Винтовой фундамент. Поэтапное сооружение и расчет конструкции.

Свайно-винтовая технология строительства фундаментов появилась в отечественном индивидуальном строительстве не так давно. Однако разработана она была ещё в XIX веке в Великобритании и с тех пор широко применяется во всём мире в промышленном, военном и гражданском строительстве. Первым технологию возведения свайных фундаментов, предусматривающую не вбивание, а ввинчивание подпор, оснащённых заострёнными наконечниками с винтовой нарезкой, предложил архитектор Александр Митчелл ещё в 1838 г. На винтовых сваях стали строить маяки и другие технические сооружения. Крепкий и «цепкий» фундамент отлично справлялся со сложными грунтами. Ещё одним несомненным достоинством свайно-винтовых фундаментов стала возможность демонтажа и перемещения его в случае необходимости. Со временем такая технология распространилась по всей Европе и стала применяться не только в промышленном, но и в частном строительстве, и, наконец, добралась и до России.

Строительство свайно-винтового фундамента отличается, в первую очередь, тем, что не требует трудоёмких и затратных земляных работ, поскольку свая с нарезным острым наконечником сама «прокладывает» путь в грунте и погружается на расчётную глубину. Столбы свай можно вкручивать даже вручную, если нет автоматической установки. Свайно-винтовые фундаменты не требуют расчистки и выравнивания участка под фундамент, снятия мягкого слоя грунта и гидроизоляции фундамента. Если грамотно и технологически верно произвести расчёты для фундамента, то дом можно будет возводить даже на участке со сложным рельефом, не застрачивая силы и средства на его «исправление». Металлический свайный каркас отлично выдерживает боковые нагрузки и устойчив к нестабильности верхних слоёв почвы.

Конструкция винтовых свай

Винтовая свая – это полая (а иногда и цельная) стальная труба с острым наконечником, на который нанесена резьба. Диаметр сваи варьируется от 10 до 33 см, длина – от 25 до 250 м, а стандартная толщина стенок – от 8 до 12 мм. В наземной части сваи имеется «шляпка» круглой, прямоугольной или U-образной формы. Она нужна для крепления ростверка – каркаса для «коробки» строения. Если планируется возводить дом из дерева, то потребуется брусчатая перемычка, а если дом будет кирпичный или блочный, то перемычка должна быть металлической.

Внешняя и внутренняя поверхности трубы должны быть защищены антикоррозийным покрытием – таким, которым покрывают днища кораблей. Время службы сваи главным образом зависит именно от толщины слоя антикоррозийного покрытия (при этом расчётный срок эксплуатации свай от ведущих производителей – 50 лет).

Сваи для винтового фундамента могут иметь лопасти, резьбу на наконечнике сваи (стандартную) или комбинированную резьбу на различных частях трубы. Сваи, оснащённые лопастями, более дороги, но именно за счёт своих лопастей они уплотняют грунт намного эффективнее, чем обычные винтовые сваи. Сегодня нет единого стандартизированного ассортимента свай – каждый из ведущих производителей выпускает собственный модельный ряд и собственно свай, и расходных материалов (фиксаторов, переходников и «шляпок»).

Высоким качеством и прочностью отличаются сваи, производящиеся немецкой фирмой Krinner. Они изготавливаются из сверхпрочного стального сплава и покрываются долговечным антикоррозийным покрытием. Такие сваи оснащаются особыми винтами, напоминающими большие саморезы. За счёт этого часть сваи с резьбой легко погружается даже в плотный грунт, а гладкость поверхности снижает воздействие «движения» неустойчивой почвы. Но главная причина популярности свай от Krimmer – точная стыковка монтажных элементов и, соответственно, лёгкость монтажа свай.


Виды свайного фундамента

Современные свайные фундаменты состоят из отдельных свай, которые сверху соединяются либо бетонной балкой, либо плитой-перемычкой – ростверком. Основание сваи может быть стальным, бетонным, железобетонным, деревянным или винтовым. Главным преимуществом такого фундамента является то, что сваи можно ввинтить в грунт практически на любую глубину. А сам фундамент может быть свайно-ростверковым, свайно-летночным или свайно-винтовым.

Свайно-винтовой фундамент

Фундамент на винтовых сваях – оптимальный вариант для северных территорий, где уровень промерзания грунта не позволяет проводить земляные работы. Монтаж такого фундамента не зависит от погоды – осадков и температуры воздуха. Дома на таких фундаментах можно строить и в болотистой местности. Озёрные домики, расположенные прямо в воде, тоже основаны на свайно-винтовых фундаментах. Единственный тип грунты, на котором такой фундамент построить нельзя, – это скальные отложения, которые, по большому счёту, сами по себе являются прекрасной основой для строения.

Свайно-винтовые фундаменты удостаиваются только положительных отзывов и от специалистов-строителей, и от тех, кто, не являясь профессионалом, возводил самостоятельно свой личный дом или баню. Одним из несомненных преимуществ такого типа фундамента является возможность быстрого и самостоятельного возведения. Такой фундамент идеально подходит для постройки бани, гаража или веранды, причём работы по его закладке можно выполнять в любой сезон, даже зимой.

Свайно-ростверковый фундамент

Особую устойчивость свайно-винтовому фундаменту придаст ростверк – перемычка, жёстко соединяющая наземные части свай, которые образуют «подставку» под строение. Точки, в которых сваи соединяются с ростверком, называются узлами фундамента. В настоящее время существуют два вида ростверковых фундаментов – фундаменты с монолитным ростверком, заливаемым на стройплощадке с помощью съёмной опалубки, и фундаменты со сборной перемычкой, в которых в качестве ростверка используются готовые железобетонные или деревянные перемычки, скрепляемые между собой на верху свай. Также есть промежуточный вариант – так называемые сборно-монолитные ростверки. Для строительства частных домов малой этажности наиболее надёжным будет фундамент с монолитным ростверком.

Ростверк, объединяющий сваи, помогает  равномерному распределению  нагрузку на них. С этой точки зрения ростверки делятся на высокие и низкие. Низкие ростверки располагаются на поверхности грунта, частично передавая на неё вертикальное давление. Соответственно, высокие ростверки располагаются на верху свай и распределяют давление на сами сваи.

Свайно-ленточный фундамент

Сегодня широкую популярность приобрели свайно-летночные фундаменты, представляющие собой комбинацию подземных свай, «стоящих» на малозаглублённой основе ленточного фундамента. Сваи позволяют ленточному фундаменту избежать осадки и «ведения», если грунт насыщен водой. Таким же образом порой совмещают сваи и плитную основу – сваи-«рёбра» устанавливаются под неё.

Технология и особенности возведения

Если грунт на участке строительства «слабый», неустойчивый, то предпочтительнее возводить здание не на ленточном, а на винтовой фундаменте. Во-первых, ввинтить сваи в насыщенный водой грунт легче, во-вторых, они обеспечат большую надёжность. Очень важно перед началом строительных работ выполнить  анализ почвы на участке, чтобы определить, на какую глубину надо будет ввинчивать сваи. Техника для установки фундамента выбирается исходя из типа свай, от которого зависит технология – ввинчивание, вибропогружение, вдавливание или забивка свай.

Расположение свай зависит от вида и величины нагрузки, которой будет подвергаться фундамент, и может быть следующим:

  • рядами под несущие (а также внутренние) стены;
  • «кустами» там, где будут колонны;
  • по одной свае для отдельных опор, если здание займёт небольшую площадь.

Если винтовой фундамент будет подвергаться высоким горизонтальным нагрузкам, то сваи должны быть наклонными. Осадка свайного фундамента незначительна – не более 3-х см, но несмотря на это, расчёт параметров фундамента с учётом прочности материала ростверков и свай, несущей способности грунта и основания самого фундамента, должен быть грамотным и точным. В основе расчёт должна лежать нагрузка будущего здания на фундамент (при этом надо учитывать дополнительные 20% на крановые нагрузки и нагрузки из-за ветра). Очень важно определить несущую способность свай, т.е. величину допустимой нагрузки. И, разумеется, необходимо принимать во внимание особенности климата.

Расчет свайного фундамента

Расчёты для свайно-винтового фундамента должны учитывать:
  1. тип и свойства почвы;
  2. сезонные нагрузки (ливневые дожди, обильные снегопады и т.д.);
  3. глубину залегания грунтовых вод;
  4. уровень промерзания почвы;
  5. динамические и ветровые нагрузки;
  6. сезонные колебания уровня грунтовых вод;
  7. планируемый вес постройки;
  8. 20 – 25 см на «подрезку» свай при выравнивании.

Сваи устанавливают только в твёрдый слой почвы, который расположен ниже, чем  уровень промерзания грунта, – это поможет обезопасить фундамент от воздействия пучения почвы. Глубина залегания стабильного пласта почвы определяется в ходе изыскательских работ на строительном участке. Для проведения расчётов лучше прибегнуть к помощи специалиста, который также поможет определить и количество столбов, и характеристики свай. Как правило, крупные строительные фирмы предоставляют такие услуги бесплатно.

Количество свай зависит от габаритов возводимого здания. Сваи должны равномерно распределяться под основанием здания с шагом от 1.5 до 3 м, при этом обязательно подпирая углы здания и узлы внутренних стен. Высота надземной части свай зависит от высоты цоколя здания (как правило, около 50 см). Щель же может оставаться открытой или закрываться декоративным цоколем с отдухами.

Подробное строительство по этапам

Свайные фундаменты в настоящее время позволяют строить дома и бани в районах с высоким уровнем грунтовых вод и сложными геологическими условиями. Свайно-винтовые фундаменты также отлично подходят для строительства на склонах, в котлованах, в холодное время года, а также на месте старых фундаментов.

I этап. Разметка участка

По всему периметру рабочей зоны нужно очень точно определить местоположение всех свай и закрепить на местности точки с помощью колышков.

II этап. Завинчивание опор

Чаще всего сваи завинчивают вручную с помощью специального инструмента – штанги. Каждые несколько оборотов нужно обязательно поверять уровнем, чтобы избежать «кривого хода» сваи.

III этап. Выравнивание свай

После того, как все сваи будут ввинчены, их необходимо выровнять. Для этого целесообразнее всего применять ротационный лазерный нивелир. Сваи, оказавшиеся длиннее, чем нужно, можно подрезать обычной «болгаркой».

IV этап. Заливка бетона в полости свай

Для приготовления раствора, как правило, используется цемент М300 – он обладает антикоррозийными свойствами, что помогает продлить срок службы свай. Бетонный раствор на основе этого цемента заливают в полости свай и оставляют до застывания.

V этап. Монтаж ростверка

После того, как бетон застынет, к сваям внутренним кольцевым швом надо приварить металлический каркас*. Затем ростверк окрашивают защитной антикоррозийной краской (как правило, в два слоя). На этом возведение фундамента заканчивается

По материалам сайта: http://banyaexpert.ru