Винтовой фундамент.

Технология винтовых свай применяется в строительстве при возведении деревянных домов, бань, различных прстроев, домов по каркасно-модульной технологии, домов из газобетона, кирпича и пеноблоков, ограждений, пирсов, причалов, для возведения мостов и прокладки линий электропередач, трубопроводов и нефтепроводов, а также для других сооружений на различных грунтах, за исключением скалистой породы.
Современная винтовая свая это металлическая заостренная труба с приваренной лопастью специальной конфигурации. К противоположной стороне сваи приваривается оголовок, на котором фиксируется основа будущего объекта.
Перед тем как устраивать фундамент с применением винтовых свай, сначала исходя из расчетной нагрузки на проектируемый фундамент, рассчитывается количество свай и их диаметр, а также — расстояние между ними в соответствии с характеристиками провисания материала ростверка (напр.: СНиП II-23-81 (1990) Стальные конструкции и т.д.).
При расчетах учитывается тип грунта (По СП 24.13330.2011 СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ) и глубина его промерзания.
Если длины винтовой сваи недостаточно, то её наращивают до необходимых размеров. В настоящее время выпускаются винтовые сваи длиной до 11,6 м цельной конструкции. При установке все сваи завинчиваются на определенную глубину с соблюдение всех технологических правил установки винтовых свай. Полость сваи бетонируется (достаточно марки М300). Для увеличения несущей способности возможно применение армированной кассеты (вставки). В зимний период применяют присадки. Для создания единой и целостной конструкции винтовые сваи между собой скрепляются в зависимости от вида постройки: швеллером, брусом, первым венцом деревянного дома, железобетонным ростверком или монолитной железобетонной плитой. Сварочные швы, возникающие при установке оголовка и швеллера, обязательно покрываются специальным составом на основе эпоксидной смолы или эмали с целью предохранения от коррозии во влажной среде.
Несущая способность свай зависит от следующих параметров.
Диаметр свай.
57 мм – сваи для легких заборов;
76 мм – сваи для заборов из дерева, профилированного листа, для обустройства фундамента под легкие бытовые постройки (летние кухни, беседки, туалеты, хозяйственные блоки); несущая способность сваи – не более 3-х тонн;
89 мм – монтаж тяжелых и высоких заборов, фундамента для одноэтажных каркасных домов и пристроек к дому – террасы, веранды; несущая способность сваи – 3-5 тонны;
108 мм – возведение основы под двухэтажные каркасные дома, подойдет для постройки домов из легкого камня, дерева и сооружения пристроек; несущая способность – 5-7 тонн.
Длина сваи зависит от типа грунта на участке, глубины завинчивания и промерзания грунта.
Залегание плотных слоев грунта можно определить самостоятельно. Садовый бур надо неспешно вкручивать в грунт, периодически вытаскивая его и проверяя наличие плотных комков песка или глины. По длине бура можно рассчитать глубину нахождения благоприятного грунта для монтажа свай.
На длину сваи также влияет рельефность участка. Например, при общей длине дома 6 метров и перепаде высот в 1 метр потребуются три вида свай: 2,5 метра – для монтажа верхнего ряда, 3 метра – установка среднего ряда и 3,5 метра – нижний ряд свай.
Совет эксперта. Если перепады высот более 0,5 метров, то в расчет лучше взять сваи длиною на 0,5 метров больше, чем положено – обычно, при монтаже винтового фундамента на рельефных участках на нижних рядах свай не хватает порядка 30 см
По типу наконечника.
300 -400 мм предназначен для установки на песчаниках, вечномерзлых грунтах, а также плотных суглинков с повышенной несущей способностью. Грунт внутри сваи не сжимается, удерживая ее как снаружи, так и изнутри.
Параметры сваи:
толщина стенок – 8-20 мм;
длина сваи – 4-16 м;
шаг между сваями – 4 м;
диаметр – 219 и 325 мм;
диаметр сваи с «пятою» - 300 и 400 мм;
несомая нагрузка – 0,7-2,5 т;
Свая для обычных грунтов имеет диаметр с «пятою» порядка 500 мм. Такие сваи подходят для сооружения легких нежилых построек и заборов. Параметры сваи:
толщина стенок – 4-16 мм;
длина сваи – 2,5-15 м;
шаг между сваями – 2,5 м;
сваи выпускаются в различных диаметрах от 47 до 325 мм;
несомая нагрузка – 0,7-2,5 т;
Свая с широкою пятою используется на плывущих, пучнистых и рыхлых грунтах. Лопасти винта доходят практически до острия наконечника, количество оборотов – не мене 2-х.
Параметры сваи:
толщина стенок – 4-16 мм;
длина сваи – 3-15 м;
шаг между сваями – 3 м;
диаметр свай – 159, 219 и 325 мм;
несомая нагрузка – 1-3,5 т;
ориентировочная стоимость – от 3500 руб/ед.
Существую и более сложные конструкции свай – с многозаходными витками, встроенной дренажной системой и дополнительными лопастями. Такие модели достаточно дороги, а технология их монтажа – более сложна. Поэтому, такие виды свай практически не используют в частном строительстве.
Проектирование и расчет
Прежде всего, необходимо провести качественный анализ грунта. Исследование геологии местности лучше доверить профессионалам – компании, занимающейся возведением домов на винтовых сваях. Специалисты рассчитают несущую способность свай и срок службы фундамента на конкретном участке, определят показатели агрессивности грунта и выдадут соответствующее заключение.
При определении типа и количества свай в расчет берутся следующие показатели:
свойства и тип почвы;
уровень грунтовых вод и их сезонное колебание;
вес будущего сооружения со всей «начинкой»;
нагрузка от снега зимой;
глубина промерзания грунта;
запас на подрезку сваи при монтаже (около 20 см).
Расчет винтового фундамента могут произвести и компании, занимающиеся продажей свай. Очень часто они предлагают бесплатно подобрать «подошву» под будущую постройку.
Полученное значение общей нагрузки рекомендуется увеличить на 20% - запас прочности. Исходя из данного результата определяется необходимое количество свай
При проектировании винтового фундамента надо учесть:
Расстояние между сваями – не более 2,5-3 метра.
Каждый угол дома должен опираться на сваю.
Этапы возведения фундамента
Вкручивание сваи – достаточно трудоемких процесс, поэтому лучше заручиться поддержкой двух-трех человек.
Для работы можно самостоятельно изготовить рычаг, который облегчит и ускорит вкручивание свай в грунт. Для этого в отверстия на верхнем конце винтовой сваи надо вставить арматуру (лом) диаметром 3 см. На лом с двух сторон надеть отрезы квадратной трубы. Оптимальная длина рукавов самодельного рычага – 2,5-3 метра.
Поэтапный монтаж винтового фундамента:
1. Участок очистить от мусора.
2. Нанесение разметки. На поверхности грунта расчертить контуры фундамента и расположение свай – на плоскость стройплощадки переносят контурную сетку. Границы сетки определяют периметр цокольного пояса, пересечение прутьев – расположение свай.
На месте каждой сваи выкопать приямки глубиною 15-20 см.
3.Закручивание свай. Во время ввинчивания сваи один человек должен контролировать при помощи строительного уровня вертикальность положения сваи и горизонтальность верхнего среза сваи относительно поверхности грунта.
4.В первую очередь ввинчиваются угловые сваи.
Винтовая лопасть сваи должна полностью погрузиться в слой непромерзающего грунта.
После закручивания свай по углам фундамента ввинчивают промежуточные сваи.
5.Выравнивание свай. При помощи лазерного нивелира или оптического дальномера определить высоту свайного поля, нанести разметку и подрезать сваи болгаркой. Оголовки должны возвышаться на 40-50 см над грунтом.
6. Полость сваи можно заполнить раствором бетона (соотношение цемента и песка - 1:4).
7. К стволу каждой сваи приваривается стальная пластина (оголовок), равномерно распределяющая нагрузку на всю площадь сечения.
8. Сварные швы надо обработать антикоррозионным составом и окрасить.
9. Обвязка свайного поля деревянным брусом, ж/б ростверком или швеллером.
Винтовому фундаменту присущи и некоторые недостатки:
Если не учтен уровень промерзания грунта или неправильно рассчитали нагрузку на сваи, то возможно проседание фундамента.
Деформация фундамента может быть следствием нарушения технологии монтажа:
положение свай при вкручивании не фиксировалось;
установка свай в выкопанные ямы;
неправильная обвязка свай;
сваи не вкручивались, а забивались.
В доме на винтовом фундаменте нельзя обустроить погреб.
Необходимость утепления нижней части сооружения.
Действительно крупное, масштабное строение возвести на винтовых сваях невозможно.