Инструкция по расчету количества свай для свайно-винтового фундамента.
Как говорилось ранее, чтобы не ошибиться со сваями и правильно рассчитать их длину, необходимо определить разницу высоты разных точек участка. Если вы убедились в том, что такой перепад существует и, согласно плотности почвы, подходят сваи длиной 2,5 м, то их необходимо монтировать в самом верхнем ряду .
Те опоры, которые будут фиксироваться в низинах, должны быть длиннее на разницу высоты между точками их установки. Разницу вычисляют при помощи водяного уровня или нивелира с применением отвеса и рулетки. При существенном перепаде высот (более 0,5 м) рекомендуется прибавить 50 см к полученной длине свай для фундамента, так как в самых низких местах может не доставать до 20 см их высоты.
Учет разницы высоты.
Особенности расчета
При вычислении интервала размещения свай необходимо учитывать определенные существенные критерии. Это позволит не располагать элементы слишком близко, расходуя средства зря, и не ставить их слишком далеко, подвергая фундамент и весь дом опасности просадки.
В расчетах профессиональных строителей учитываются следующие моменты:
- масса строения (каркас, крыша, отделка и т. п. );
- масса внутреннего наполнения (оборудование, мебель, вещи и жильцы);
- динамические факторы (ветровая нагрузка, вес снега на крыше зимой);
- несущая способность грунта;
- технические параметры винтовых свай;
- коэффициент запаса.
Для определения полезной нагрузки при расчете интервала размещения свай используется соответствующий СНиП. Например, для одноэтажного жилого строения нагрузка установлена на уровне 150 кг на 1 кв. м. площади. Показатели ветровой и снеговой нагрузки являются справочными и устанавливаются для каждого региона в зависимости от местной погодной специфики. Коэффициент запаса в среднем составляет от 1.1 до 1.25.
Перед планированием расположения свай необходимо вычислить их количество. Оно определяется на основе общей нагрузки на опоры. Суммарный вес делится на несущую способность одной сваи, в результате чего выясняется точное количество опор. Далее происходит их размещение с равным интервалом по периметру строения и под несущими конструкциями.
Второй вариант – это расстановка свай, планируемая исходя из определения нагрузки на 1 погонный метр ростверка. Чтобы ее вычислить, необходимо общую нагрузку здания разделить на общую длину всех несущих стен, а потом разделить на несущую способность выбранного типа свай. В результате получается показатель, определяющий необходимое количество опор для поддержания 1 метра ростверка. После этого определяется необходимый интервал размещения свай, достаточный для поддержания фундамента. Этот метод используется для более массивных строений и редко применяется для малоэтажных каркасных домов.
Для определения примерной несущей способности свай конкретного типа нужно посмотреть в таблицу с соответствующими показателями. Более точная информация, используемая в финальных вычислениях, указывается производителем в спецификации на конкретный товар. Стоит учитывать, что минимальное расстояние, на котором вкручивают сваи для дома и террасы – 108 см.
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
Для сооружения фундамента сваи можно располагать разными способами. Соответственно этому различают несколько видов строительного материала:
- Размещение ленточным способом.
- Одиночным.
- 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.
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.
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:
- Однолопасные – подходят, если грунт плотный и малоподвижный.
- Многолопастные – количество лопастей варьирует от 2 до 6. Используют в том случае, когда грунт слабый и плохо удерживает элементы.
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.
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:
- 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.
Монтаж свайно-винтового фундамента своими руками
Установка свайно-винтового фундамента выполняется в несколько этапов:
- Разметка участка.
- Погружение и выравнивание свай.
- Заливка бетоном.
- Обвязка ростверком.
Разметка СВФ не представляет особых затруднений – поскольку земляные работы отсутствуют, достаточно наметить оси стен, перегородок и дополнительных конструкций либо оборудования. Это выполняется путем установки колышков немного дальше углов будущего строения, между которыми натягиваются шнуры. Можно использовать 2 колышка с горизонтальной перемычкой и между ними натянуть две нити по наружным размерам свай.
Фото 8. Разметка мест установки свай
Остальные этапы нуждаются в более тщательном рассмотрении.
Вкручивание свай и их выравнивание относительно горизонтальной плоскости
Технология ввинчивания свай не зависит от разновидности лопастей, наконечников и особенностей грунта:
- Подготовка направляющих приямков – для этого можно использовать ручной или мотобур. Скважины делаются на глубину до 0,5-0,7 м и диаметром немного меньше, чем лопасти. Это позволяют более точно позиционировать трубы и облегчить их вкручивания в грунт.
- Ввинчивание – в специальные отверстия в сваях продевается лом или длинная толстостенная труба подходящего диаметра и силами 2-х рабочих выполняется их вкручивание в грунт путем передвижения по кругу. Третий человек в это время контролирует вертикальный уровень сваи с помощью строительного уровня.
Фото 9. Погружение свайных опор фундамента вручную
Погружение может осуществляться и механическим способом, но для этого требуется специальное оборудование.
Фото 10. Вкручивание винтовых свай механическим способом
Технология устройства свайно-винтового фундамента предполагает необходимость обвязки свай ростверком (деревянными, металлическими или бетонными балками), который будет устанавливаться на оголовках. Поэтому все выступающие над поверхностью земли свайные опоры должны находиться в единой горизонтальной плоскости.
Выравнивание свай осуществляется следующим образом:
- Разметка единого горизонтального уровня на всех трубах – для этого можно использовать лазерный или водяной уровень.
- Обрезка трубы по разметке – выполняется с помощью болгарки.
Фото 11. Процесс обрезки винтовых опор
Подробная инструкция по монтажу свайно-винтового основания рассмотрена в следующем видео:
Заливка бетоном
Эксперты настоятельно рекомендуют выполнять монтаж свайно-винтового фундамента с заливкой полостей труб бетоном. Это обусловлено склонностью труб к образованию конденсата на внутренних поверхностях даже при условии абсолютно герметичной приварки оголовков. А заполнение полости бетоном позволяет предупредить этот эффект и увеличить пространственную жесткость конструкции.
Фото 12. Заливка свай бетоном
Обвязка свай ростверком
Как правило, ростверк сооружается на высоте 0,5-0,7 м от поверхности земли. Для этого могут применяться деревянные и металлические балки. Также обвязка может быть выполнена путем заливки монолитной железобетонной ленты.
Технология обвязки свай разными материалами:
Железобетон – стоит дороже по сравнению с другими видами обвязки, но позволяет возводить даже здания даже из кирпича. Техника работ заключается в сборке опалубки, изготовлении армирующего каркаса, его связке со сваями с помощью рифленой арматуры и последующем бетонировании.
Фото 13. Свайное основание с железобетонным ростверком
Деревянные балки – применяются преимущественно при строительстве брусовых, бревенчатых и каркасных домов. Технология работ предполагает необходимость приваривания плоских оголовков для крепления бруса. Балки между собой соединяются в полдерева и фиксируются к оголовкам с помощью саморезов, болтов или гвоздей.
Фото 14. Свайный фундамент с обвязкой из деревянных балок
Металлические балки – для обвязки обычно применяются швеллеры, которые крепятся тоже к оголовкам, но при помощи сварки.
Фото 15. Обвязка свай с применением стального швеллера
Как видите, сделать винтовой фундамент своими руками вполне реально и для этого необязательно привлекать бригаду строителей и нанимать спецтехнику. Главное здесь – правильно определить глубину залегания плотных несущих пластов, шаг установки свай и их количество.
Брус обрезной 200х200х6000 ГОСТ 1-й сорт СофриноБрус изготавливается из сосны и ели — хвойных пород с естественной влажностью 20-30%.
От 11500 руб/м³Подробнее
Брус обрезной 150х150х6000 ГОСТ 1-й сорт СофриноБрус изготавливается из сосны и ели — хвойных пород с естественной влажностью 20-30%.
От 11500 руб/м³Подробнее
Брус обрезной 200х200х6000 ГОСТ 1-й сорт Софрино
Брус обрезной 150х150х6000 ГОСТ 1-й сорт Софрино
Как рассчитать свайно-ростверковый фундамент?
При расчете свайно-ростверкового фундамента, помимо самих свай, требуется определить основные параметры ростверка. Полный расчет достаточно сложен и проводится специалистами. При изготовлении ростверка ленточного типа из бетона пользуются практическими рекомендациями: высота – более 30 см, ширина – минимум 38 см.
Важный элемент – армирующий пояс из продольных и поперечных стальных арматур диаметром 12-14 мм. Крайние элементы должны находиться под слоем бетона толщиной не менее 2 см.
Калькулятор онлайн: Быстрый и правильный подсчет размеров, потребности арматуры и бетона
Преимущества винтового фундамента
По сравнению с другими конструкциями свайный винтовой выгодно отличается по нескольким параметрам:
- Быстрый монтаж за несколько дней даже без использования спецтехники;
- Нет потребности в глобальном выравнивании участка и проведении подготовительных земляных работ;
- Винтовую сваи можно демонтировать в целом состоянии и установить в другом месте, если состояние столба удовлетворительное;
- Подходит для монтажа при любых погодных условиях;
- Фундамент обладает достаточной несущей способностью при правильном расчёте и выборе свай;
- Сравнительно небольшая себестоимость и недорогой монтаж.
Характеристики винтовых свай – виды, типы, размеры
Ввиду того, что винтовые сваи изготавливаются по ТУ и востребованы для строений разного назначения, на разных типах грунтов, на рынке представлено несколько их разновидностей, а обобщенная классификация приведена в таблице:
| № п/п | Классификационный признак | Детализация |
|---|---|---|
| 1 | Особенность грунта | – грунт сезонного промерзания; – вечномерзлый грунт. |
| 2 | Тип наконечника | – литой; – сварной. |
| 3 | Число лопастей | – однолопастные; – многолопастные. |
| 4 | Размер лопастей | – широколопастные; – узколопастные. |
| 5 | Размер трубы (мм) | – длина – 3-12 м. – диаметр – 89-325 мм. – толщина стенки – 8-12 мм. |
Технические характеристики каждой из разновидностей
1. По особенности грунта:
грунт сезонного промерзания (ВСЛ). В этом случае применяются обычные сваи, которые завинчиваются в почву без предварительного бурения. Визуально такие сваи отличает классический тип лопасти и герметично заваренный конус сваи. Место установки сваи заполняется цементно-песчаным раствором;
вечномерзлый грунт (ВСЛМ). Завинчивание в почву требует предварительного бурения почвы. Визуально их отличает мелкая нарезка по всей длине ствола. Место установки сваи заполняется песком.
2. По типу наконечника сваи:
Задача наконечника – сделать процесс завинчивания сваи максимально легким.
литые наконечники для винтовых свай. Отличаются значительной стоимостью и оправданы при наличии очень плотных и/или вечномерзлых грунтов. Литой наконечник способен без разрушений ввинтить сваю в самый сложный грунт без деформации;
сварные наконечники для винтовых свай. Более дешевый вариант, однако, имеющий слабое место в виде сварного шва. Этот тип свай востребован застройщиками, которые выполняют завинчивание сваи вручную. Т.к. есть риск деформировать сваю при закручивании машинным способом. Свая в этом случае закручивается до упора (препятствия), а не до расчетной глубины.
3. По числу лопастей:
однолопастные. Сваи с одной лопастью могут использоваться только в плотных грунтах, в том случае, когда наконечник сваи будет упираться в твердое основание;
многолопастные. Количество лопастей может составлять от одного до шести. Чем слабее грунт, тем больше лопастей должно быть у сваи, это обусловлено тем, что многолопастные сваи более устойчивы к вдавливающим/выталкивающим и горизонтальным нагрузкам.
Виды винтовых свай (однолопастные, двулопастные и многолопастные)
4. По размеру лопастей:
широколопастные. Широкими считаются лопасти, диаметр которых превосходит диаметр трубы в полтора и более раз. По отдельным ТУ он может находиться в диапазоне от 200 до 350 мм. Значительный диаметр винтовых свай позволяет им сохранять стабильное положение в слабых грунтах. Отклонение в пределах +/- 9 мм.;
узколопастные. Разработаны для мерзлых и плотных грунтов. Благодаря тому, что диаметр лопасти винтовой сваи незначителен, её проще завинтить в грунт.
Толщина металла для лопастей варьируется в диапазоне от 9,5 до 12,5 мм.
5. По размеру трубы:
Размеры трубы – параметр собирательный, он включает в себя:
- диаметр трубы (ствола) – 159-325 мм. Среди наиболее востребованных – 89, 108 и 133 мм.;
- длина трубы – 3-12 м.п. Отклонение в пределах +/- 50 мм;
- толщина металла – 8-12 мм. Отклонение в пределах +/- 2 мм.
Утолщение стенок в свою очередь повышает стоимость винтовой сваи, однако уменьшение толщины снижает её эксплуатационные характеристики. Международный стандарт ICC AC358 регламентирует толщину стенок ствола сваи в 8 мм. для использования в нейтральном грунте, и 9,5 мм для химически активного грунта.
Примечание. На рынке присутствуют сваи с толщиной стенки 3-4 мм.
Применение типоразмеров винтовых свай в зависимости от назначения строения представлено в таблице:
Преимущества и недостатки
Типы свайного фундамента разделяют в первую очередь по способу устройства на забивные, набивные и винтовые. Каждая модель конструктивного элемента характеризуется своими особенностями.
К общим достоинствам всех типов свай следует отнести следующие:
- Применимость для всех типов грунтов и рельефов любой сложности. Там, где закладка ленточного или плитного основания будет неэффективной или нецелесообразной, используют опоры.
Свайные фундаменты можно строить на неустойчивых, переувлажненных грунтах, участках с риском оползней или подтопления, заболоченных территориях, а также на склонах и впадинах.
- Экономическая целесообразность. Закладка одиночных силовых элементов, связанных в единую конструкцию обвязкой, обходится на 30–40 % дешевле, чем строительство плитного или ленточного заглубленного основания.
- Возможность подобрать силовой элемент для любых условий. Популярность свайной технологии обусловила рост предложений от производителей свай. Сегодня можно подобрать опоры с несущей способностью от 0,8 до 15 и более тонн, а для глубокой закладки используются составные элементы.
- Небольшой объем земляных работ. Если в случае с заглубленным ленточным или плитным основанием нужно рыть котлован на проектную глубину, то для устройства набивных свай достаточно пробурить скважины в грунте, а забивные и винтовые столбы погружаются в почву посредством силового воздействия.
Недостатки свайной технологии:
- Сложность инженерных расчетов. Технология свайного фундамента может удовлетворить практически все гидрогеологические и проектные условия, но для этого потребуется провести ряд инженерных вычислений. Перед проектированием конструктору необходимо изучить нормативные требования к строительству фундаментов, что учесть возможные нюансы для каждого типа опор.
- Трудоемкость работ по обустройству подвальных помещений. Организовать строительство подземных помещений в пространстве между силовыми элементами возможно, но это приведет к значительному удорожанию проекта, которое практически перекроет выгоду от применения свайной технологии.
Для частного дома
Частные жилые дома и коттеджи отличаются сравнительно небольшим весом по сравнению с многоэтажками и промышленными объектами. Эта особенность позволяет отказаться от закладки дорогостоящего железобетонного ленточного или плитного основания в пользу заводских или самодельных свай.
Преимущества свайной технологии для частного строительства:
- возможность закладки фундамента своими руками (винтовые, набивные сваи);
- при необходимости доступны способы усиления основания (при строительстве пристроек, увеличении этажности, замене перекрытий в доме и т.д.);
- ремонтопригодность.
Почему не стоит строить частный дом на свайном фундаменте:
- значительные теплопотери за счет подъема дома над уровнем земли;
- трудоемкая процедура инженерных расчетов;
- на участке наблюдается высокая сейсмическая активность.
Разных видов свай
Выбор свай основывают на результатах гидрогеологических изысканий грунта, а также инженерных расчетов по проектным нагрузкам. Сравнительная таблица по плюсам и минусам для различных типов силовых конструкций:
| Тип опор | Преимущества технологии | Недостатки технологии |
| Забивные железобетонные |
|
|
| Забивные стальные |
| |
| Забивные деревянные |
|
|
| Буронабивные |
|
|
| Винтовые металлические |
|
|
| Винтовые железобетонные |
|
|
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.
