Качество грунта оказывает большое влияние на выбор фундамента и всю технологию строительства в целом.
В России имеется большое количество проблемных регионов, где преобладают заболоченные, подтапливаемые или слабонесущие типы грунта.
Использование традиционного фундамента в подобных условиях недопустимо, но на помощь приходят свайные типы опорных конструкций.
Они обеспечивают контакт основания с плотными слоями грунта и позволяют строить массивные и тяжелые здания без опасений за их состояние.
Имеются и более легкие варианты свайных оснований, к которым относятся винтовые сваи.
Фундамент на винтовых сваях
Винтовые сваи представляют собой опорную конструкцию в виде системы погруженных в грунт металлических труб с приваренными в нижней части спиралевидными лопастями (ниже приведено фото). Они играют роль нарезки, подобной той, что делается на шурупах.
Заостренный конусный наконечник позволяет стволу легче входить в грунт, а лопасти выполняют функцию нарезки и параллельно являются опорными узлами.
Погруженная опора удерживается в неподвижном состоянии за счет силы трения между боковыми стенками трубы и грунтом, а также за счет нагрузки на лопасти. Установка производится по определенной схеме, образующей т.н. свайное поле, обеспечивающее равномерное распределение нагрузки по всем стволам.
После погружения верхние части подрезают, образуя ровную плоскость, и обвязывают несущим поясом — ростверком.
Он является опорной конструкцией для стен и равномерно передает нагрузку на систему свай.
Функции ростверка близки к работе ленточного фундамента, но опорой для него является не поверхность грунта, а верхние концы вертикальных стержней. Для усиления конструкции, полые трубы после установки заливают уплотненным бетоном, что делает их невосприимчивыми к возможным боковым нагрузкам.
ВАЖНО!
Установка винтовых свай не требует погружения до появления контакта с плотными слоями грунта. При достаточном заглублении они вполне надежно удерживают постройку, являясь висячим типом свай.
Создание стен поэтапно
Когда каркас готов, настало время заняться стенами. В первую очередь необходимо приобрести утеплитель.
Выбор утеплителя для каркасного дома огромный:
- минеральная вата
- пенопласт
- жидкий утеплитель в виде пены, которая через некоторое время застывает
- стекловата
- насыпной утеплитель (керамзит и пр.)
Стена каркасного дома
Стандартным утеплителем для каркасника считается минеральная вата или пенопласт.
Они могут быть разной толщины, размера и плотности. Однако при выборе утеплителя надо учитывать, что он должен встать ровно между брусом каркаса.
То есть если вы строили каркас из бруса 15 см, то толщина минеральной ваты, к примеру, также должны быть 15 см.
Утеплитель должен располагаться впритык, без просветов между балками.
С внешней стороны дома утеплитель обкладывается внахлест 20 см гидроизоляционной пленкой. Она предотвратит попадание влаги внутрь стены.
Утепление каркасного дома
Изнутри дома утеплитель также обкладывается пленкой, на этот раз пароизоляционной, которая не только не допустит попадания влаги внутрь стены из комнаты, но и выведет лишнюю влагу в помещение.
С двух сторон стены закрываем листами ОСБ-3, и дальше очередь стоит за внешней отделкой, внутренней отделкой и облицовкой. Как сделать перекрытие описано тут.
Свайный фундамент отлично подходит не только для домов, но и щитовых бань.
Плюсы и минусы
К достоинствам винтовых свай относятся:
- Высокая скорость монтажа.
- Возможность ручной установки, что позволяет работать в непосредственной близости к готовым постройкам.
- Стоимость винтовых свай гораздо ниже, чем у других типов основания.
- Возможность повторного применения. При необходимости сваи могут быть извлечены и использованы в другом месте.
- Для установки не нужны земляные работы.
- Имеется возможность строиться на склонах или складках рельефа.
- Можно обойтись без привлечения сложной техники.
Недостатками являются:
- Условия эксплуатации способствуют появлению коррозии.
- Использование винтовых свай в регионах с высокой сейсмической активностью запрещено.
- Погружение в каменистый грунт не допускается.
- Использование винтовых свай на рыхлых или слабонесущих грунтах, не образующих достаточной боковой поддержки, требует дополнительного обследования и уточнения глубины погружения.
Большинство недостатков часто замалчивается производителями, поэтому необходимо иметь полное представление о свойствах и качествах конструкции.
Виды опор
Рассмотрим, какие виды винтовых опор используются в современном строительстве:
По области применения
Использование этого типа фундамента ведется гораздо шире, чем это может показаться на первый взгляд.
Винтовые сваи успешно применяются в следующих областях:
- Капитальное строительство.
- Индивидуальное жилое строительство.
- Мосты, причалы, прочие гидротехнические сооружения.
- Несущие опоры ЛЭП, мачты и т.п.
- Ангары.
- Теплицы.
- Заборы или ограждения и т.д.
Рост популярности этого типа основания значительно расширил область применения, и этот процесс еще не закончен.
Размеры
Используются стальные трубы разных диаметров. Наиболее распространены трубы 108 мм, этот размер обеспечивает достаточно высокую несущую способность при хорошем вхождении в грунт.
Общий диапазон диаметров труб находится в пределах 57-219 мм, но в некоторых случаях используются и более толстые опоры.
В частном домостроении трубы более 159 мм не используются из-за сложности погружения.
Длина труб также имеет много вариантов. Существуют типоразмеры от 1650 до 9000 мм, используемые в соответствующих условиях.
Чем меньше прочность и плотность грунта, тем длиннее должен быть ствол.
Количество лопастей
Существуют одно- и многолопастные конструкции. Однолопастные используются на относительно надежных грунтах.
Превышение нагрузки или реверс сваи при установке приводят к потере сцепления с грунтом.
Для ответственных построек на слабонесущих грунтах используют многолопастные сваи, которые демонстрируют большую устойчивость к возможным нагрузкам.
Кроме того, увеличение количества лопастей позволяет уменьшить диаметр ствола, что облегчает погружение.
При этом, толщина стенок должна обеспечивать необходимую жесткость.
Наконечники
Наконечник принимает на себя нагрузку при погружении, что выдвигает довольно жесткие требования к его конструкции.
Существуют:
- Сварные наконечники. Изготавливаются путем заужения диаметра трубы путем удаления клиновидных участков и соединения полученных фрагментов в конус. Швы свариваются и образуется заостренный конец. Применяются для относительно слабых, мягких грунтов.
- Литые наконечники. Изготавливаются (отливаются) отдельно и прикрепляются к трубе. Обладают большой толщиной, способны разрушать встречающиеся препятствия. Используются на плотных и сложных грунтах.
Материал изготовления
Используются разные марки стали — от обычной Ст 3, до более прочной Ст 20.
Для применения в сильноагрессивных грунтах с большими нагрузками и возможностью электростатической коррозии используются прочные марки стали 30 ХМА и 09Г2С.
Тип защитного покрытия
Наиболее эффективным покрытием считается нанесение слоя цинка. При этом, сам материал должен быть достаточно устойчивым к возникновению коррозии.
Полимерные материалы, нанесенные на сваи, стираются при погружении и свою задачу выполнить не могут.
Они необходимы только для защиты наружной части опор и требуют периодического обновления.
Многие инженеры предлагают свои варианты защиты, от мастик до нанесения слоя резины, но большого распространения эти методы пока не получили.
Какие наиболее оптимальны для использования в дачном строительстве?
Назвать оптимальный тип винтовых свай без анализа грунта или расчета веса дома невозможно.
Если исходить из специфики постройки, предполагающей создание относительно легкого дома с малым количеством этажей, то наиболее целесообразным вариантом будет применение однолопастных стволов диаметром от 57 до 108 мм в зависимости от типа и состояния грунта.
Более детальную информацию даст только обследование участка и расчет нагрузки, так как свая имеет определенный предел. Например, при диаметре 57 мм максимальная нагрузка составит 800 кг.
Для каких строений он необходим?
Винтовые сваи можно использовать для различных строений. Мировая практика показала способность этого типа фундамента успешно работать с массивными, тяжелыми и высокими зданиями и сооружениями.
Тем не менее, в России технология создания этого основания пока не отработана, поэтому обычно ограничиваются строительством вспомогательных или хозяйственных построек. Для жилых домов винтовые сваи используются неохотно и довольно редко.
Срок службы
В идеальных условиях (грунт, не обладающий разрушительным воздействием на материал, отсутствие коррозии и т.д) опора способна прослужить до 300 лет, а при наличии оцинкованного слоя — до 800 лет.
Так утверждают производители и маркетологи, хотя никаких оснований для этого у них нет. С момента изобретения не прошло еще и 299 лет, поэтому относиться к подобным заявлениям всерьез нельзя. Идеальных условий не существует, а воздействия и обычная усталость металла никуда не делись.
Поэтому реальным сроком службы такого фундамента следует считать 50-75 лет, хотя возможны отклонения в ту или иную сторону.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
Некоторые сооружения, которые были впервые построены на винтовых сваях их изобретателем Митчеллом, стоят и используются до сих пор.
Теплоизолируем опорную часть
Утепление нижней части выполняйте по следующему алгоритму:
- Смонтируйте обшивочный каркас.
- Закрепите черновую обшивку из досок или плит.
- Выполните в ней вентиляционные каналы.
- Прикрепите к черновой обшивке пенополистирол.
- Зафиксируйте декоративную обшивку поверх теплоизоляции.
- Установите защитные накладки и козырьки.
На эффективность теплоизоляции влияет правильно выполненная гидроизоляция грунта, а также утепление и пароизоляция пола строения.
Является ли это капитальным фундаментом или нет?
Вкручивающиеся сваи способны нести очень тяжелые и массивные здания или сооружения. Поэтому их следует считать капитальным фундаментом по праву.
В этом вопросе возникает некий психологический дисбаланс, так как внешне они не выглядят надежной опорой, соответствующей термину «капитальный».
Тем не менее, основным признаком является допустимость использования при строительстве жилых домов.
Это позволяет обоснованно считать винтовые сваи капитальным типом основания.
Как правильно сделать выбор?
Выбор винтовых свай состоит из двух этапов:
- Определение подходящего типоразмера и вида винтовых свай.
- Выбор конкретных изделий по качеству и соответствию требованиям.
Первый этап практически полностью выполняется во время проектирования дома. Поэтому говорить о нем нет смысла.
Второй этап обычно выполняют представители фирмы, с которой заключен договор.
Если по каким-либо причинам приходится выбирать самостоятельно, следует обратить внимание на следующие детали:
- Толщина стенок трубы не должна быть меньше 4 мм.
- Толщина лопастей — не менее 5 мм.
- Качество сварки должно быть максимально высоким.
- Наличие слоя оцинковки.
- Тип и качество наконечника.
По этим критериям можно выбрать наиболее качественные изделия.
ВАЖНО!
Если какие-либо позиции не удовлетворяют установленные требования, от приобретения таких свай лучше отказаться.
Тип антикоррозийного покрытия
Любой грунт, независимо от состава, склонен воздействовать на металл, вызывая коррозию. Поэтому заводские винтовые сваи всегда снабжают защитным покрытием.
При ввинчивании желательно не повреждать антикоррозийный слой – как на участке трубы, который уйдет под землю, так и в верхней части. Это – еще одна причина отдать предпочтение хорошей бригаде мастеров. Если же планируется создавать свайный фундамент самостоятельно, то стоит быть аккуратнее при транспортировке и установке опор.
Для защиты винтовых свай от коррозии сегодня применяют множество различных составов и методик их нанесения: цинкование — холодное и горячее, покрытие из полиуретана, эпоксидных или полимерных красок.
У каждого типа защиты есть свои плюсы и минусы, однако опыт применения показывает, что наиболее эффективны:
- оцинковка холодным методом;
- полиуретановая краска;
- эпоксидное покрытие;
Горячее цинкование и полимерная защита отличаются меньшей прочностью.
Купив сваи без антикоррозийного покрытия, его можно и нужно нанести самостоятельно. При этом не воспрещается использовать разные составы и методики для защиты надземной и подземной части трубы.
Однако не стоит игнорировать тот факт, что любое серьезное предприятие выпускает винтовые сваи с защитным слоем по умолчанию. Выходит, источником «голой» продукции практически на 100% является недобросовестный производитель. В связи с этим возникает вопрос – а можно ли доверять всем прочим обещанным характеристикам таких свай?
Тем более что маленьких фирм, изготавливающих откровенно кустарную продукцию, множество. На их производственных площадках можно столкнуться не только с игнорированием стандартов, но и с отсутствием необходимого оборудования и оснастки. Вверять таким изготовителям долговечность и качество своего фундамента не запрещено, да цена, порой, уж очень манит. Но стоит ли?
Сколько стоит такое основание
Рассмотрим стоимость винтового фундамента для небольшого дома 6 : 6 м. Оптимальная схема свайного поля состоит из 9 свай.
Тогда от владельца участка потребуется оплатить монтаж 9 штук (стоимость от 650 до 1100 руб/шт) и цену самих свай.
Она зависит от длины и диаметра — например, ВС-57 (диаметром 57 мм) длиной 3 метра стоит 1100 рублей с монтажом или 1200 без монтажа.
Если решено использовать ВС-108, то цена без монтажа (для 3-метрового ствола) составит 1150 руб с монтажом и 1350 без монтажа. Разница в стоимости покупки с монтажом и без призвана стимулировать заказ установки в данной фирме.
В результате, стоимость фундамента составит около 20000 рублей. Но в эту сумму не входит доставка и прочие накладные расходы, поэтому необходимо иметь некоторый резерв.
В других фирмах цены могут отличаться, это надо уточнять непосредственно на месте.
Выводы
Конечно, свайный винтовой фундамент имеет ограничения по нагрузкам, но если правильно создать проект и использовать материал с большим сечением, то можно производить строительство на таком основании домов из камня или естественных материалов. Процесс монтажа весьма прост, но если у вас нет времени, то за помощью лучше обратиться к специалистам, которые за короткий срок произведут весь строительный процесс фундамента.
Рис. Дом на сваях «в разрезе»
Краткая и общая схема монтажа
Порядок действий:
- Разметка свайного поля.
- Завинчивание свай.
- Заливка полостей труб бетоном, подрезка верхушек для получения ровной плоскости.
- Установка оголовков.
- Монтаж ростверка.
Рекомендуется производить монтаж с помощью спецмашин. Это позволяет обеспечить вертикаль и отсутствие раскачивания сваи при завинчивании, что способствует максимально плотному контакту с грунтом. Места сварки и поврежденные в процессе подкрашивают защитным антикоррозийным составом.
Монтируем ростверк
Одним из распространенных вариантов ростверка является конструкция на базе деревянного бруса.
На примере использования балки сечением 15х15 см рассмотрим последовательность действий по монтажу:
- Пропитайте деревянный брус антисептиком.
- Уложите балку на торцевые площадки.
- Состыкуйте брусья с минимальным зазором.
- Зафиксируйте нижний венец саморезами.
- Уложите поперечные брусья.
- Соедините их с нижним контуром.
- Гидроизолируйте древесину мастикой.
- Обшейте торцевую часть ростверка досками.
Эта конструкция ростверка – двойная. Возможен одинарный вариант, когда стыковка продольных и поперечных балок производится на оголовках.
