Фундамент на винтовых сваях

Приступая к строительству загородного дома или бани, многие индивидуальные застройщики задумываются над типом возводимого фундамента ввиду того, что так называемый «нулевой цикл», куда входит и этап строительства основания будущего сооружения, связан с существенными затратами денежных средств и времени. В ситуации, когда анализ грунта на стройплощадке «порадовал» внушительным слоем пучинистого грунта, оптимальным вариантом является устройство свайно-винтового фундамента.

Поскольку мелкозаглубленный фундамент не предусматривает заглубления ниже уровня промерзания, а грунт (особенно водонасыщенная глина) в зимний период сжимается, а по весне разряжается, могут возникнуть проблемы с дверьми и окнами, которые перестанут подходить к проёмам, либо с трудом закрываясь, либо не закрываясь вовсе.  Фундамент же на винтовых сваях устанавливается ниже глубины промерзания, поэтому ему не грозит никакое морозное пучение.

Такой фундамент изначально был разработан для военных целей, ведь он позволял (и позволяет) в кратчайшие сроки возводить надежную опору для стратегических объектов. Как и многие подобные разработки, винтовой фундамент стали использовать в благих целях при строительстве самых разнообразных сооружений, начиная с мостов и заканчивая частными домами. Дело в том, что несложный подсчет затрат на возведение такого фундамента свидетельствует об экономии как минимум 30% средств по сравнению с «традиционными» заглубленными монолитными типами. Если для оценки рассматривать плитный фундамент, то выгода становится еще более ощутимой – чуть ли не в два-три раза.

В США и Европе технология строительства данного вида освоена уже давно и успешно применяется не только в индивидуальных проектах, но и при строительстве промышленных сооружений. К примеру, в США ветрогенераторы на 100% стоят на винтовых сваях. В России же, как правило, такие основания используют для легких конструкций, например, деревянных, каркасных домов, бань, заборов. Вызвано это тем, что отечественные конструкции имеют низкую несущую способность. Однако применяемые в последние годы новые типы с увеличенной несущей способностью, двухлопастные и т.д., позволили расширить сферу их применения, в том числе и в промышленном секторе. Поэтому с каждым годом количество скептиков становится все меньше и не последнюю роль здесь играет доступная цена.

Преимущества свайно-винтового фундамента

• легко сделать своими руками;
• высокая скорость возведения (1-2 дня);
• надежность (противостоит пучинистым явлениям в грунте, знакопеременным нагрузкам);
• высокая несущая способность;
• минимальные затраты средств;
• строительная чистота возведения фундамента (в отличие от монолитных заглубленных фундаментов);
• возможность строительства в любую пору года;
• простое решение для сложного ландшафта (с перепадами высот, большим количеством насаждений, отсутствием пространства);
• применение при реконструкции и ремонте фундамента;
• повторное использование

Есть ли недостатки? Конечно, например, о подвале в доме с фундаментом данной конструкции придется забыть. Также необходимо позаботится об утеплении нижней части здания. Однако бетонный фундамент также необходимо утеплять. Но в отличие от металла, бетон не сохраняет тепло, но зато впитывает влагу, а значит, может легко разрушиться. На таких фундаментах строят деревянные дома (ограничение по массе нагрузки, поэтому забываем о каменном дворце). И самое неприятное то, что действительно качественные материалы для строительства очень непросто найти на, казалось бы, современном строительном рынке. Лучше всего приобретать винтовые сваи у компании, которая специализируется на их выпуске, а не просто перепродает их. Компании-производители имеют свои научно-исследовательские и опытно-конструкторские отделы, где проводят испытания производимой продукции, выдают заключения, научные обоснования внедряемых  нововведений. Желательно, чтобы компания имела также свой отдел ОТК, как на производстве, так и на строительном участке, дабы обеспечивать тщательный контроль при создании свай (УЗК и рентгенографический контроль), и контроль за исполнением правильного монтажа.

Строим сами

Без проведения качественного анализа грунта немыслимо никакое строительство. К тому же, предпочтение свайному фундаменту должно быть обосновано глубоким залеганием плотного грунта, большой глубиной промерзания пучинистого грунта и рядом других объективных причин.  Поэтому, даже если вы собираетесь вкручивать сваи вручную, геологию местности лучше всего доверить профессионалам – компании, которая напрямую занимается изысканиями. У них же можно произвести расчет срока службы такого фундамента именно на вашем участке, определить показатели агрессивности грунтовой среды, и получить соответствующее заключение. Некоторые компании предлагают также услугу экспресс-геологии, вычисляя точную несущую способность свай именно в вашем грунте.

 При покупке металлических свай необходимо обратить внимание на сопроводительную документацию, в которой должны быть указаны условия использования при возведении фундамента. В частности, там должна быть указана максимальная нагрузка на сваю – параметр, который позволит определить необходимое количество свай при расчете. Например, для легкой каркасной конструкции или одноэтажного деревянного дома площадью 36 квадратных метров часто используют следующую схему расположения свай.

Сваи размещают на расстоянии 1000-3000 мм друг от друга в зависимости от условий эксплуатации и общей нагрузки (сюда включена масса сооружения, объектов, размещенных в нем, нагрузка от снега и т.д.). Запас прочности – 20%, т.е. при расчетах общей нагрузки рекомендуется полученное значение умножить на коэффициент 1,2 и уже с учетом такой поправки определяться с необходимым количеством винтовых свай. Даже если у вас не «пятистенок», желательно, разместить сваи также внутри дома, чтобы вместо шатающихся кирпичных тумб для закрепления лаг для пола использовать прочную и устойчивую сваю.

Этапы возведения

После проведения анализа грунта и расчетов приступают к разметке участка, т.е. на площадке отмечается положение свай (в местах их вкручивания вбивают колья). Все расстояния перепроверяются для соблюдения размерностей и строгих геометрических форм контура будущей постройки. Для возведения потребуется помощь как минимум 3 человек (лучше, если их будет 5). 2 (4) человека задействуются в процессе вкручивания, третий следит за вертикальным положением сваи при помощи строительного уровня, при необходимости создавая дополнительную нагрузку на сваю для увеличения скорости работы. При самостоятельном проведении работ по монтажу изделий длиной более 3000 мм удобно использовать самодельное приспособление, которое изображено на рисунке ниже.

Его легко изготовить из обрезка старой трубы, диаметр которой на 50-100 мм больше диаметра стального столба сваи. По бокам привариваются уши из обрезков стальных прутьев или труб малого диаметра.

• сначала закручивают сваи по углам фундамента. Такой подход позволяет обеспечить максимальную точность монтажа промежуточных свай. Для правильной центровки вначале следует сделать небольшой приямок, куда вставляется лопасть. Затем устанавливаем винтовую сваю в вертикальное положение, в технологические отверстия насквозь вставляем лом, к которому с двух сторон подсоединяем рычаги – трубы подходящего диаметра и длины. Лом следует использовать лишь в том случае, если диаметр сваи не превышает 89 мм, в противном случае лом может попросту не выдержать и погнуться. Для ствола диаметром, превышающим 100 мм, нужно использовать цельнометаллический палец (подойдет полуось от «Газели»);
• свая завинчивается в грунт таким образом, чтобы винтовая лопасть полностью погрузилась в слой непромерзающего грунта. При этом нужно учитывать размеры лопастной части и глубину промерзания грунта. Как правило, достаточно заглубить сваю на 300 мм в несущий слой грунта. Очень важно не спешить с процессом завинчивания – бегать вокруг точно не стоит, даже если в возведении участвуют брутальные личности. Постоянно отслеживайте отклонения сваи от вертикали посредством строительного уровня или геодезиеских приборов. Серьезное отклонение на более чем 2 градуса может повлечь за собой необходимость в выкручивании сваи и ее последующем монтаже в другом месте (выкручивать и снова вкручивать в одном и том же месте строго запрещено – свая уже не будет такой же надежной ввиду изменения параметров грунта основания);
• на следующем этапе, когда все сваи установлены, приступают к разметке высот и обрезанию свай по установленному уровню болгаркой. При разметке высот свайного поля удобно использовать оптический дальномер, который можно попросить у знакомого строителя;
• учитывая то, что внутри свая полая, стоит подумать о ее заполнении бетоном. Это позволит не только уберечь металл от воздействия кислорода, но и станет неплохим усилением конструкции. Раствор готовится из цемента и песка в соотношении 1:4;
• поверх ствола устанавливается и приваривается оголовок – пластина из стали, служащая для распределения нагрузки по всей площади сечения (все сварные швы необходимо обработать защитными составами, не помешает покрасить и оголовки). Для сваи диаметром 89-133 мм подойдет пластина 250 на 250 мм;
• осталось только обвязать свайное поле ж/б ростверком, швеллером, деревянным брусом, что придаст фундаменту жесткость (если какие-то сваи поведут себя непредсказуемо и под действием сложного грунта попробуют изменить свое положение, то обвязка воспрепятствует этому).

Вот и все — основание готово!

По окончании установки свайного фундамента можно сразу же приступать к следующему этапу строительства по той простой причине, поскольку такой фундамент не подвержен осадке и сразу же готов к плановой нагрузке.

Надеемся, что представленная информация поможет вам своими руками изготовить винтовой фундамент и построить надежное сооружение, которое прослужит вам долгие годы!