Винтовой фундамент

Описание свайно-винтового фундамента

Винтовые сваи были изобретены в 1838 году английским архитектором и инженером Алоизиусом Митчеллом. Он предложил новый подход к строительству, который позволял упростить процесс и не вбивать сваи в грунт, а закручивать их. Для этого опоры изготавливались с острым резьбовым наконечником.

Позднее эту технологию стали применять в Америке для строительства маяков.

Винтовые сваи также были востребованы военными при возведении мобильных объектов. Геологи использовали эту технологию для создания временных построек во время экспедиций в отдалённые уголки планеты.

В нашей стране винтовой фундамент появился только в 1880 году. Инженер Карлович провёл исследования этой технологии и доказал в своей научной работе, что она более эффективна.

До 1900 года первоначальную конструкцию винтового фундамента продолжали улучшать. Например, был изобретён наконечник с лопастями, который позволял надёжно закреплять опору в твёрдом грунте.

Винтовая свая представляет собой полую металлическую трубу. В нижней части сваи, на конце в форме конуса, находятся лопасти бура, которые позволяют вкрутить сваю в грунт. Затем опорные столбы соединяются друг с другом с помощью ростверка или нижних рядов сруба.

Нагрузка от строения равномерно распределяется по всему свайному полю. Каждая свая поддерживает здание.

Нижняя лопасть наконечника не только облегчает вкручивание трубы в твёрдую почву, но и служит в качестве удерживающего анкера. Это позволяет при необходимости легко извлечь трубу из грунта и установить её на другой площадке. Важно следить за тем, чтобы металл не начал ржаветь, пока труба находится в земле.

Многие люди, которые планируют строить свой дом или баню, не знают, что винтовые сваи используются не только для создания фундаментов загородных домов и бань, но и для установки оснований таких конструкций, как:

шумозащитные экраны, заборы;
беседки, теплицы, малые архитектурные формы;
усиленные монолитные фундаменты (плита, лента);
оттяжки, анкеры, столбы ЛЭП;
временные строения, которые можно демонтировать, к примеру аттракционы, павильоны;
мосты, причалы, укрепление откосов;
рекламные конструкции.

При этом использование данной технологии заметно сокращает время строительных работ.

В санитарных нормах и правилах детально разъясняется, как выбрать винтовые сваи, учитывая особенности их эксплуатации в различных условиях.

Отличия свайно-винтового фундамента от забивного и монолитного

Особенность винтового фундамента в том, что для его установки не требуется строительная техника. Такие сваи можно закрутить своими руками, но для этого потребуется помощь нескольких человек.

Монтаж опорных конструкций — процесс, который имеет свои особенности. Например, при установке забивных свай можно услышать громкий стук и почувствовать вибрацию, которая передаётся по земле. Кроме того, разрушение грунта может нанести вред окружающей среде.

Из-за сильной вибрации могут пострадать здания, расположенные рядом со строительной площадкой. Поэтому при возведении строений, имеющих историческую и культурную ценность, используют винтовой фундамент.

Если вы выбираете винтовой фундамент, стоимость строительных работ будет относительно невысокой. В отличие от забивания металлических свай, которое требует значительных трудозатрат и времени, винтовые сваи можно установить самостоятельно.

Давайте рассмотрим отличия от монолитного ленточного фундамента. Для его заливки требуется много времени. Сначала необходимо провести подготовку и земляные работы. Кроме того, такое основание нуждается в гидроизоляции. В то же время винтовой фундамент можно установить без гидрозащиты.

Эти два типа фундаментов различаются тем, что для полного набора прочности монолитному основанию требуется некоторое время, обычно около месяца. В то же время винтовой фундамент можно использовать сразу после установки.

Если возникнет необходимость, свайно-винтовой фундамент можно укрепить, добавив дополнительные трубы и перераспределив нагрузку. Это позволит обеспечить оптимальную несущую способность и устойчивость фундамента.

Если вам нужно воплотить нестандартный дизайн или если здание будет находиться на краю обрыва, на склоне или на территории со сложным рельефом, специалисты рекомендуют использовать винтовой фундамент. Это связано с тем, что стоимость ленточного фундамента в таких случаях будет значительно выше из-за необходимости использования большого количества дополнительных строительных материалов.

11 основных плюсов винтового фундамента

Если вы решили построить винтовой фундамент своими руками, то вы должны знать о его преимуществах:

1. Прочность. Такой фундамент прослужит более 40 лет и останется в идеальном состоянии.
2. Бюджетность. Сваи вкручиваются в почву, поэтому не нужно проводить земляные работы и оборудовать котлован. Это позволяет сэкономить средства.
3. Быстрый монтаж. Если проходимость почвы оптимальная, то свайное поле для дома среднего размера можно сделать за 12 часов. После того как сваи будут вкручены, можно сразу приступать к обвязке и возведению стен.
4. Универсальность. Винтовой фундамент можно возводить как на идеально ровном участке, так и на гористой территории с уклоном. Он также подходит для монтажа в условиях вечной мерзлоты и в других случаях, когда невозможно оборудовать другие типы опор под здания.
5. Возможность монтажа в любое время года. Винтовой фундамент можно устанавливать как в жару, так и в сильные морозы. Это возможно благодаря тому, что наконечник трубы вкручивается на такую глубину, где температурный режим стабилен.
6. Устойчивость к пучению грунта. В отличие от других типов фундаментов, винтовой фундамент не боится пучения грунта, например, когда земля промерзает в зимнее время.
7. Быстрота монтажа. Не нужно ждать, пока основание застынет, как в случае с ленточным или монолитным фундаментом. Обвязку винтовых свай можно начинать сразу после их монтажа, что экономит время.
8. Устойчивость к влаге. Винтовой фундамент не боится влаги, которая поступает из почвы. Поэтому пол в доме всегда будет сухим и не будет гнить.
9. Возможность повторного использования. Если потребуется, сваи можно выкрутить из почвы и установить на другом участке. Этой возможности нет ни у одного другого типа фундамента.
10. Удобство проведения коммуникаций. Винтовой фундамент не мешает монтажу водопроводных труб и канализационной системы. Поэтому прокладывать инженерные сети можно как до монтажа свай, так и после.
11. Доступность для новичков. Оборудовать винтовой фундамент своими руками может даже новичок. Плитное или ленточное основание сделать самостоятельно будет сложнее.

Минусы винтового фундамента

Если вы планируете построить фундамент на винтовых сваях, важно учесть некоторые особенности и возможные недостатки такой конструкции. Перед покупкой свай рекомендуется ознакомиться с их минусами, чтобы сделать осознанный выбор.

Если грунт скалистый или каменистый, невозможно установить опоры.
Не рекомендуется устраивать такой фундамент, если ваш участок расположен рядом с железной дорогой для электропоездов, разрабатываемыми шахтами, карьерами, линиями электропередач или вышками сотовой связи.
В случае необходимости придётся дополнительно оборудовать подвальное помещение. Это связано с тем, что монтаж винтового фундамента не предусматривает наличие подвала и цоколя.
Не рекомендуется использовать такой тип фундамента, если здание будет иметь несколько этажей. Профессионалы советуют не делать винтовой фундамент, если дом будет двухэтажным или более, а также если здание будет построено из камня или кирпича.
Необходимо будет утеплить постройку. Преимуществом винтового фундамента является наличие воздушной прослойки между землёй и полом. Однако это пространство нужно будет дополнительно закрыть, что потребует дополнительных финансовых вложений.
Металлические сваи со временем могут покрыться ржавчиной. Это особенно актуально для опор, установленных в болотистой местности или на влажной почве. Чтобы избежать обрушения основания, рекомендуется приобретать сваи с толстыми стенками и специальным покрытием от коррозии. Однако такие сваи будут стоить дороже.
Невозможно установить фундамент рядом с уже построенным зданием, например, при необходимости оборудовать террасу вплотную к коттеджу. Проблема заключается в том, что невозможно вкрутить сваи ни вручную, ни с помощью специальной техники. Кроме того, установка свай рядом с ленточным или столбчатым фундаментом может привести к повреждению существующего фундамента и разрушению несущей опоры.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что преимуществ у винтовых фундаментов больше, чем недостатков. Важно, чтобы опора была изготовлена из высококачественной стали.

Свайные опоры необходимо проверить в отделе технического контроля (ОТК) с использованием рентгеновского или ультразвукового оборудования.

Чаще всего проблемы возникают при установке винтового фундамента из-за дефектов в купленном материале.

Виды и маркировка винтовых свай для фундамента

Прежде чем заказать винтовой фундамент «под ключ», стоит разобраться, какие виды свай существуют и как выбрать подходящие для вашего проекта. Выбор свайно-винтового фундамента (СВС) зависит от типа строения.

Сваи можно разделить на два основных типа в зависимости от метода производства несущих опор:

Сварные сваи
Конструкция состоит из сборных элементов: рабочего ствола, стального наконечника и спиральных витков, которые сварены между собой.

Сварная опора является бюджетным вариантом и может быть использована для строительства загородных коттеджей и хозяйственных построек. Однако в промышленном строительстве такие опоры применяются редко.

Это связано с тем, что со временем в местах сварного шва металл покрывается ржавчиной и разрушается. Такая конструкция не обладает достаточной прочностью и надежностью для строительства многоэтажных домов и промышленных объектов.

Иногда для усиления опоры внутрь рабочего ствола заливают бетон.

Сваи с литым наконечником
Опора представляет собой литую конструкцию, в которой наконечник спирально обвивает рабочий ствол. Благодаря отсутствию швов между этими элементами свая обладает высокой прочностью и устойчивостью к коррозии. Однако между наконечником и рабочим стволом есть сварное соединение. Однако его длина и направление усилия на опору подобраны таким образом, что наконечник никогда не оторвётся и конструкция не разрушится.

Специалисты на практике доказали, что такие сваи можно без проблем ввинчивать в твёрдый грунт, даже если на их пути встречаются корни деревьев. Наконечник сохраняет свою форму, даже если сталкивается с каменистым грунтом. Опоры с литым наконечником идеально подходят для строительства ответственных конструкций, которые должны выдерживать большие нагрузки. Однако стоимость таких свай довольно высока, поэтому они редко используются при строительстве коттеджей и дач.

В зависимости от конструкции опоры бывают следующих типов:

Узколопастные. Это многовитковой аналог шурупа. Наконечник выполнен из цельного металла и приварен к рабочей части.
Если установка свай происходит в условиях вечной мерзлоты, то используются опоры с зубьями по периметру нижнего конца. Заострённые наконечники подходят для каменистых почв, грунтов с осколками камней и плотных пород.
Широколопастные – лопасть литого наконечника с 1–1,5 заходом.
Многолопастные – множество лопастей по длине для эффективного опирания и компенсации вертикальных подвижек.

Многолопастные опоры идеально подходят для строительства трёхэтажных домов с мансардой. Если же вы планируете построить небольшую дачу, то можно выбрать однолопастные сваи с широким винтом или узкой спиралью наконечника — выбор зависит от особенностей грунта на вашем участке.

Как маркируются винтовые сваи:

СВС – сварной наконечник;
ВСЛ – литой наконечник;
СВК – конусная модификация (допустима маркировка СВС-К);
СВП – опора дополнена пикой (может быть обозначена как СВС-П);
ВАУ – анкерное устройство винтового типа со сборной конструкцией.

Если заказчик выдвигает особые требования, изготовители производят опоры переменного диаметра с усложненной конфигурацией:

серия Z – винтовой анкер для легких сооружений;
серия Т – пластина оголовка с монтажными отверстиями;
серия U – П-образный оголовок;
серя F – круглый фланец;
серия R – квадратный фланец.

Обычно используются сваи СВС и СВЛ диаметром от 5,7 до 32,5 сантиметра. Максимальный размер свай, которые производятся по специальным заказам, составляет 15,9 сантиметра.

Маркировка сваи содержит информацию о её типе, диаметре, толщине стенки и размере лопасти. Длина опоры указывается в конце маркировки.

У разных производителей могут быть свои особенности маркировки. Например, компания «Фундэкс» добавляет к общепринятому обозначению буквы Ф1 или Ф2, которые указывают на количество лопастей.

Правила выбора винтовых свай

Опытные специалисты рекомендуют не покупать сваи, изготовленные из шовной трубы, а перед покупкой внимательно осмотреть изделие.

Наилучший выбор — это опоры с литым наконечником, диаметр лопасти которых составляет 1,4 см у основания и 0,6 см у конуса. Также необходимо изучить документацию от производителя, чтобы узнать, изготовлена ли свая из новой трубы или из бывшей в употреблении, но заново окрашенной.

В сварных наконечниках может произойти ослабление металла рядом со швом или лопасть может быть срезана при вращении в каменистом грунте.

Даже если погружение происходит легко, есть вероятность отрыва лопасти во время эксплуатации. Это может привести к тому, что свая пройдёт на большую глубину, а её несущая способность утратится.

Использовать такую сваю для создания винтового фундамента коттеджа нельзя. Однако она может подойти для возведения бань, беседок, ограждений.

Чтобы определить необходимое количество свай, можно обратиться к таблицам СНиП и учесть характеристики грунта на участке. Например, несущая способность однолопастных винтовых свай диаметром 89 мм и длиной 300 см, а также диаметром 73 мм и длиной 250 см, погружённых на 200 см, будет следующей:

0,7–2,8 т или 0,5–2 т – влажная глинистая почва;
1,7–4,2 т или 1,2–3 т – сухая глинистая почва;
2,1–2,8 т или 1,5–2 т – суглинистый грунт;
2,8–3,5 т или 2–2,4 т – супесь;
7,7–8,4 т либо 5,4–5,8 т – песчаная почва;
8,5–9 т или 5,8–6,3 т – гравий.

Далее нужно вычислить общую нагрузку, которая включает в себя вес здания, нагрузку от снега, ветровую нагрузку, а также вес людей, мебели и предметов интерьера.

Чтобы определить необходимые параметры, нужно обратиться к таблицам СНиП. Сборную нагрузку следует разделить на характеристику сваи, чтобы узнать количество опор на участке.

Для обеспечения запаса прочности рекомендуется использовать характеристики свай, указанные производителем, но сниженные на 15%. Например, если продавец говорит, что свая выдерживает нагрузку 4 тонны, в расчётах следует использовать значение 3,4 тонны.

На последнем этапе нужно скорректировать количество опор с учётом шага установки.

сваи размещаются по углам, в местах соединения стен и перегородок;
если применяется ростверк из металла, важно учитывать, что швеллер провиснет под силой тяжести при длине 300 см, значит, следует сократить шаг до 2–2,5 м;
когда конструкция массивная, придется оборудовать отдельное свайное поле для элементов (печка, генератор, насос, котел, крылечко, внутренняя лестница).

Если вы планируете построить дом с террасой и пристройкой, то необходимо рассчитать и возвести два винтовых фундамента отдельно друг от друга. Это нужно, чтобы избежать жёсткой связи между фундаментами, так как они будут испытывать разные нагрузки. В противном случае может произойти неравномерная просадка фундамента.

4 этапа установки свайно-винтового фундамента

Монтаж основания будет производиться в несколько этапов. Сначала мы сделаем разметку территории, затем установим и выровняем сваи, зальём их бетоном и соединим свайный фундамент с помощью ростверка.

1. Размечаем участок.

Разметить свайно-винтовой фундамент (СВФ) довольно просто. Не нужно проводить работы с землёй. Главное — обозначить оси стен, перегородок и других конструкций и оборудования. Для этого можно использовать колышки, которые устанавливают немного дальше углов будущего дома. Затем между колышками натягивают шнур.

Можно сделать два колышка с горизонтальной перекладиной. Между ними нужно натянуть две нити, соответствующие внешним размерам опор. После этого мы подробно рассмотрим следующие шаги.

2. Вкручиваем и выравниваем опоры.

Неважно, какие лопасти и наконечники у свай, а также каковы особенности почвы, технология закручивания свай остаётся неизменной.

Подготавливаем направляющие приямки с помощью ручного или мотобура. Глубина скважин составляет не более 50–70 см, а диаметр немного меньше лопастей. Благодаря этому трубы будут устанавливаться точно и легко вкручиваться в почву.

Начинаем ввинчивать сваи. Для этого вставляем лом или трубу подходящего диаметра и длины с толстыми стенками в отверстия в сваях. Нам понадобится помощь ещё одного человека. Вдвоём, двигаясь по кругу, мы сможем вкрутить сваи в землю. В это время другой помощник должен следить за тем, чтобы сваи были установлены вертикально, используя строительный уровень.

Опору можно ввинтить самостоятельно или с помощью спецтехники.

Далее необходимо соединить сваи ростверком, который может быть выполнен из дерева, металла или бетона. Ростверк устанавливается на оголовках свай, то есть на выступающих над поверхностью грунта частях свай. Важно, чтобы все сваи были в одной плоскости.

Как выровнять сваи:

размечаем единый горизонтальный уровень на каждой опоре, сделать это можно с помощью водяного либо лазерного уровня;
обрезаем трубу с учетом разметки, используя болгарку.

3. Заливаем винтовые сваи бетоном.

Специалисты рекомендуют заливать бетонным раствором полости труб при монтаже данного вида фундамента. Это связано с тем, что на внутренних поверхностях труб может образовываться конденсат, даже если оголовки приварены герметично. Заполнение полостей бетоном позволит избежать этого эффекта, а также повысит пространственную жёсткость основания.

4. Обвязываем сваи ростверком.

Обычно ростверк устанавливают на высоте от 50 до 70 сантиметров над поверхностью земли. Для его создания используют металлические или деревянные балки. Также возможно создание обвязки путём заливки монолитной железобетонной ленты.

Как правильно выполнить обвязку свай в зависимости от выбранного материала?

Железобетон. Стоимость такого ростверка выше, чем у деревянных или металлических балок. Однако он отлично подходит для кирпичных домов. Технология работы с таким ростверком следующая: сначала собираем опалубку, затем монтируем армирующий каркас, соединяем его со сваями с помощью рифлёной арматуры и, наконец, заливаем бетоном.
Балки из древесины. Они применяются при строительстве каркасных коттеджей, домов из бруса или бревна. Сначала к основанию приваривают плоские оголовки, на которые можно закрепить брус. Затем балки соединяются друг с другом в полдерева и крепятся к оголовкам с помощью саморезов, болтов или гвоздей.
Балки из металла. Для обвязки обычно применяют швеллеры, которые приваривают к оголовкам.

Отзывы о винтовых фундаментах показывают, что их можно установить своими руками, без привлечения специалистов и тяжёлой техники.

Однако для этого необходимо правильно рассчитать глубину залегания плотных несущих слоёв грунта и определить шаг и количество свай. Если у вас нет опыта в строительстве, лучше обратиться к профессионалам.

Составляющие стоимости монтажа винтового фундамента

Стоимость строительства дома зависит от нескольких факторов:

Цена геологического исследования, а также услуги специалиста, разрабатывающего проект.
Цена стройматериалов, которые потребуются для фундамента.
Цена предварительных, а также земляных работ, которые проводятся во время подготовки строительного участка к обустройству основания дома.
Цена на работу по монтажу фундамента.

Не забудьте учесть расходы на аренду или покупку строительной техники, а также на доставку строительных материалов.

Однако если здание будет установлено на винтовом фундаменте, то схему подсчёта, описанную выше, необходимо скорректировать. Это связано с тем, что в таком случае не потребуется проводить предварительные и земляные работы. Всё, что нужно сделать, — вкрутить сваю в землю. Монтаж опоры можно будет выполнить без использования дорогостоящего оборудования и спецтехники.

Поэтому, чтобы рассчитать стоимость винтового фундамента, надо учитывать 3 составляющие:

Проведение геологического исследования, разработка проекта.
Покупка стройматериалов: свай, балок для ростверка, цокольных панелей.
Сборка фундамента.

Поскольку стоимость земляных работ составляет примерно четверть от общей суммы затрат на возведение фундамента, винтовое основание, которое не требует выполнения этих работ, будет на четверть дешевле других видов фундаментов.

Кроме того, инвестируя средства на начальном этапе в работу геологов и проектировщиков, вы сможете сократить расходы на закупку строительных материалов. Дело в том, что...

Глубина залегания подошвы, то есть размер сваи, определяется геологом. Проектировщик рассчитывает необходимое количество опор и их размеры для создания фундамента вашего дома. Если вы готовы оплатить работу этих специалистов, то сэкономите на покупке строительных материалов и сможете приобрести именно столько свай, сколько нужно для монтажа фундамента вашего коттеджа.

Некоторые владельцы участков считают, что винтовой фундамент не подходит для строительства загородного дома. Они думают, что такое основание можно использовать только для хозяйственных построек. Но это не так.

Если правильно смонтировать и обвязать ростверком сваи, они смогут без проблем выдержать двухэтажный коттедж. В тех местностях, где грунт промерзает на глубину 200 см, фундамент можно сделать только по такой технологии.

Кроме того, винтовой фундамент обойдётся в полтора раза дешевле ленточного и в два раза дешевле монолитного. Не забывайте об этом, чтобы сделать правильный выбор.

Читать дальше про плюсы и минусы комбинированных домов

Винтовой фундамент: плюсы и минусы, правила установки