Важные моменты в установке свай
В качестве «плюсов» можно назвать
Конструкцию можно формировать в любое время года
- Экономия средств на предварительное обустройство участка, подъездных путей к нему.
- Отсутствие земляных работ по обустройству котлована или траншей, мокрых операций, связанных с установкой опалубки последующим бетонированием, пр.
- Возможность выполнения работ в любое время года при любых погодных условиях.
- Нивелирование проблем, связанных с подтоплением и повышением уровня грунтовых вод.
- Возможность обустройства свайного поля на болотистых участках и в районах с промерзанием почвы, вечной мерзлоты (те территории, которые ранее считались непригодными для строительства).
- Долговечность и прочность постройки, которой не страшны форс-мажорные обстоятельства (внезапные селевые потоки, оползни, паводки): они не влияют на глубинные пласты почв, в которые ввинчиваются лопасти.
- Выполнение работ минимальным количеством людей в оптимальные сроки: для небольшого частного дома достаточно одного дня, при более крупном строительстве затрачивается 3-4 дня на возведение свайного поля.
- Простая технология: сваи просто завинчиваются в грунт с определенным усилием.
- Не требуется выжидать время, необходимое на усадку фундамента.
- Сваи – идеальный вариант для легких по весу конструкций, одноэтажного строительства.
- Допустимость наращивания опор в зависимости от глубины их закладки.
- Щадящие условия к фундаменту основного здания в случае возникновения необходимости пристройки.
- возможность строительных работ в непосредственной близости к функционирующим или планируемым наземным и подземным коммуникациям;
- Сравнительно недорогой метод (по сравнению с забивкой железобетонных свайных конструкций).
- Многократность использования свай при повторном возведении постройки.
- Особенность строительства, при котором имеется возможность в любой момент произвести замену или дополнительную установку ввинчивающихся элементов с предварительным перерасчетом нагрузок без демонтажа конструкции здания.
- Сохранность природного или искусственно созданного ландшафта: винтовое бурение возможно непосредственно в лесной зоне, возле деревьев без повреждения их корневой системы, декоративных форм.
- Высокая сейсмоустойчивость и, практически, вековой срок эксплуатации.
Что же в «минусах»?
Сваи боятся коррозии
- Обязательное выполнение индивидуально проекта на строительство, т.к. не существует стандартных вариантов.
- Большая вероятность разрушения здания, его перекос, проседание фундамента из-за малейших нарушений в расчетах основания и веса возводимой постройки. Точность расчета позволяет равномерно распределить суммарную предполагаемую нагрузку между всеми сваями.
- Подверженность разрушению коррозией, как наружных, так и внутренних поверхностей свай, без выполненной предварительной многократной обработки специальным составом перед погружением в грунт.
- Проблематичность соблюдения вертикали, а также минимального отклонениями от оси при ввинчивании лопастей.
- Взаимодействие с химическими соединениями в агрессивных грунтах, уменьшающими срок эксплуатации свай.
- Невозможность монтажа на скальных породах, отличающихся особой твердостью, из-за большой вероятности повреждения винта при вращении.
- Ограничения по этажности возводимых зданий капитального строительства.
- Избирательный подход к материалу стен (кирпичная кладка на сваях не рекомендуется).
- Противопоказания для строительства подвала: формирование скважин под сваи нарушает структуру, целостность грунта.
- Необходимость дополнительной теплоизоляции пола на нижнем этаже, непосредственно контактирующего с холодным воздухов в зимний период.
- Чувствительность к изгибающим нагрузкам.
Винтовой фундамент, конечно же, не панацея от всех рисков, возникающих при строительстве дома. Об этом свидетельствует перечень недостатков, ограничивающих его возведение. Но в случаях работ на сложных грунтах, проблемном рельефе местности, ограничении времени строительства именно винтовые сваи могут стать единственным решением проблемы. Нужно только ответственно отнестись к выполнению расчетов, не экономить на качестве используемых материалов и свай.
Гидроизоляция свайного фундамента
Чтобы свайный фундамент прослужил долго, надо позаботиться о целостности свай. Большую роль в этом играет гидроизоляция. При использовании буронабивных свай, перед заливкой бетона в шурф опускают чехол из рубероида, свернув его трубкой. В эту опалубку и заливают строительную смесь. Рубероид сохраняет состав бетона в течение всего времени схватывания, не давая цементному молоку просочиться в землю. В результате свая без помех набирает проектную прочность.
При использовании винтовых свай или обычных металлических труб, в качестве гидроизоляции применяют обмазочные составы, как правило, на битумной основе.
Свайный фундамент экономичен и позволяет построить дом на слабом грунте – это его неоспоримый плюс. А связав сваи ростверком, можно рассчитывать, что обвязка обеспечит стабильность и долговечность всей конструкции на многие десятки лет. Значительными же минусами таких фундаментов является меньшая долговечность и невозможность устройства подвальных помещений в доме. Если вы готовы мириться с такими недостатками, то свайный фундамент будет приемлемым вариантом.
Как работает винтовая свая?
Разберем типичный для средней полосы РФ случай расположения слоев грунта, см. рис. справа:
Работа винтовой сваи в грунте
Сверху – гумус, постепенно переходящий в супесь, общей мощностью 0,15-3 м
В данном случае важно не их плодородие, а то, что грунты это очень слабые, несущая способность менее 2 кг/кв. см, рыхлые и в глубине сильно, а перед зимой и обильно, увлажненные.
Слой суглинка с несущей способностью 3-4 кг/кв
см. Его мощность для возможности применения обычных винтовых свай должна быть не менее 0,7-1,2 м, а сам он в пределах строительной площадки сплошным.
Рыхлый, сильно, вплоть до плывунов, обводненный аллювий большой мощности; несущая способность не более 2-3 кг/кв. м.
В черноземной полосе гумус на супеси может достигать мощности более 5 м, с одной стороны. С другой, там местами прямо на поверхность могут выходить т. наз. ергени – песчано-глинистые отложения Ергень-реки времен последнего оледенения, по которой воды тающего ледникового щита Фенноскандии стекали в древнее Сарматское море, объединявшее Черное, Азов, Каспий и Арал. Свое название в геологии она получила от моренной гряды Ергень, в которой впервые были обнаружены эти характерные отложения. Между прочим, по геологическим данным, эта «речка» достигала 200 км ширины русла, а ее пойма – 600 км.
Несущая способность ергеней уже на глубине 0,5 м достигает 5-6 кг/кв. м, а при вворачивании сваи конус уплотнения нарастает чрезвычайно быстро. Если свая ушла в ергень до заклинивания глубже, чем на 2,5 м, отлично, фундамент будет очень прочным. Если менее чем на 2 м – здесь на сваях строить нельзя. Но вернемся к обычным грунтам.
Верхний слой гумуса с супесью, подверженный промерзанию – пучинистый. Вода при замерзании расширяется равномерно во все стороны, поэтому зимой пучинистый грунт крепко обхватит сваю со всех сторон и с огромной силой потянет вверх. А весной, оттаяв, отойдет в стороны и даст ей возможность свободно проседать и наклоняться. В наших краях, увы, почти вся нагрузка на винтовую сваю передается ее пятой ниже, а с боков ее вес почти ничто не держит. Выжимания воды и спрессовывания грунта вокруг сваи в конгломерат, как при забивании забивной, при заворачивании винтовой не происходит.
Супесь ниже глубины промерзания почти не сопротивляется вырыву сваи. Если слой суглинка, который только и воспринимает нагрузку, меньше минимальной его толщины 0,7-1,2 м, то остается всего 2 выхода:
- Загнать сваю в суглинок только на 1 виток винта, причем конец сваи не должен протыкать несущий слой более чем наполовину, иначе его вокруг сваи размоет почвенной водой. Еще одно условие – до несущего пласта должно быть не менее 2,5 м от низшей точки стройплощадки, иначе у фундамента не окажется должной поперечной устойчивости.
- Взять очень длинную, не короче 5 м, сваю специальной конструкции для пучинистых и плывущих грунтов, см. далее. Эти же сваи пригодны для верхнего слоя свыше мощностью 3 м, напр. на черноземах. Но заворачивать их можно только тяжелой спецтехникой. Мало того, что свая длинная, да еще земля вязкая и липкая.
Плюсы и минусы свайно-винтового фундамента
Для начала давайте рассмотрим основные преимущества использования свайно-винтового фундамента:
- Прочность и долговечность. Практика показывает, что бетонные конструкции разрушаются гораздо быстрее, чем прогнивает металл, а потому свайный фундамент с металлическими опорами выглядит предпочтительнее ленточного или столбчатого основания. К тому же железобетонный фундамент подвержен осадочным деформациям, в то время как свайным опорам такие проблемы не страшны. Практика показывает, что фундамент из свай стоит более 40 лет, не подвергаясь разрушениям.
- Дешевизна и экономия времени. Винтовые сваи устанавливаются прямо на грунт, без выравнивания, а значит, для их установки не требуется проводить земляные работы и рыть котлован. Данное обстоятельство существенно экономит время и деньги, ведь для строительства одноэтажного дома подобную конструкцию можно возвести даже без привлечения специальной техники! Для возведения фундамента не понадобится и специальная установка для заливки фундамента, что также сэкономит время и деньги.
Подсчеты показывают, что возведение свайно-винтового фундамента обходится приблизительно на 30% дешевле, чем строительство других видов несущих конструкций.
Универсальность. Несущая конструкция может быть возведена практически в любых условиях, как на равнинной, так и на гористой местности с имеющимися уклонами. Более того, дом на сваях можно возвести на болотистой местности, и даже в условиях вечно мерзлоты. Там, где многие другие опоры под строительные конструкции возвести просто нереально, сваи прекрасно устанавливаются и выполняют свою функцию на «отлично».
- Всесезонность. В отличие от других видов фундамента винтовые сваи можно устанавливать круглый год, хоть жарким летом, хоть лютой зимой. Данное обстоятельство совершенно не влияет на качество установки и надежность опорной конструкции. Соблюдается данное условие потому, что на глубине погружения наконечника сваи температура всегда стабильна.
- Устойчивость к пучению грунта. Свайные фундаменты прекрасно переносят морозное пучение в периоды промерзания почвы.
- Не требует застывания. Если ленточным и монолитным фундаментам требуется время для схватывания, застывания и набора прочности, то винтовые сваи можно начинать обвязывать буквально сразу после установки.
- Не впитывает влагу. Свайный фундамент не впитывает влагу из грунта, а значит, полы вашего дома всегда будут сухими и никогда не подвергнутся гниению.
- Возможность повторного использования. При необходимости ввинченные сваи можно извлечь из грунта и использовать повторно, уже в другом месте. Таким свойством не может похвастаться ни один другой фундамент!
- Не мешает подводу коммуникаций. Еще одним преимуществом свайно-винтового фундамента является то, что его возведение совершенно не мешает проведению инженерных коммуникаций к дому. Их можно монтировать как до, так и после установки свай.
Не лишена данная конструкция и недостатков, о которых также стоит знать перед началом строительства.
Устанавливается не везде. При всей универсальности рассматриваемой конструкции монтировать свайный фундамент на скалистых и каменистых грунтах не всегда возможно.
- Необходимость дополнительного обустройства подвала. Установка свайного фундамента не предполагает наличия подвала или цокольного этажа, а значит, если вам понадобится данное помещение, его придется строить отдельно.
- Не подходит для многоэтажных зданий. Специалисты не рекомендуют возводить на свайно-винтовом фундаменте строения больше одного этажа, особенно если они выполнены из камня или кирпича.
- Дополнительные затраты на утепление. Мы упоминали о преимуществах наличия пространства между поверхностью грунта и полом дома. Однако зашивка этого пространства потребует дополнительных финансовых вложений.
- Коррозия металла. Необходимо понимать, что металлические сваи с годами подвержены разрушительному действию коррозии. Особенно это характерно для опор, установленных в болотистых местностях и грунтах с высоким содержанием влаги. Чтобы такой фундамент с годами не упал, необходимо приобретать сваи с максимальной толщиной стенок, да к тому же с наличием антикоррозионной защиты. А это дополнительные траты.
- Невозможность монтажа вплотную к другим зданиям. Если вы решили построить террасу или другое строение вплотную к уже существующему дому, свайный фундамент вам не подойдет. Ввинтить такую сваю ни вручную, ни с использованием техники чисто технически невозможно. Более того, ввинчивая сваи вплотную к уже имеющемуся ленточному или столбчатому фундаменту, есть риск нарушить его и спровоцировать разрушение несущей опоры.
Технология заливки свайно-винтового фундамента
Технология установки фундамента из свайно-винтовых опор без использования наемных рабочих и спецтехники выглядит следующим образом:
1. Технические расчеты; 2. Разметка и установка опор с обрезкой по уровню; 3. Заливка бетона в полость опоры; 4. Обвязка свайной конструкции.
Технические расчеты
Начинать строительство свайного фундамента нужно с подбора подходящих опор. Паспорт каждой опоры позволяет узнать ее несущую способность в зависимости от диаметра, ширины лопастей и прочих конструктивных особенностей.
Просчитайте приблизительный вес будущего здания и добавьте к полученной цифре еще 50%. Сюда включается необходимый запас прочности, а также всевозможные снеговые и ветровые нагрузки.
Не забудьте включить в массу будущего строения и кровлю. Помните, что ондулин или металлочерепица весят меньше, чем шифер или натуральная глиняная черепица. Эти данные позволят вам подобрать подходящие сваи и подсчитать их количество в зависимости от размеров несущей конструкции.
Разметка и установка опор
Когда все расчеты произведены и подходящие сваи закуплены, можно переходить к их разметке на местности и последующей установке.
• Разметьте необходимый участок местности согласно плану будущего строения. Отметьте места ввинчивания опор деревянными колышками. Помните, что расстояние между двумя ввинчиваемыми сваями может варьироваться от 1 до 3 метров.
• Как только разметка произведена, можно приступать непосредственно к установке винтовых свай. Ничего сложного в данном процессе нет. Прежде всего, необходимо выкопать углубление в 30-40 см на месте установки опоры. Сделать это можно при помощи обыкновенной лопаты.
• Вставив первую сваю в выкопанный приямок, можно переходить к вкручиванию. Для этого в отверстия рабочего ствола с двух сторон вставляют специальные кронштейны, в которые затем вставляют две длинных трубы. Два человека, удерживая трубы-рычаги за края, начинают движение по часовой стрелке вокруг сваи, и благодаря прилагаемым усилиям винтовая свая постепенно ввинчивается до нужной глубины.
• Заметим также, что для установки свай необходимо как минимум 3 человека. Пока двое ввинчивают сваю, третий удерживает ее и контролирует вертикальное положение. Если усилий двоих человек для завинчивания опоры будет недостаточно, понадобится помощь еще двоих человек, по одному на каждый рычаг.
• Сваи, ввинченные под углом, необходимо выкрутить и установить повторно, но не в то же место, а рядом, отступив 0,5 метра.
• Аналогичным способом закручиваются и все остальные сваи
Здесь важно лишь контролировать продольное и поперечное расстояние между металлическими опорами, а также регулярно проверять диагонали
• Когда все сваи будут ввинчены, засыпьте установочные приямки землей и утрамбуйте грунт вокруг свай. Далее необходимо дать опорам точную отметку от уровня земли. Для этого воспользуйтесь лазерным уровнем и мелом.
• Отбив уровень всех имеющихся на планировке свай, можно переходить к их обрезке. Для этого используйте болгарку.
Заливка бетона в полость опоры
В установленные опоры необходимо залить готовый цементный раствор, что придаст прочности опорной конструкции и поспособствует ее долговечности. Заполните раствором практически всю трубу, оставляя незаполненными лишь 10 см от края. Оставшееся пространство засыпьте сухой смесью цемента и песка.
Обвязка свайно-винтовой конструкции
Сверху, на каждую опору следует наварить основание в виде металлической пластины толщиной 10 мм и приблизительным размером 100х200 мм.
Тем не менее, самый надежный свайно-винтовой фундамент получается после установки ростверка. Говоря простым языком, это сварка цельного каркаса прямо на опорах, позволяющая правильно распределить нагрузку установленного сооружения.
Установка ростверка на опоры фундмента
Для установки ростверка длинные швеллеры укладывают на все опорные столбы, установленные в ряд, и приваривают к ним электросваркой. После этого продольные швеллеры соединяют поперечными, приваривая их встык. В итоге получается цельная конструкция, внешне отдаленно напоминающая монолитный фундамент. Такая конструкция будет максимально надежной, и не даст сломаться или согнуться отдельно стоящей свае.
Как вариант, для удешевления конструкции и получения необходимой прочности, соседние балки можно соединить косыми или крестообразными распорками, также взятыми на сварку.
Завершая возведение несущей строительной опоры, необходимо обработать все варочные швы защитным составом. Это убережет сварные соединения от разрывов и коррозии на десятки лет!
Как только фундамент будет готов, сверху на него можно укладывать венцы сруба и начинать возводить дом.
Факторы, влияющие на выбор фундамента
На выбор типа основания влияет особенность грунта
Стоит заметить, что только при соблюдении всех требований к строительству данного элемента, можно добиться прочного и долговечного результата. Для того чтоб определиться с видом основания для вашего участка, необходимо изучить такие нюансы:
- Особенность почвы;
- Необходимо ознакомиться с фундаментами, которые можно возвести на вашей территории проживания, их достоинствами и недостатками;
- Провести анализ и определиться с выбором.
Ниже приведены итоги анализа проведенного нами на основе изучения литературы, видео и фото схем, а также геологических карт, где указано соответствие определенных фундаментов видам почв и климатических условий.
Тип грунта при выборе фундамента
Почва есть сложной системой, которая состоит из большого количества геологических компонентов
Почва есть сложной системой, которая состоит из большого количества геологических компонентов. На сегодняшний день существует большая разновидность грунтов, которые имеют свои особенности
И поэтому так важно учитывать его при строительстве фундамента
Грунты находятся в постоянном движении и поэтому имеют такой ряд характеристик:
- Осадка. Ее появление связано с давлением постройки. Может появляться сразу или через определенное время после постройки.
- Просадка. Может происходить из-за грунтовых вод или веса сооружения.
- Движения почвы. Зависит от влаги, которая меняет структуру земли, что приводит к осадке или поднятию.
- Деформация. Это самое опасное для зданий явление, так как ее неравномерность приводит к невозможности создания ровной поверхности.
Теперь рассмотрим типы фундаментов. Многочисленные отзывы показывают, что самые популярные основания – это ленточный, свайный и ленточно-свайный. О них мы и поговорим более подробно.
