которыми можно натягивать причальный шнур:
- Чтобы вкрутить сваю своими руками, без применения спецтехники, в точке монтажа сначала делают небольшой приямок и подливают туда воды – чтобы грунт размягчился.
Подготовка лунки перед тем, как закрутить сваи своими руками Источник bibliostroy.ru
- Свая устанавливается в лунку, а в имеющееся вверху её ствола технологическое отверстие вставляется стальной монтажный лом. Сделать это можно и самому, но чтобы закрутить винтовые сваи без специальной машины, вам однозначно потребуется два помощника – один будет придерживать сваю в заданном положении, а ещё два человека – обеспечивать движение по кругу.
Подготовка сваи к завинчиванию Источник bibliostroy.ru
- Вращение будет производиться путём воздействия на трубу, надетую на лом – она послужит рычагом, передающим стволу поворотное усилие. Чем больше рычаг, тем легче будет его крутить. Чтобы проще было вращать, трубы нужно постараться опустить вниз, для чего лом придётся немного согнуть.
Установка рычагов Источник bibliostroy.ru
- Держась за трубы, два человека начинают вращение, а тот, кто придерживает ствол, осуществляет контроль вертикальности ствола по уровню. В данном случае для этой цели используется двухсторонний магнитный прибор, прикреплённый прямо к стволу. Но можно обойтись и обычным уровнем, хотя это и не так удобно. Вертикаль выставляется после первичного вбуривания – после того, как свая зацепится за грунт.
Как закручивать и выравнивать сваи винтовые вручную – использование двухстороннего магнитного уровня Источник bibliostroy.ru
Обвязка ростверком
Ростверк — это пояс обвязки, соединяющий отдельные опоры в единую систему. Он нужен для принятия веса стен или прочих элементов конструкции дома, равномерного распределения нагрузки по всему свайному полю.
Существуют разные способы монтажа ростверка, обусловленные материалом изготовления:
Деревянный
Используется деревянный брус минимальной толщиной 150 : 150 мм. Как вариант, можно применить пачки из досок толщиной 50 мм и шириной 200 мм, соединенные в единый пакет размером 150 : 200 мм. Используется качественный сухой пиломатериал 1 или 2 сорта.
Поверхность дерева покрывается антисептическим и антипиреновым составом (в настоящее время существует пропитка, выполняющая обе функции). Соединение брусьев производится вполдерева и только над оголовком сваи.
Стыки, расположенные в пролете, не допускаются. Между металлом и деревом во всех местах прокладывают двойной слой рубероида (гидроизоляция). Установка выполняется так, чтобы свая располагалась точно по продольной оси бруса.
Металлический
Используются различные виды металлопроката:
- Швеллер.
- Двутавр.
- Труба прямоугольного сечения.
При использовании швеллера не нужны оголовки, хотя для трубы или двутавра их присутствие обязательно. Для швеллера используются специальные закладные детали, установленные в трубу при заливке бетона.
Появляется возможность обойтись без гидроизоляции между оголовками и обвязкой, но между металлом и стеной она применяется в любом случае. Соединение деталей производится сварным способом с обязательным усилением болтами.
При повышенной прочности металлического ростверка, возникает большой металлический элемент конструкции, который требует обслуживания — периодической покраски защитными составами.
Железобетонный
Это самый трудоемкий и долгий вариант создания ростверка, но и самый прочный и надежный, не подверженный коррозии или гниению. Для его создания необходимо изготовить опалубку, установленную поверх оголовков.
Внутрь помещают арматурный каркас, после чего приступают к заливке бетона.
Опалубка изнутри устилается слоем рубероида или полиэтилена для исключения утечек влаги. Иногда ростверк заливают ниже уровня оголовков, приваривая арматурный каркас непосредственно к стволам. Чаще всего такое производится при достаточной высоте на уровнем грунта.
В таких случаях подрезку по горизонтали выполняют после затвердения бетона (28 дней), а заполнение стволов производят после подрезки.
Видео описание
В следующем видео подробно показан процесс изготовления винта:
Готовую лопасть приваривают к концу сваи, стараясь, чтобы плоскость винта была расположена перпендикулярно стволу. Накладывают шов с обеих сторон, без пропусков. От его надёжности зависит прочность всей конструкции.
Финальная обработка
После окончания сварных работ о швов сбивают окалину и тщательно их шлифуют. Затем все изделие очищают от ржавчины, обезжиривают и наносят антикоррозионное покрытие. Это может быть качественная грунтовка по металлу или корабельная краска. Наносить их следует минимум в два слоя, просушивая каждый перед нанесением следующего.
Краска защитит металлические изделия от коррозии Источник i.ytimg.com
Как сделать фальш-цоколь
Фальш-цоколь предназначен для защиты пространства свайного поля под домом от проникновения животных или птиц, заметания снегом в зимнее время, от ветра и влаги. Для создания такого цоколя используются различные материалы.
Самый бюджетный и эстетически привлекательный вариант — полоса по внешнему периметру из профнастила. Она крепится верхней частью к специальной деревянной доске, установленной по периметру ростверка.
Нижнюю часть крепят к деревянному брусу, уложенному на подставки из кирпича, шлакоблока и т.п. для отсечки контакта с грунтом.
По нижней кромке устраивают бетонный отлив, а по верхней границе надо смонтировать отлив для вывода дождевой воды.
Видео описание
Как приготовить бетон и как залить сваи под фундамент своими руками, показано в видеоролике:
После застывания бетона на сваи приваривают оголовки – металлические площадки, на которые будет крепиться ростверк. Сделать это можно двумя способами.
- С четырёх сторон приварить к концу трубы треугольные косынки, а на них сваркой закрепить площадки.
- Изготовить оголовки из обрезков трубы большего диаметра, надеть их на концы свай и обварить по кругу.
Накладные оголовки с просверленной под крепёж площадкой Источник svai-kirov.ru
