Винтовые сваи: характеристики, достоинства и недостатки

Такой тип фундамента, как свайно-винтовой, сегодня пользуется большим спросом. Он относится к основаниям глубокого заложения. Такая конструкция не является бюджетным вариантом. По этой причине его стоит использовать только при условии, когда ведется строительство высоток или промышленных объектов. Какие причины способствовали получению такой высокой популярности этого типа фундамента? Чтобы в это разобраться, необходимо понять главные достоинства и недостатки конструкции.

Подробный обзор

Виды фундамента

Одной из важных, хотя и невидимых со стороны, частей дома является фундамент. От того, насколько правильно будет выполнен монтаж данного участка строительства, зависит долговечность и качество постройки.

В зависимости от технологии установки и области применения фундаменты можно классифицировать следующим образом:

  1. Ленточный фундамент используется в основном в малоэтажном строительстве. Он подразделяется на сборный, состоящий из блоков, и монолитный – в виде опалубки, в которую заливается бетон
  2. Монолитный фундамент, очень прочный, применяют в местах, где существует опасность проседания грунта. Представляет собой монолитную железобетонную плиту.
  3. Столбчатый фундамент закладывают при строительстве одноэтажных домов. Выполняется в виде столбиков, которые затем соединяются балочной обвязкой.
  4. Свайный фундамент в последнее время получает все большее распространение благодаря надежности, универсальности и доступности монтажа своими руками.

Свайный фундамент возможно установить практически в любой местности и на любом грунте

Недостатки

  • Материал для изготовления винтовых свай — сталь и чугун. Даже при использовании устойчивых к коррозии легированных сплавов и защитной обработке во влажной среде почвы срок службы такого основания редко превышает 150 лет.
  • Невозможность обустройства подвального помещения или цокольного этажа.
  • Многие считают, что недостатки этой разновидности — возможное проседание смонтированной конструкции. Это возможно лишь исключительно при неправильно расчете или несоблюдении технологии монтажа и нельзя отнести к минусам конструкции.

Отрицательные стороны

Для винтовой опоры характерно наличие металлической основы, следовательно, подобная конструкция подвергается коррозии. Этот недостаток негативно влияет на долговечность фундамента. Увеличить срок эксплуатации можно при помощи пескоструйной и антикоррозийной обработки.

Повлиять на качество покрытия может тот факт, что винтовая свая при помощи шнека начнет вспарывать всю толщу почвы. Но покрытие от этого полностью не пострадает, оно даже не полностью сотрется. Для лучшей гарантии долговечности стоит применять качественный металл. Для ствола опоры стоит применять новую сталь, цельную, чтобы на ее поверхности не было ствола.

О том какие размеры винтовых свай и их нагрузка можно узнать из данной статьи.

Расположение лопастей может быть перпендикулярным поверхности ствола. Различают сваи цельнолитые или с приваренными лопастями шнека. Для литых изделий характерна большая прочность. Когда лопасть прикреплена методом сварки, то он должен гарантировать надежность и качество.

Как установить фундамент из буронабивных свай с ростверком можно прочесть в данной статье.

Самым уязвимым местом остается шнек. Причина в том, что этот элемент очень тонкий. Кроме этого, несущая функция напрямую зависит от диаметра. Применяют свайный фундамент при возведении небольших конструкций – бань, домов. Таким образом, удается добиться не слишком большой нагрузки. Кроме этого, коррозия она поражает металл не за день, для этого требуются месяца и даже года.

О том какова марка бетона для ленточного фундамента частного дома необходимо применить можно узнать из данной статьи.

Интенсивность окисления металла зависит от того, какие компоненты входят в состав грунта, а также от глубинны грунтовых вод. Если задействовать высококачественный металл, то на него будут оказывать свое негативное влияние приводные факторы, то шнек истончится через 30 лет. Но даже по прошествии этого времени свайный фундамент по-прежнему будет выполнить свои непосредственные обязанности, не допуская усадку.

О том какой какой бетон нужен для фундамента двухэтажного дома можно прочесть в статье.

Отрицательные стороны

На видео – минусы винтовых свай:

О том как использовать мелкозаглубленный фундамент для дома из газобетона можно узнать из данной статьи.

При установке винтовых свай не требуется много времени и сил, но это только при условии, что монтажные работы ведутся на каменистых грунтах и твердых породах. Процесс установки не может осуществляться в скалистой местности, на почве, которая содержит крупные камни в большом количестве, на почке с прослойками известняка.

О том какие размеры красного кирпича необходимо использовать под фундамент можно прочесть в данной статье.

Очень часто проблемы возникают при ситуации, когда установка опор выполняется не вертикально. Но справиться с таким дефектом можно, если воспользоваться помощью профессионалов, которые тщательно знают технологию монтажа свайных опор и оснований. Но имеется проблема, решить доктору невозможно – отсутствие подвального помещения. При использовании свайного фундамента невозможно обустроить подвал. Единственным решением в этом случае станет использование подпола. Однако гарантировать тепло в этом пространстве будет сложно. Кроме этого, применять подобное посещение неудобно. Единственное, для чего он может пригодиться – это хранение инвентаря.

О том какая марка бетона нужна для фундамента описано в статье.

Конечно, минусов винтовых фундаментов значительно меньше, чем достоинств. По этой причине применять свайно-винтовую конструкцию. На практике вполне возможно, если вы предусматриваете сделать все работы быстро и экономически выгодно.

Читайте также:  Изготовление фундамента для пристройки к дому

На видео рассказывается о плюсах и минусах домов на винтовых сваях:

Недостатки фундамента на винтовых сваях

Применение винтовых свай имеет целый ряд ограничений, о которых многие производители, к сожалению, стараются умалчивать. В условиях, когда компании, занимающиеся монтажом фундаментов, легко идут на нарушение технологических норм, вам, как заказчику, нужно иметь хотя бы общее представление о том, в каких случаях использовать винтовые сваи нежелательно или вовсе недопустимо.

Невозможность применения в районах с сейсмической активностью

Возведение строений на фундаментах из винтовых свай допускается только в районах с отсутствующей или, в пределе, с умеренной сейсмической активностью.

Невозможность использования в грунтах вызывающих быструю коррозию металла

Стальные винтовые сваи не следует использовать в грунтах с электрическим сопротивлением меньше 10 Ом*м, в грунтах с pH менее 5.5, а также в грунтах с высоким содержанием органических соединений. Причиной данных ограничений является высокая скорость электрохимической коррозии стали при данных условиях. Ответственный застройщик, которому небезразличен вопрос долговечности возводимого им сооружения, перед принятием решения об использовании стальных винтовых свай просто обязан определить все необходимые характеристики грунта на данной стройплощадке. При отсутствии возможности определить агрессивность грунта следует придерживаться требований, принятых для свай, устанавливаемых в грунтах с очень высокой коррозионной активностью.

Не допускается заглубление винтовых свай в каменистый грунт

К этой же категории грунтов можно отнести отвалы шлака и полигоны для строительного мусора. Любые твердые включения способны повредить лопасти или даже ствол винтовой сваи во время ее установки.

Рекомендуется избегать использования винтовых свай на грунтах, не обеспечивающих достаточной боковой поддержки

К таковым относятся, например, торф, рыхлые пылеватые пески и т.п. Если потребность установки подобных свай в текучем грунте все же существует, необходимо либо надежно связывать их между собой, либо существенно заглублять. В соответствии с требованиями стандарта ICC AC358 винтовая свая в плотных грунтах должна заглубляться как минимум на 1.5 м, в мягких же – как минимум на 3 м.

Приведем пример: установка винтовой сваи длиной 2,5 м на участке, где на глубине 2 м залегает торфяной пласт, недопустима, так как в данном случае свая будет лишена необходимой боковой поддержки грунта.

Плюсы и минусы фундамента на винтовых сваях

Самым ответственным этапом строительства нового здания является правильный выбор и качественное устройство основания. Именно от качества фундамента зависит долговечность и надежность строения.

В настоящее время разработано огромное количество возможных вариантов устройства фундаментов применительно к различным условиям местности, геодезическим параметрам и пожеланиям застройщика, каждый из которых имеет свои плюсы.

Что такое свайно-винтовой фундамент?

Для полноты картины, необходимо уяснить, что же представляет собой свайно-винтовая опорная система, какими минусами она обладает. Прежде всего, это набор ввинченных в грунт металлических свай, связанных между собой ростверком.

Основным опорным элементом конструкции является винтовая свая – металлическая труба со специальным винтовым наконечником. В зависимости от расчетной нагрузки и рельефа длина и диаметр свай могут существенно различаться.

Нагрузочная способность винтовой сваи зависит от толщины стенки трубы и может составлять от 4 до 8т на одну сваю, что при правильном выборе схемы расположения позволяет выдерживать значительные нагрузки, однако возведение на таком фундаменте тяжелых особняков все же не рекомендуется.

Для предотвращения коррозионного разрушения снаружи сваи обрабатываются специальными составами, а после вкручивания в грунт и выравнивания внутренняя полость трубы заполняется цементным раствором.

Помимо всего прочего, следует особо отметить тот факт, что стоимость фундамента на сваях значительно ниже стоимости любого другого основания, а возможность использовать свайно-винтовой фундамент в сложных условиях рельефа, обеспечивают этому виду фундамента широкую популярность среди частных застройщиков.

Плюсы свайно-винтового фундамента

  1. Относительно низкая стоимость материалов и возможность устройства своими силами позволяет считать такой фундамент практически идеальным для возведения каркасных зданий и является безусловным плюсом данной конструкции.
  2. Простота монтажа позволяет избежать использования спецтехники, что также существенно снижает затраты на возведение конструкции.
  3. Возможность оперативного выполнения работ, позволяющая смонтировать свайное основание в течение 1–2 дней. Кроме этого, осуществление дальнейших работ возможно сразу по окончании вкручивания свай.
  4. Условия рельефа практически не влияют на устройство свайно-винтового фундамента. Смонтировать такой вид основания можно на любом косогоре или пересеченной оврагом местности.
  5. Технологические требования позволяют проводить монтаж в любое время года в зависимости от желания застройщика. Важным технологическим требованием к монтажу является вкручивание свай на глубину, превышающую уровень промерзания грунта.
  6. Конструкция фундамента предусматривает наличие свободного пространства между грунтом и полом будущего дома. В зависимости от величины зазора, это пространство можно использовать как для обустройства хозяйственных отсеков, так и для утепления пола, впрочем, наличие воздуха между полом и грунтом уже само по себе является неплохим утеплителем, не требующим дополнительных затрат.
  7. Предусмотрена возможность относительно простой коррекции высоты свай в случае внесения конструктивных изменений в проект здания. Имеется возможность наращивания высоты сваи, так и уменьшение ее длины простой обрезкой.
  8. Поскольку основание дома не контактирует с грунтом, здание на свайно-винтовом фундаменте не нуждается в дополнительной гидроизоляции. Показатели сырости в доме с таким фундаментом заметно снижаются.

Несмотря на длинный перечень достоинств, свайно-винтовой фундамент, как и любой другой, имеет и некоторые недостатки:

  1. Область использования свайно-винтовых фундаментов сильно ограничивается массой возводимого сооружения и это, безусловно, относится к минусам данной конструкции. Так, например использование такого фундамента вполне приемлемо для постройки каркасного или деревянного дома, но не желательно для тяжелого бетонного или кирпичного строения.
  2. В силу особенностей почвы, использование такого основания в некоторых горных районах практически невозможно. Это связано с присутствием в грунте большого количества твердых горных пород, препятствующих правильному вкручиванию свай.
  3. Невозможность использовать фундамент в качестве стен подвального помещения.
  4. Еще одним возможным минусом можно считать некачественный материал свай, но этот недостаток не является объективным, однако при устройстве фундамента на винтовых сваях качество опор имеет особое значение.
Читайте также:  Как класть первый венец бруса на фундамент

Как следует из вышеизложенного, свайно-винтовой фундамент, преимущества и недостатки которого были рассмотрены, является практически оптимальным вариантом для постройки легкого или каркасного здания. Крайне важным обстоятельством является неприхотливость такого фундамента к рельефу, а также относительно низкая стоимость и возможность самостоятельного монтажа.

Итоговые моменты

Свайно-ростверковый фундамент представляется как уникальное совмещение характеристик и свойств ленточного и свайного основания. Может использоваться при возведении небольших зданий и инженерных сооружений. Равномерно распределяет нагрузку от стен строения между всеми элементами основания, предотвращая осадку и появление трещин в стенах. Ростверк отличается надежностью и качеством от свайного основания и более технологичен, чем обыкновенный ленточный фундамент. Своими силами одолеть такую стройку можно, но в любом случае, для выполнения расчетов по фундаменту, придется пригласить специалиста.

Нюансы с подвалом

Когда на СВФ создаются лёгкие дома, там допустимы малогабаритные подвалы. И то это возможно, если:

  1. Яма для подвала – это бетонированный короб, а его стенки и днище достигают в толщину 7-10 см. Верх этого короба – лёгкий, дощатый и закрытый. Вместо досок приемлемы металлические листы. Такие меры исключат появление вихря в подвале, когда продувается подпол.
  2. Наружная стенка этого бункера отдалена хотя бы на 170 см от любой сваи.
  3. Лаз в это помещение не должен образовывать механических контактов между таким коробом и домом. Здесь можно сделать мягкие прослойки, например, сгодится рукав из мешковины.

Таким образом, СВФ вроде, как проще, так и экономичнее прочих фундаментов. Здесь важно, где он создаётся, и какие постройки на нём возводятся. Также имеет значение то, намерен ли хозяин устраивать цоколь, подвал и какими он их желает создавать.

СВФ – оптимальный вариант при создании небольшой бани, причала, эллинга, беседки (особенно над водоёмом), жилого домика со скромным эксплуатационным сроком.

Вопрос пригодности СВФ для болотистой местности условен. Здесь выстроить жилой домик можно. Но кто захочет жить в таком гиблом месте. Возможно здесь строительство какого-нибудь сооружения наподобие причала. Но опять же насколько оно целесообразно.

В совокупности СВФ не является строительным гениальным изобретением. Однако во многих ситуациях – он просто незаменимый помощник.

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.

Разновидности и их специфика

Только обычный человек может подумать, что винтовые сваи есть в одном виде в продаже. А вот профессионалам известно о существовании множества разновидностей этого строительного материала. И применяются они в определенных случаях.

По области применения

Разновидности и их специфика

Для сооружения фундамента сваи можно располагать разными способами. Соответственно этому различают несколько видов строительного материала:

  1. Размещение ленточным способом.
  2. Одиночным.
  3. Кустовым.

Диаметр, толщина и марка металла

Для того чтобы строение прослужило максимально долго, следует выбирать правильно строительный материал. Есть международные стандарты, в которых указано, что для возведения долгосрочного здания используются сваи, изготовленные из цельнопрокатного металла. При этом толщина стенки не должна снижаться отметки 8 мм.

Разновидности и их специфика

Размер металла на лопастях также имеет значение. Если материал слишком тонкий, в процессе ввинчивания элемент способен повредится частично или обломится полностью. Это приведет к косому входу сваи в грунт, а значит отклонения от нужной оси.

Читайте также:  Облицовка цоколя дома своими руками

Количество лопастей

Как упоминалось чуть выше сваи могут быть одно и многолопостные. Каждый из этих видов используются на разных грунтах в разных условиях. Часто случается так, что на одном участке применяют сразу 2 варианта. И так:

  1. Однолопасные – подходят, если грунт плотный и малоподвижный.
  2. Многолопастные – количество лопастей варьирует от 2 до 6. Используют в том случае, когда грунт слабый и плохо удерживает элементы.
Разновидности и их специфика

Виды наконечников

Производители предлагают два варианта, которые отличаются способом создания наконечника. Первый – литой, второй – сварной. Оба варианта имеет свои особенности.

Литой

Изготавливается цельнопрокатным способом. Потому стоит немного дороже и способен прослужить дольше. Все связано с более высоким уровнем коррозионной устойчивости. Но при покупке таких вариантов следует обязательно проверить сертификаты качества, есть большая вероятность попасть на подделку.

Разновидности и их специфика

Сварной

В этом случае используют стальную трубу, с одной стороны, вставляют литой наконечник с лопастями и приваривают. Стоимость такой сваи немного ниже. Если выбраны качественные исходные материалы, то и такой вариант способен прослужить долго и надежно. Но малейшее нарушение технологии производства приведет к снижению коррозионной устойчивости.

Тип антикоррозионного покрытия

Для того чтобы продлить срок службы свай в любом грунте, производители наносят на сталь защитное покрытие. И использовать могут один из двух разрешенных вариантов:

Разновидности и их специфика
  • оцинковка;
  • полимерное покрытие в виде полиуретана, эпоксидной смолы или других синтетических веществ.

Согласно международным требованиям, толщина антикоррозионного слоя не может быть меньше 400 мкм. Такие данные производитель обязательно указывает в сертификате качества.

Ремонт с ними

Ремонт с винтовыми сваями

Среди наиболее важных достоинств винтовых свай является их ремонтопригодность и заменимость. Но чаще всего речь идёт о проблемах со свайным фундаментом. А что, если они возникли у уже давно существующего фундамента другого типа?

Также возможна замена фундамента на винтовые сваи. Чаще всего результатом проблем является проседание дома. Это значит, что старый фундамент уже держит нагрузку неравномерно. Реконструкция фундамента винтовыми сваями даёт возможность исправить это.

Ремонт с ними

Благодаря конструкции свай их установка не требует масштабных строительных работ. Все они проводятся под землёй. Отличия бывают в том, ввинчивается ли свая просто так или монтируется полноценное свайное поле. Последний вариант рекомендуется, если проблемы носят слишком серьёзный характер. Сваи могут ввинчиваться не только под периметр дома непосредственно, но и на минимально возможное расстояние от стен.

Наиболее простым и распространённым является ремонт с помощью винтовых свай дачного или другого лёгкого деревянного дома, не имеющего капитального фундамента изначально.

Общие сведения по результатам расчетов

    • Общая длина ростверка

– Периметр фундамента, с учетом длины внутренних перегородок.

    • Площадь подошвы ростверка

– Соответствует размерам необходимой гидроизоляции.

    • Площадь внешней боковой поверхности ростверка

– Соответствует площади необходимого утеплителя для внешней стороны фундамента.

    • Общий Объем бетона для ростверка и столбов

– Объем бетона, необходимого для заливки всего фундамента с заданными параметрами. Так как объем заказанного бетона может незначительно отличаться от фактического, а так же вследствие уплотнения при заливке, заказывать необходимо с 10% запасом.

    • Вес бетона

– Указан примерный вес бетона по средней плотности.

    • Нагрузка на почву от фундамента в местах основания столбов

– Нагрузка на почву от веса фундамента в местах основания столбов/свай.

    • Минимальный диаметр продольных стержней арматуры

– Минимальный диаметр по СНиП, с учетом относительного содержания арматуры от площади сечения ленты.

    • Минимальное кол-во рядов арматуры ростверка в верхнем и нижнем поясах

– Минимальное количество рядов продольных стержней в каждом поясе, для предотвращения деформации ленты под действием сил сжатия и растяжения.

    • Минимальный диаметр поперечных стержней арматуры (хомутов)

– Минимальный диаметр поперечных и вертикальных стержней арматуры (хомутов) по СНиП.

    • Минимальное кол-во вертикальных стержней арматуры для столбов

– Количество вертикальных стержней арматуры на каждый столб/сваю.

    • Минимальный диаметр арматуры столбов

– Минимальный диаметр вертикальных стержней для столбов/свай.

    • Шаг поперечных стержней арматуры (хомутов) для ростверка

– Шаг хомутов, необходимых для предотвращения сдвигов арматурного каркаса при заливке бетона.

    • Величина нахлеста арматуры

– При креплении отрезков стержней внахлест.

    • Общая длина арматуры

– Длина всей арматуры для вязки каркаса с учетом нахлеста.

    • Общий вес арматуры

– Вес арматурного каркаса.

    • Толщина доски опалубки

– Расчетная толщина досок опалубки в соответствии с ГОСТ Р 52086-2003, для заданных параметров фундамента и при заданном шаге опор.

    • Кол-во досок для опалубки

– Количество материала для опалубки заданного размера.

Достоинства и недостатки свайно-винтовых конструкций

Свайно-винтовые основания – хороший вариант для относительно небольших зданий.

Лучшая подушка при возведении сооружений на сваях – суглинистые почвы, либо песчано-щебневые смеси.

Достоинства и недостатки фундамента из винтовых свай приведены в таблице.

Преимущества Недостатки
1 доступная стоимость некачественные сваи
2 относительная легкость и простота создания создание подвала – достаточно проблематично
3 высокая скорость монтажа свай в очень твердые грунты (каменные) винтовые опоры внедрить на достаточную глубину невозможно
4 низкие требования к ровности строительной площадки ограничена масса возводимых на винтовых сваях конструкций: подходят для легких сооружений

После установки свай не остается выкопанного грунта и строительного мусора (пролитого бетона).

На винтовые сваи сразу после их монтажа можно возводить постройку. Им не требуется время для усадки. Нарастить фундамент в случае проектных изменений и произвести его ремонт (когда лопнет свая) не составит особых трудностей.

Достоинства и недостатки свайно-винтовых конструкций

Проследите, чтобы сваи были хорошо обработаны защитным составом

От приобретения некачественного строительного материала не застрахован никто.

Если металлические сваи обработали плохим антикоррозийным составом, то они сгниют раньше срока.

Также может быть использован в производстве металл низкого качества, либо тоньше сделаны стенки опор.

Недостатки свайно-винтового вида фундамента полностью компенсируются его достоинствами.