Винтовой фундамент для одноэтажного дома

Винтовые сваи в международных стандартах и практических рекомендациях пользователей FORUMHOUSE

Выбираете энергоэффективные решения?

Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE

Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)

Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)

Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)

Винтовые сваи считаются универсальным видом фундамента, который делается за один день, подходит для любых грунтов, спокойно служит более ста лет (но это зависит от качества стали) и не наносит вред почвенному покрову участка. Строителям выгодно использовать винтовые сваи – на устройство фундамента уходит не пара месяцев, а пара дней, но чем это может обернуться для будущих владельцев дома? Особенно в российских условиях, когда нет ясности с официальными строительными нормативами и рекомендациями по применению винтовых свай в малоэтажном строительстве. Эта статья рассказывает о том, какие нормативы и рекомендации существуют в мировом строительном сообществе, и чем руководствуются при установке винтовых свай участники нашего портала.

Содержание

• Преимущества винтовых свай
• Ограничения для винтовых свай по Международным строительным нормам
• Какой грунт не подходит для винтовых свай
• Требования к элементам конструкции винтовой сваи

Преимущества винтовых свай

Почти 200 лет назад в США появилось первое строение на винтовых сваях. Это был маяк Стонингтон-Харбор в Коннектикуте: десятиметровая каменная башня, соединенная с каменным домом смотрителя. Этот маяк цел до сих пор.

Винтовые сваи разработал молодой ирландец Александр Митчел. На «винтовых сваях Митчела» строили маяки и причалы, железнодорожные мосты и путепроводы. Преимущества винтовых свай были очевидны:

• скорость (готова к использованию сразу же после установки);
• технологичность (понято, что вручную сваи для промышленного использования не ввинчиваются);
• невысокая стоимость (они всегда дешевле железобетонных фундаментов);
• независимость от климатических условий (их можно устанавливать хоть в мороз, хоть в жару от -35 до 35 градусов Цельсия).
• независимость от УГВ: не надо волноваться из-за набухающих грунтов и осушать площадку.

Посмотрите видео о том, как легко можно бурить сваи даже зимой:

Ограничения для винтовых свай по Международным строительным нормам

Но все вышесказанное касается только фундаментов из свай, сделанных промышленным способом и по всем параметрам соответствующих Международным строительным нормами ICC AC358 Helical Foundation Acceptance Criteria (Критерии приемлемости фундаментов на основе винтовых свай). И даже для таких свай введен целый ряд ограничений.

1. Винтовые сваи используются только для строений с классами сейсмостойкости от А до С, от «конструкции для сейсмобезопасных районов» до «конструкции для районов с умеренной сейсмической активностью».
2. Удельное электрическое сопротивление грунта должно быть при этом более 1000 Ом-см (это связано с высокой скоростью электрохимической коррозии стали);
3. РH грунта должен быть более 5,5.

1. Грунт не должен содержать большое количество органики;
2. Сульфация грунта должна быть менее 1000 ppm (иначе появляется угроза для незащищенного бетона железобетонных свай);
3. Грунт не должен содержать отвалы грунта, мусор и пр;
4. Грунт должен обеспечивать боковую поддержку свай. Рыхлые пылеватые пески, торф, мягкие осадочные породы тут неприемлемы.

Чтобы понять, с каким грунтом приходится иметь дело, обычно делают пробное вкручивание или бурение. Не лишним будет поговорить с соседями, которые уже поставили дом на винтовые сваи: все достоинства и недостатки они уже выявили эмпирическим путем.

Какой грунт не подходит для винтовых свай

Особенности грунта, для которого винтовые сваи будут нерациональными и даже опасными, сформулировал пользователь FORUMHOUSE c ником Игорь3.

Слабонесущий грунт – свая легко вкручивается на всю глубину или свободно вращается, не закручиваясь. Столкнувшись с этим явлением, обычно сваю наваривают до упора до прочного грунта, но:

Глубина до прочного грунта может быть боле 7 метров, что делает этот тип фундамента уже не рациональным.

Твердый грунт. Это довольно распространенное явление: грунт настолько жесткий, что металл не выдерживает, обычную винтовую сваю с лопастями просто не вкрутить.

Каменистый грунт. Даже небольшие камни на пути лопастей усложняют вкручивание или делают его невозможным.

Как и для всех видов заглубленных фундаментов, для фундамента из винтовых свай обязательна боковая поддержка грунтов. В п. 1810.2.1 Международного строительного кода IBC для винтовых свай, которые устанавливаются в текучих грунтах или воде и не связанных между собой в группы обязательно требование:

Требования к элементам конструкции винтовой сваи

Толщина металла стенок винтовой сваи зависит от двух параметров:

• нагрузки на нее;
• условий эксплуатации.

Под условиями эксплуатации в большей степени понимается, как будет истончаться металл из-за коррозии – именно от того зависит, прослужит свая 400 лет или проржавеет через 40 лет и дом рухнет.

Допустим, у вас на участке обычный суглинок (не солончак и не кислые почвы) и труба ГОСТ 10704-91 «трубы стальные электросварные прямошовные» с толщиной стенки 3,8мм (самый ходовой размер). Свая не покрашена, или покрашена дешевой, но не специальной краской. По моим наблюдениям, такая свая может прослужить около 50 лет. А если сталь защищена специальной краской, а лучше цинком, то срок нормальной эксплуатации сваи намного больше.

Требование использовать цинковые покрытия свай в грунтах с высокой коррозионной активностью предъявляет международный стандарт ICC AC358 Helical Foundation Acceptance Criteria. Ниже в таблицу мы собрали требования этого документа к конструкции винтовой сваи:

Параметр

Величина

20-35 см (или 8-14 дюймов)

Толщина стенки ствола в неагрессивных грунтах

Толщина стенки ствола в агрессивных грунтах

Толщина полимерного покрытия

Большинство свай российского производства этим параметрам не соответствует. Их делают из сварных труб (стойкость к коррозии бесшовных труб из горячего проката значительно выше, и именно из таких труб должен был делаться ствол сваи согласно советскому справочнику «Сваи и свайные фундаменты», выпущенному в 1977 году). Как уже говорилось, «самый ходовой размер» толщины стенки у нас 3,8 мм (но почти всегда до 4 мм). А покрытие от коррозии настолько тонкое, что не часто не переживает даже транспортировку.

Очень важно, чтобы на сваю было нанесено качественное, износостойкое покрытие. Можно проверить качество краски, царапнув ее рядом с просверленном отверстием в конце сваи. Качество сварки можно увидеть по шву: он должен быть сплошной, ровный, красивый, без соплей и раковин. И металл должен быть гладкий. Нужна уверенность, что перед вами – не покрашенная ржавая труба.

Если перевернуть сваю и постучать по ней, из нее не должна сыпаться ржавчина.

Популярное в нашей стране «обваривание» стальных винтовых свай связями из стальных швеллеров, двутавров и уголков ускоряет коррозию. В грунтах со слабой боковой поддержкой эта технология – суровая необходимость, без нее не обойтись. Но при этом может возникнуть гальваническая связь между сваями и другими стальными строительными элементами и арматурой железобетонных конструкций: это приводит к появлению блуждающих токов, ускоряющих коррозию. В пункте 3.9 ICC AC358 говорится о том, что той связи быть не должно. Также этот пункт запрещает совмещение в свайном фундаменте оцинкованных и неоцинкованных элементов.

В целом, если человек не знает степень коррозионной агрессивности грунта на своем участке, ему лучше не рисковать и использовать сваи со стволом:

• горячей оцинковки;
• толщиной стенок8-9,5 мм и более.

Выводы

На нашем портале часто можно часто встретить мнение, что винтовые сваи не подходят для ответственных строений.

Винтовые сваи — удел сараев и бытовок, ну ни в коем случае для дома!

Но в реальности на винтовых сваях надежно и долго стоят даже большие дома. Самое главное здесь – высокое качество свай и правильный расчет. Учитывать нужно и особенности грунта, и степень его коррозивной агрессивности. Фундамент – основа дома, и легкомысленность в этом вопросе недопустима.

Больше узнать про винтовые сваи и определиться с их допустимость в малоэтажном строительстве помогут темы на FORUMHOUSE «Фундамент на винтовых сваях – 6» и «20 мифов про винтовые сваи». Почитайте нашу статью – она доказывает, что существует всего три причины построить свайно-винотовой фундамент. Посмотрите наше видео про утепленный финский фундамент, который рассказывает нюансы монтажа, конструкционные особенности, отличия от подобных типов плитных фундаментов.

Источник

Делаем свайно-винтовой фундамент для частного дома

Винтовой фундамент — самый бюджетный вариант для частного дома. Он минимум на 20% дешевле, чем столбчатое или мелкозаглубленное ленточное основание, и на 50% — чем монолитная плита. У этого варианта есть множество преимуществ, но подходит он не для всех грунтов и строений. В статье мы разбираем основные этапы монтажа винтовых свай.

Как устроена винтовая свая

Фундамент, о котором мы говорим в этой статье, состоит из винтовых свай.

Как выглядит винтовой фундамент:

Каждая свая собрана из трёх элементов.

1. Полая стальная труба:

• стандартная длина свай для частных домов колеблется от 1,5 до 3 метров;
• снаружи труба покрыта составом, который защищает её от коррозии;
• в Леруа Мерлен представлены сваи диаметром от 56 до 108 см;
• трубы не остаётся полыми, внутрь заливают бетон марки М300.

2. Винтовая лопасть:

• винт нужен для трёх целей: он облегчает монтаж, служит опорой для сваи, передаёт грунту нагрузку от здания;
• диаметр винта варьируется от 20 до 30 см.

• крепится к верхней части трубы после того, как в неё заливают бетон;
• нужен для монтажа обвязки.

Из чего состоит винтовая свая:

Для каких зданий подходит свайно-винтовой фундамент

Винтовые сваи можно использовать для небольших коттеджей и домов, хозпостроек и террас.

Строители рекомендуют возводить на свайно-винтовом фундаменте четыре типа зданий:

1. каркасные;
2. деревянные
3. пено- и газобетонные;
4. из SIP-панелей.

Винтовой фундамент идеально подходит для проблемных грунтов, например, для торфяников, так как сваи заглубляются до твёрдых пород и надёжно в них фиксируются. Также этот вариант незаменим для участков, которые лежат на склонах и косогорах.

Преимущества и недостатки винтовых свай

У свайно-винтового фундамента множество плюсов, мы выбрали самые важные из них.

1. Невысокая цена.Точную цифру, насколько свайно-винтовой фундамент будет дешевле любого другого, без расчётов не скажет ни один строитель. Выгода зависит от нескольких факторов: веса и размера постройки, типа грунта, глубины заложения свай. Практика показывает: свайное основание обойдётся примерно на 20-40% бюджетнее, чем столбчатое или мелкозаглубленное ленточное. И минимум в два раза дешевле, чем плитное или заглубленное ленточное.
2. Быстрый и простой монтаж.Фундамент можно собрать за один-два дня. Все работы могут сделать трое человек. Кстати, свайно-винтовой фундамент можно монтировать не только в тёплую погоду, как остальные типы оснований, но и при небольшом морозе, при этом вам не понадобится организовывать обогрев.
3. Подходит для слабых грунтов и участков на склоне.Винтовой фундамент подходит для насыпных и болотистых грунтов, территорий с высоким уровнем подземных вод. Сваи можно установить даже на стройплощадке, части которой отличаются по высоте на пять-восемь метров.
4. Сухой пол.Сваи не будут тянуть из грунта воду, значит, влага не проникнет ни в пол, ни в стены.
5. Чистая стройплощадка.После заложения фундамента вам не придётся думать о том, как очистить участок от мусора и куда деть лишний грунт.
6. Моментальная готовность.Свайно-винтовой фундамент готов к нагрузкам сразу после монтажа. Для сравнения: плитное основание должно отстояться в течение 28 дней.
7. Простота изменения проекта.Если вы когда-нибудь решите пристроить к дому крытую веранду или ещё несколько комнат, фундамент можно будет нарастить без особого труда и затрат.
8. Несложный ремонт.Если какая-то свая лопнет, её достаточно легко будет заменить, даже если дом уже будет построен.

Главные минусы винтового фундамента — ограниченная область применения. Такое основание подходит не для всех строений и типов грунта.

1. Различная усадка.Каждая свая в грунте может дать немного разную усадку. Правильнее всего устанавливать на винтовой фундамент именно деревянные конструкции. Дерево — пластичный материал, стены выдержат неравномерное проседание дома. А вот строение из кирпича или бетона может пойти трещинами.
2. Не для всех типов грунтов.Установить свайно-винтовой фундамент на скале не получится: вы не сможете вкрутить опоры на необходимую глубину.
3. Сложности при установке фундамента вплотную к уже стоящим зданиям.В этом случае строительство обойдётся дороже, потому что придётся использовать спецтехнику.
4. Опасность коррозии.Конечно же, сваи покрывают полимерными соединениями, которые не дают металлу ржаветь. Но они не способны дать 100%-ю защиту. Имейте в виду: к сваям нельзя подключать контур заземления дома. Иначе при любой внештатной ситуации с электроприборами ток пойдёт через сваи и активирует процессы коррозии, особенно могут пострадать сварные швы.

Внимательно взвесьте все «за» и «против». Если для вашего типа грунта и вида строения подходит винтовой фундамент, это здорово. Вы сможете сэкономить время, деньги и силы. Само основание достаточно легко смонтировать, но помните, сверху к нему обязательно нужно добавить обвязку. О ней мы рассказываем ниже.

Для теплиц, террас и беседок подойдут сваи с диаметром 89 мм, их же можно использовать, чтобы пристроить к дому веранду. Каждая такая опора выдерживает нагрузку до четырёх-пяти тонн.

Для каркасных и деревянных домов, срубов из бруса подойдут сваи с сечением 108 мм. Такие опоры можно устанавливать даже на заболоченных и торфяных грунтах. Одна свая диаметром 108 мм может нести на себе до пяти-девяти тонн.

Минимальное количество свай рассчитывается так:
а) нужно установить по одной свае по всем внешним и внутренним углам фундамента;
б) также по одной — в точках пересечения внешних стен с несущими внутренними перегородками и на пересечении внутренних перегородок;
в) на прямых участках стен расстояние между сваями не должно превышать трёх метров, если стены длиннее трёх метров, нужно добавить дополнительные сваи, установить их через равные промежутки;
г) если в доме есть печь массой более 300 кг, нужно установить сваи под каждым углом конструкции, потом объединить опоры швеллером и положить на них металлический лист — получится основание для печи.

Пример. Схема расположения свай для деревянного дома 4×5 м:

Сваи нужно вкручивать на такую глубину, чтобы они закрепились в твёрдом грунте. Длину опор можно определить, если узнать, на какой глубине залегает твёрдый грунт, учесть уровень и характеристики грунтовых вод и то, как промерзает почва.

Перед строительством правильнее всего будет заказать инженерно-геологическое изыскание. Специалисты извлекут образцы грунта с разной глубины, проанализируют их в лаборатории и выдадут вам полную информацию.

Схема заглубления винтовой сваи:

Есть два способа установить винтовые сваи: с помощью специальной техники и вручную. Для небольших частных домов подойдёт второй вариант.

Подготовительный этап состоит из трёх шагов:

1. выбираем начальную точку;
2. размечаем, где будет установлена каждая свая;
3. выполняем разметку шпагатом.

Измерения нужно проводит с точностью до миллиметра — иначе возникнут проблемы с распределением нагрузок и устройством ростверка.

Первой ввинчиваем сваю, которая будет стоять на углу, который расположен выше остальных. Эту опору сразу же обрезаем, по этому уровню будем измерять остальные сваи. После первой ввинчиваем сваю, которая расположена по диагонали от неё. Дальше — остальные угловые столбы. Затем — те, что расположены по периметру, в самом конце — внутренние опоры.

Вот список инструментов, которые понадобятся вам для завинчивания свай:

• лопата;
• строительный уровень;
• вороток;
• небольшой лом или специальный прут;
• рычаг для завинчивания;
• болгарка для срезания верхней части опор.

Основное приспособления для закручивания опор — вороток. Его диаметр должен совпадать с сечением свай.

Вороток состоит из отрезка металлической трубы и ручек, сделанных из арматуры. В трубе сделаны круглые отверстия, в них вставляется металлический стержень, который фиксирует сваю в воротке. Ручки нужны для вращения всей конструкции.

Опоры не будут входить в грунт строго вертикально, их придётся постоянно выравнивать и возвращать в проектное положение. Так что удобнее всего монтировать свайный фундамент втроём. Двое вращают рычаг, третий — проверяет точность с помощью уровня.

Этапы вкручивания сваи:

1. выкапываем небольшую ямку глубиной 20-30 см — диаметр углубления должен быть не меньше диаметра лопасти сваи;

2. вставляем сваю в яму наконечником вниз;

3. надеваем на сваю вороток, закрепляем небольшим ломом или специальным прутом;

4. вращаем лом, чтобы свая начала вкручиваться в грунт — на этом этапе справится один человек;

5. как только свая закрепится в грунте, устанавливаем два рычага и начинаем закручивать опору вдвоём;

6. измеряем уровнем, насколько ровно входит свая, корректируем при необходимости — на этом этапе понадобится третий человек;

7. чем глубже будет входить свая, тем более длинный рычаг нужно будет вставлять в отверстия воротка — так вкручивать опору будет легче;

8. когда свая войдёт в пласт твёрдого грунта и закрепится в нём, остаток трубы на поверхности нужно будет обрезать болгаркой на нужную высоту от земли;

9. в конце сваю следует заполнить песчано-цементной смесью, надеть оголовок и приварить его.

Три полезных совета, которые пригодятся при монтаже свайно-винтового фундамента.

1. Если во время завинчивания сваи она вдруг встанет, уткнувшись в твёрдое препятствие или слой плотного грунта, нужно понять, на какую глубину опора уже вошла. Если окажется, что свая завинчена на метр или более, можно обрезать её сверху и оставить как есть. Внимание, этот приём не работает с угловыми опорами: на углах дома сваи должны войти на полную глубину, это самые важные участки.
2. Важно, чтобы до заливки бетоном внутрь трубы не попала вода. То есть вкручивать сваи в дождливую погоду нельзя. Если в трубе окажется влага, в мороз она сможет разорвать металл или ослабить бетонный раствор.
3. Не заполняйте трубу доверху бетонным раствором. Оставьте в верхней части 15-20 см пустого пространства и заполните его сухой цементно-песчаной смесью. Смесь впитает влагу из бетона и затвердеет. Этот приём поможет снизить риск того, что внутренние стенки трубы проржавеют.

Обвязка для винтового фундамента

Обвязка или ростверк — это конструкция, которая соединяет фундамент в единую систему. Если установить дом напрямую на сваи, без обвязки, на каждую трубу основания будет приходиться разная нагрузка, в итоге конструкцию поведёт. Благодаря ростверку фундамент становится невосприимчивым к сдвигам и пучению почвы, а также к выталкивающим нагрузкам.

Есть четыре типа обвязки винтового фундамента:

1. брусом (только для деревянных и щитовых конструкций);
2. швеллером;
3. двутавровой балкой;
4. монолитной железобетонной лентой.

Ростверк может быть

• высоким, приподнятым на 15 сантиметров над землёй, — этот вариант подходит для сильно пучинистых почв;
• повышенным (лежать на поверхности грунта);
• заглубленным (когда верхний контур обвязки находится на одном уровне с грунтом).

На практике чаще всего используют повышенный ростверк, его легче всего монтировать.

Металлическую обвязку приваривают к сваям, бетонную и деревянную закрепляют металлическими стержнями, для них в оголовке продуманы отверстия диаметром 1,5-2 см.

Виды обвязки для винтового фундамента:

Нюансы при монтаже ростверка

Нас интересует две задачи: ростверк из швеллера и диагональные связи. Как показывает практика, именно в этих ситуациях у наших клиентов возникают вопросы и они обращаются за помощью к специалистам.

Ростверк из швеллера

Сложность состоит в том, что стыки металлических балок нужно соединять точно под прямым углом.

Монтаж металлического швеллера проходит так:

1. выравниваем столбы свай по высоте;
2. обрабатываем металлопрокат антикоррозийной грунтовкой;
3. укладываем металлические балки на сваи так, чтобы каждое соединение балок оказались ровно посередине сваи;
4. обрезаем швеллер в местах угловых соединений под углом 90°;
5. привариваем балки к сваям, стыкуем отдельные элементы конструкции.

Швеллеры соединяем между собой под углом 90° и устанавливаем ровно посредине каждого столба:

Когда нужны диагональные связи

Если винтовые сваи расположены на разной высоте или выступают из грунта более, чем на 60 см, понадобится дополнительная диагональная обвязка. Также она нужна, если дом стоит на склоне. Диагональные связи придадут конструкции дополнительную жёсткость и помогут избежать вибрации внутри строения.

Дом стоит на косогоре, поэтому строители добавили диагональные связи:

Диагональные распоры обычно делают из металлического уголка или профильной трубы. Монтируют под оголовками, на уровне земли или на расстоянии 10-30 см от поверхности грунта. Сколько и каких связей нужно добавить, на каком расстоянии их крепить — эти цифры сложно просчитать самостоятельно, скорее всего, вам понадобится консультация мастера.

Если хотите, чтоб у дома был более эстетичный вид, стоит закрыть опоры. Есть два способа обшивки:

1. монтаж навесного цоколя;
2. возведение кирпичных стен вокруг фундамента.

Навесной цоколь гораздо проще смонтировать, чем кирпичный. Делаем деревянную или металлическую обрешётку, крепим её к сваям или к стенам дома, устанавливаем декоративные панели.

Преимущества декоративных панелей:

• быстрый и простой монтаж, можно справиться даже в одиночку;
• бюджетная цена;
• фундамент будет вентилироваться, значит, на сваях не станет скапливаться конденсат.

Для отделки цоколя можно использовать сайдинг, панели из пластика, профнастил и даже шифер.

Вот три основных правила монтажа навесного цоколя:

1. деревянные элементы нужно обработать антисептическими и противогрибковыми пропитками;
2. плиты декоративного материала нужно установить с небольшими зазорами, они нужны для циркуляции воздуха;
3. если нужна дренажная отмостка, её монтируют под углом 3-5° от здания, чтобы создать небольшой уклон.

Кирпичный цоколь хорош тем, что он обеспечивает надёжную защиту пространства под фундаментом. Если вам нужен небольшой подвал, его можно организовать в цоколе.

Два главных недостатка кирпичного цоколя: более высокая цена и более сложный процесс монтажа, чем у навесного варианта. Цоколь из кирпичной кладки можно собрать на ленте армированного бетона или на металлическом профиле. Внимание, первый вариант не подходит для пучинистых грунтов.

Выбирайте способ организации цоколя, исходя из сложности и стоимости работы. В любом случае, обшивка продлит срок службы винтовых свай, к тому же, в целом здание будет выглядеть более эстетично, так что сделать её стоит.

Винтовые сваи — надёжный вариант для лёгких частных домов и хозпостроек. Отличный выбор, если вы хотите получить фундамент в сжатые сроки и с небольшими затратами.

Приходите к нам в Леруа Мерлен. Поможем подобрать винтовые сваи и аксессуары к ним, а также все необходимые материалы и инструменты.

Вы решили своими руками построить дачный домик или хозблок. Будьте готовы: на возведение фундамента уйдёт до трети бюджета. Можно сэкономить, если сделать не ленточный или свайный, а столбчатый фундамент. На такое основание вы потратите не 30%, а 15-18% от стоимости здания

Источник