Виды винтовых свай и их применение

Расчет винтовых свай для фундамента

Монтажу винтовых свай предшествует расчет необходимого их количество, глубины завинчивания и определения расстояния.

В частности, расчет винтовых свай выполняется по СНиП 2.02.03-85.

Число свай в фундаменте и их размеры следует назначать из условия максимального использования прочности материала свай и грунтов основания при расчётной нагрузке, допускаемой на сваю. Поэтому чтобы определить, сколько нужно винтовых свай на дом (6х6, 8х8) следует обладать полной информацией об указанных параметрах. Они же определяют и оптимальное расстояние между винтовыми сваями при монтаже.

Свайно-винтовой фундамент – плюсы и минусы

В числе преимуществ винтового фундамента значатся:

• возможность демонтажа;
• возможность сократить смету возведения (в сравнении с ленточным на 30-40% дешевле);
• возможность использовать как фундамент для пристройки;
• обеспечение естественной дополнительной вентиляции на болотистых грунтах;
• возможность применения на грунте любого типа (кроме скального);
• отсутствие необходимости предварительного выравнивания участка;
• надежность и высокая несущая способность;
• отсутствие масштабных земляных работ (связанных с выемкой, складированием, повторной засыпкой или вывозом грунта);
• устойчивость к силам морозного пучения (в частности, забивные сваи очень подвержены этому процессу);
• независимость от влияния времени года и погодных условий;
• отсутствие шума и вибрации (позволяет вести работы в непосредственной близости к рядом стоящим сооружениям);
• высокая скорость устройства (в сравнении с ленточным на 70% быстрее);
• возможность сделать винтовой фундамент своими руками или с привлечением специальной техники;
• возможность продолжения строительства сразу же после завинчивания свай.

Помимо названых достоинств, свайно-винтовой фундамент относится к разряду экологичных, поскольку позволяет сберечь почву, насаждения, рельеф местности и экосистему.

В числе недостатков можно выделить:

• невозможность утепления винтового фундамента, что чревато замерзанием коммуникаций (в частности вода и канализация);
• сложность обустройства цоколя;
• подверженность коррозии. Нанесение специальных составов на заводе или на месте монтажа повышает устойчивость сваи к появлению ржавчины. Однако нельзя исключать, что защитный слой может повредиться в процессе завинчивания сваи;
• проблемы с организацией подпольного пространства. Сложно сделать подвал под домом;
• относительно низкий срок эксплуатации при несоблюдении требований по уходу за сваями (наружной их частью);

Почти все указанные недостатки устраняются путем правильного проектирования, монтажа и эксплуатации винтового фундамента.

Как установить самому: пошаговая инструкция

Настоящая инструкция не является догмой, а носит исключительно рекомендательный характер

Следует обратить внимание на некоторые ключевые пункты, выполнение условий которых обязательно

Инструменты и материалы

Перед началом работ подготавливают следующие инструменты и материалы:

• садовый бур;
• растворомешалка;
• лопаты;
• магнитный уровень;
• угловая шлифмашина;
• лазерный уровень;
• отрезки водопроводных труб длиной от 2 до 3 метров;
• монтажная насадка;
• винтовые сваи;
• оголовки;
• электросварка.

Подготовка

С территории строительного участка убирают мусор, и по возможности удаляют растительность и плодородный слой почвы (100 – 150 мм).

Далее выполняют следующие действия:

1. С помощью шнура и колышков переносят план свайно-винтового фундамента на участок.
2. В точках разметки угловых опор садовым буром делают приямки глубиной 300 мм.
3. Правильность построения прямоугольников разметки проверяют равенством диагоналей между противоположными углами, измеряя их шнуром.
4. На прямых участках линий разметки под опоры тоже бурят приямки. Диаметр приямка должен быть таким, чтобы винт плотно входил в него. Это нужно для точной корректировки изначального вертикального положения ВС.

Как правильно вкрутить?

Подготовив свайное поле, переходят непосредственно к монтажу свай. Для того, чтобы самому правильно закрутить опоры можно применить один из трех способов:

• В процессе установки участвуют 2 человека. Один, продев рычаг в монтажное отверстие, вращает сваю вокруг своей оси, а второй удерживает двумя руками опору в вертикальном положении. Такой способ эффективен при глубине заложения фундамента не более 1,5 м и диаметре ствола 57 мм.
• ВС монтируют три человека. Два работника, вдев отрезки труб в верхний конец сваи с противоположных сторон, двигаются вокруг по часовой стрелке. Третий работник контролирует ровное вхождение сваи перпендикулярно горизонту.
• Третий способ — это применение монтажного оголовка, который надевают на верхушку трубы и фиксируют отрезком трубы через монтажные отверстия ствола опоры. По обеим сторонам оголовка сделаны петли из арматуры, которые позволяю продеть сквозь них трубы-рычаги любой длины и диаметра.

  Это позволяет значительно увеличить вращательные усилия и сократить время монтажа. Для контроля вертикального положения опоры на ствол крепят магнитный уровень. Работник, глядя на положение пузырька прибора, усилием рук выправляет положение сваи относительно горизонта и вертикали.

Обрезка

По окончании завинчивания приступают к обрезке свай:

• выбирают самую короткую опору и ниже её отверстий делают отметку с помощью лазерного нивелира;
• отметку надземной высоты ствола переносят на все опоры с помощью того же нивелира;
• выравнивание высоты СВФ относительно горизонтальной плоскости производят спиливанием частей труб выше отметки угловой шлифмашиной.

Бетонирование

Процедура осуществляют следующим образом:

• заливают полости свай бетоном М 300. Его готовят в растворомешалке или ручным способом в подходящей ёмкости. В ёмкость засыпают цемент М 400 – 500, песок и щебень в пропорции 1:2:2;
• в процессе перемешивания постепенно добавляют воду до получения жидкой тестообразной однородной массы;
• для быстрой заливки без потерь в опору вставляют самодельную лейку, свёрнутую из куска жести;
• по мере заполнения ствола бетон уплотняют отрезком арматуры, выдавливая из него воздух.

На верхние концы ВС надевают оголовки и приваривают их к сваям с помощью электросварки. На площадки оголовков укладывают металлопрофиль ростверка. Далее приступают к монтажу перекрытий и стеновых ограждений.

Классификация свай

Винтовые сваи классифицируются по нескольким параметрам, например, материалу, из которого изготовлены, конструктивным и функциональным особенностям. Исходя из материала изготовления выделяют:

• сваи из железобетона (наиболее устойчивые к нагрузкам конструкции, которые, как правило, используются при возведении крупных объектов);
• сваи из металла (наиболее просты в установке, имеют небольшой вес);
• буронабивные и буроинъекционные сваи.

Сваи из железобетона — самые надежныеИсточник block-gbi.ru Такие конструкции применяются в двух случаях: для возведения помещений с большим весом и для укрепления уже готовой конструкции. Буронабивные сваи отлично удерживают грунт от осыпания и оседания.

Что касается конструктивных и функциональных особенностей, то исходя из этих характеристик сваи делятся на:

• висячие;
• стойки;
• забивные сваи, изготовленные из железобетона.

Сваи-стойки заглубляют в рыхлый грунт до достижения ими твердой почвы, на которую делают упор. Таким образом происходит передача нагрузки от сваи к твердой почве. Следовательно, практически вся нагрузка (80%) распределяется не на элемент конструкции, а на твердую почву.

Такой тип свай рекомендуется использовать только в том случае, когда под мягкой и рыхлой почвой находится прочное основание.

Висячие сваи прочно укрепляются в почве Источник svaisnab.ru

Висячие сваи, в отличие от стоек, не передают нагрузку на твердую почву, а благодаря своим характеристикам прочно укрепляются в ней. Болты имеют специфическую шероховатость, что при вкручивании в почву дает максимальное сцепление. К такому типу свай относят буронабивные. После пробуривания почвы в нее заливается бетон. Вследствие чего более 70% всей нагрузки приходится не на стержень элемента, а на его стенки, что позволяет избежать обрушивания конструкции. С помощью таких элементов чаще строятся каркасные дома на сваях.

Типы и виды винтового фундамента

Изучая винтовые сваи, можно поразиться их разнообразию. Именно их разновидности обуславливают наличие разных типов винтового фундамента. Материал подготовлен для сайта www.moydomik.net

1. Фундамент на литых или на сварных сваях

• литые сваи – это изделия, наконечник которых отлит вместе со стволом. Фундамент на литых сваях будет наиболее прочен;
• сварные сваи – в этом случае наконечник с лопастями приварен к стволу сваи. Критической точкой здесь является качество сварки и дополнительная обработка сварного шва.

2. Фундамент на широколопастных или узколопастных сваях

Вид лопасти определяется типом грунта на участке.

• узкие лопасти – для использования в мерзлых грунтах. Такой наконечник погружается в почву без перекоса и намного быстрее стандартного;
• лопасти крупного диаметра (стандартные) – для нормального, обводненного и склонного к пучению грунта;
• средние лопасти – для почвы, содержащей много влаги.

Винтовые сваи – плюсы и минусы

Преимущества винтовых свай:

• относительно низкая цена винтовых свай;
• возможность вести работы в непосредственной близости к другим строениям, коммуникациям или насаждениям;
• возможность выполнить монтаж сваи своими руками;
• значительная скорость установки;
• отсутствие земляных работ;
• отсутствие вибрации и шума при закручивании сваи;
• возможность монтажа на участках с неровным рельефом местности;
• допускается повторное использование.

Отметим, что перечисленные достоинства характерны для свай, изготовленных промышленным способом.

Недостатки винтовых свай:

• невозможность применения на скальных грунтах, ввиду риска деформации лопастей или ствола;
• запрет на применение в сейсмоактивных районах;
• нецелесообразность использования в химически активных грунтах. Требуется значительная обработка металла для повышения его эксплуатационных характеристик;
• нецелесообразность использования на грунтах со слабой боковой поддержкой.

Быстрый монтаж винтовых свай – одно из несомненных достоинств этого вида свай для фундамента. При этом у заказчика есть возможность выбрать одну из трех технологий монтажа. В частности:

механический способ. Предполагает использование вспомогательных механизмов (лебедки и т.п.);

ручной способ. Для монтажа потребуется несколько человек и рычаг. Однако, чем толще ствол и больше диаметр лопастей сваи, тем сложнее будет осуществить ее завинчивание в грунт. Поэтому применение способа оправдано только для небольших свай;

гидравлический способ. Отметим, что использование специальной техники позволяет завинтить сваю в грунт под заданным углом (до 40°).

Как выбрать стержни?

Выбирая изделия, нужно учитывать:

1. Тип и вес сооружения.
2. Несущую способность опоры.
3. Геологические условия участка.

Рассчитав суммарные нагрузки и используя справочную информацию о сопротивлении грунта, выбирают количество свай с учетом их несущей способности. Последний параметр напрямую связан с диаметром и длиной опоры. Длину выбирают, исходя из глубины промерзания грунта и высоты цоколя.

Рекомендации по выбору диаметра свай:

• Ø57 мм – заборы из сетки, легковесные конструкции;
• Ø76 мм – тяжелые ограждения из кирпича и профнастила;
• Ø89 мм – пристройки, террасы, гаражи, хозяйственные постройки;
• Ø108 мм – малоэтажные дома, дачи, бани, ангары;
• Ø 133 мм – тяжеловесные постройки весом до 12 т.

О размерах и диаметрах винтовых свай читайте в этой статье, как выбрать опоры для разных типов фундаментов — в этой. О винтовых сваях 108 расскажет эта статья.

Виды винтовых свай

В зависимости от материала изготовления винтовые сваи различаются на типы:

1. Металлические сваи – стальные изделия из профильной трубы. Отличаются недорогой стоимостью и возможностью ручного монтажа.
2. Железобетонные сваи – изделия, изготовленные из бетона, упрочненные армированным каркасом (подробнее об армировании свай читайте тут). Столбы имеют винтовую часть и оснащены металлическим наконечником. Отличаются повышенной несущей способностью и сроком службы от 100 лет за счет стойкости бетона к коррозийным процессам.

Металлические винтовые сваи по конфигурации лопастей различаются на:

• лопастные;
• спиральные;
• комбинированные.

По способу изготовления наконечников:

• литые;
• сварные;
• кованные.

По способу нанесения антикоррозионного покрытия:

• нанесение обмазочных материалов;
• холодное оцинкование;
• горячее оцинкование.

Подробнее о том, каких видов бывают винтовые сваи, можно узнать здесь, об оцинкованных винтовых сваях читайте здесь, о бетонных — тут, о металлических — тут.

Заводское производство и самостоятельное изготовление

Бетонные винтовые сваи изготавливают только на заводах, поскольку технология производства предполагает использование виброоборудования и сушильных камер. Металлические сваи можно сделать в домашних условиях при умении обращаться со сварочным аппаратом и болгаркой.

нужно учитывать такие факторы:

Использовать профильные трубы из высокопрочных марок стали.
Для лопастей применять листовую сталь толщиной не ниже 4–5 мм.
Уделять внимание прочности сварочных швов.
Выбирать качественные гидроизоляционные материалы.

Заводские изделия изготовлены по ГОСТУ и соответствуют заявленным техническим характеристикам. В свою очередь для самодельных труб сложно рассчитать несущую способность, что предполагает риски в процессе монтажа и эксплуатации. Как сделать винтовые сваи своими руками, можно узнать тут.

Размеры опор

Характеристики винтовых свай:

• длина трубы – от 1 м;
• диаметр сечения – от 57 мм;
• толщина стенки трубы – от 3,5 мм;
• толщина лопасти – 4–5 мм;
• диаметр лопасти – 150–300 мм.

Сваи с такими размерами обеспечивают необходимую несущую способность для легковесных сооружений, построенных на суглинистых почвах, которые преобладают на территории Московского региона и других областей РФ.

Нагрузка

Допустимая нагрузка на фундамент определяется типом грунта, а также несущей способностью одной опоры. Характеристика винтовой металлической сваи зависит от длины столба, а также диаметра трубы и лопастей. Подробнее о нагрузке на винтовые сваи можно узнать тут.

Зависимость параметров отражена в таблице:

Тип грунта	Несущая способность сваи (тонны) диаметром 108 мм при диаметре лопастей 300 мм
длина столба – 1,5 м	длина столба – 2,5 м	длина столба – 3м
Пластичные глины	3,7	4,4	5,0
Полутвердые глины	4,7	5,4	6,0
Суглинки, супеси	3,7	4,5	5,0
Пески средней фракции	Не используются	9,5	10,5

Какие бывают сваи

Различают несколько видов этих изделий. Это:

• литые изделия;сварные сваи.

Сварная опора — это труба диаметром от 57 до 325 мм или более. С одной стороны – острый конус и лопасть.

Сталь имеет свойство коррозировать, поэтому изделие покрыто защитными составами. Непосредственно лопасть и сам конус производятся при помощи резки с применением плазменной технологии. Эти детали отличаются точностью изготовления и качеством обработки.

Есть и более крупные опоры. Их используют преимущественно на промышленных объектах. Для частного строительства популярен размер 108 мм.

В свою очередь классификация винтовых свай предусматривает несколько типов сварных изделий:

1. Для устройства фундамента на каменистых почвах – обеспечивает отличное сцепление с почвой.В малоэтажных частных домах открытого типа – это базовая деталь с круглыми лопастями под обыкновенный тип грунта.Для небольших строений с закрытым наконечником. Здесь лопасти более крупных размеров. Предназначены под любые грунты.

Сваи винтовые

Литое изделие используют в стандартном размере — 108 мм.

Данная опора имеет значительную степень прочности. Цены на такие опоры значительно выше, чем на сварные, однако эти разновидности винтовых свай имеют множество достоинств. Это необыкновенная прочность, опоры изготовлены из стали, более надежны.

Литые изделия тоже делятся на типы:

• для монтажа на талых почвах или же обводненных;для почв в состоянии вечной мерзлоты;для частного малоэтажного строительства.

Расчет нагрузки

Чтобы определить суммарную нагрузку на фундамент, необходимо знать:

• тип и вес стройматериалов, которые будут использоваться для возведения стен;
• габариты постройки, в том числе высоту этажей;
• вес перекрытий, кровли, пола;
• проектное количество людей, которые будут эксплуатировать сооружение;
• вес предметов интерьера, техники и оборудования;
• массу снежного покрова (определяется по климатическим условиям региона).

Для нахождения веса конструктивных элементов используют удельный вес строительных материалов, который можно узнать из справочников в общем доступе. Полезную нагрузку, которая включает вес людей и мебели, условно принимают равной 150–180 кг/м2.

Поскольку точно определить некоторые параметры достаточно сложно, добавляют к нагрузке запас надежности 10–25%.

проектные нагрузки делят на опорную площадь фундамента

Сопоставление параметров позволяет судить о том, правильно ли рассчитано количество свай относительно геологическим условиям.

Расчёт винтовых свай

Чтобы сделать расчёт винтовых свай, можно использовать специальный калькулятор для свай. Однако этот расчёт будет приблизительным. Если вы желаете научиться правильно рассчитывать винтовые сваи вручную, можете воспользоваться нашими инструкциями.

Расчёт винтовых свай – важный этап проектирования здания

Расчёт винтовых свай производится и для сооружений на воде

Свайные фундаменты – это основания здания или сооружения, которые требуют наименьших затрат на своё устройство и могут выполняться на любых типах грунта. В связи с этим свайные фундаменты очень популярны как в жилом, так и в промышленном строительстве. Кроме этого расчёт винтовых свай делается легко и без лишних сложностей.

Общие положения

Расчёт винтовых свай и дальнейшее строительство по нормативным документам должно выполняться в следующей последовательности:

1. Определение параметров грунтового основания. Для этого производятся инженерно-геологические исследования. В результате мы должны знать показатели несущей возможности грунтов, их плотность и составляющие, а также физико-химические характеристики.
2. Сбор нагрузок. В данном случае учитывается вес всего дома с мебелью и прочим техническим инвентарём, а также динамические нагрузки (вес снежного покрова, ветровая нагрузка и т.п.).
3. Предварительный расчёт. На данном этапе составляется приблизительная схема будущих свайных фундаментов.
4. Далее данные, полученные в ходе предварительного проектирования, пропускаются через специальную программу, учитывающую особенности грунтов, показатели веса объектов, ветровые воздействия и т.д. В ходе этого данные уточняются и оптимизируются. Итогом данного этапа становятся уточнённые данные конструкций фундамента, подогнанные под конкретные геологические и природные условия строительства.
5. Последним этапом расчётов станут рабочие чертежи свайного поля. После этого можно начинать строительство домов на сваях.

Винтовые сваи для разных типов грунтов

Какой диаметр свай выбрать?

В зависимости от назначения винтовые сваи бывают различного диаметра. Чтобы правильно его подобрать, вы должны точно знать назначение будущего сооружения и возможные нагрузки на основание. В зависимости от этого сваи подразделяются на:

• винтовые сваи, используемые для лёгких оград из сетки, их диаметр 5,7 см;
• сваи диаметром 7,6 см подходят для возведения лёгких сооружений (бытовки, навесы, хозяйственные сооружения, уборные и т.п.) и для монтажа заборов из дерева или профнастила, свая может выдержать нагрузки до 3 т;
• винтовые сваи диаметром 8,9 см с несущей возможностью в 3-5 т применяются для установки массивных ограждений с большой высотой, каркасных коттеджей низкой этажности и всевозможных достроек к ним;
• винтовая свая диаметром 10,8 см с несущей возможностью в 5-7 т подходят для сооружения двухэтажных построек каркасного типа и для домов из нетяжёлого камня, древесины.

Винтовые сваи: строение

Расчёт винтовых свай для одноэтажного дома

Что такое свайно-ленточный фундамент

Схема фундамента свайно-ленточного

Рама из железобетона или других аналогичных материалов носит наименование ростверка, от немецкого слова, составленного из двух Rost – решетка и Werk – строение. Ростверк собирается из балок или плит, опирающихся на оголовки свай. Когда используются балки или монолитные конструкции по периметру дома и несущих стен – это ленточный вариант ростверка.

На конструкцию опирается бревенчатый или бетонный настил, она создает равномерное соотношение нагрузок. Точечные воздействия от свай распределяются по верхней раме, таким образом нет излишних нагрузок на стены в отдельных точках. Это практически избавляет строение от перекосов и разрушений кладки. Лента и сваи закрепляются единым арматурным поясом, который позволяет поддерживать весь дом.

Положительные моменты, которые характеризуют свайно-ленточный фундамент:

• Можно использовать на различных видах почв, в том числе с высоким подъемом грунтовых вод, в условиях неровного рельефа. Устойчив в условиях подвижных, неустойчивых пучинистых грунтах.
• Возведение фундамента занимает немного времени.
• Используется сравнительно небольшое количество строительных материалов.
• Не требуется привлекать сложную автомобильную технику и строительную механизацию.
• Простые виды работ со сваями: винтовыми и буронабивными. Это доступно даже самостоятельным строителям.
• Относительно невысокая стоимость основания.

Расчет винтовых свай для фундамента каркасного дома

Перед тем, как закупать необходимые материалы и начинать монтаж свай, нужно произвести все технологически необходимые расчеты. Они достаточно сложны, нужно сделать замеры и, исходя из этого, рассчитать количество и вид материала, учесть нюансы возведения сооружения. Для этого следует пригласить специалиста, или сделать все работы под контролем специалиста.

Перед началом работ следует просчитать следующие показатели.
— какой грунт на участке и его особенности;
— уровень грунтовых вод и диапазон сезонных колебаний;
— уровень промерзания почвы;
— вес всего строения;
— увеличение сезонных нагрузок (снег, ветер);
— ветровые нагрузки.

Первые три показателя определит геолог и сделает необходимые расчеты. Вес дома с начинкой, а также уровень нагрузки на сваи, вы можете просчитать самостоятельно либо с помощью профессионального строителя. Чтобы рассчитать вес конструкции, нужно иметь четкий план строения и информацию о материалах, которые будут применены. Дополнительно стоит учесть и потенциальную нагрузку, возможно, вы отойдете от плана и впоследствии будете модернизировать дом.

Винтовые сваи располагаются таким образом, чтобы нагрузка строения распределилась равномерно на все опоры. Поэтому нужен план строения уже на этапе проектирования. Набросайте рисунок будущего дома, чтобы сметчик имел представление, что именно просчитывать. В процессе расчетов в план будут вноситься корректировки, чтобы оптимизировать проект.

Следует заметить, что сваи располагаются под несущими само строение конструкциями (ложе фундамента) и уходят в почву глубже, чем уровень ее промерзания. И тут кроется один нюанс. Как правило, мягкие почвы промерзают сильней и в процессе оттаивания могут значительно смещаться. Это естественный процесс. Смещаясь, почва может как проседать, так и вспучиваться. Эти процессы смещают сваи. Поэтому вес сооружения обязательно должен распределяться по сваям равномерно, создавая возможность опорам адаптироваться к естественным процессам в почве. Тогда все эти сезонные изменения пройдут без ущерба для фундамента.

Если не соблюдать эти требования, дом может завалиться из-за разницы нагрузки, или оттаивающая почва попросту вытолкнет сваи, что приведет к обрушению всего строения. Эти все моменты также следует учесть при проектировании и учете длины конструкций.

Кстати, еще один тип часто используемого для такого типа строений фундамент – ленточный – монтируется по этому принципу. Основание заливается строго с учетом расположения несущих конструкций. Однако сама технологическая карта заливки ленточного фундамента куда сложней, поэтому, если позволяет тип почвы, лучше использовать винтовой фундамент. Его преимущество в том, что на зафиксированные сваи сразу крепятся связующие элементы.

Перед тем, как начать устанавливать сваи, нужно выполнить так называемую обвязку (армирование). Его суть заключается в том, что выкладывается основание (подойдут рельсы), соединяются воедино и на них выкладывается патрубок из дерева (первый венец крепиться именно к обвязке).

Обычно сваи устанавливаются, согласно технической документации процесса, на расстоянии 3-4 метра. Однако особенности почвы могут быть таковы, что шаг придется уменьшить до метра. Если есть риск смещения почвы, лучше перестраховаться и использовать больше свай. Закручивать их до конца также не следует. Оставьте для балансировки 10-12 см. Технологически, свая обязательна на каждом углу строения и под несущей стеной. В остальном сваи следует расположить в зависимости от индивидуальных конструктивных особенностей дома.

Для окончательного расчета следует учесть тип почвы и вес материалов, а также форму и толщину свай. Можно рассчитать эти показатели самостоятельно, а затем прибавить к получившимся значениям в среднем 20%. Помочь рассчитать свайный фундамент самостоятельно, вам может один из наших строительных калькуляторов (ссылка откроется в отдельном окне).

Однако все показатели, которые участвуют в расчетах, могут изменяться в зависимости от разных условий. Все эти нюансы может учесть лишь профессионал. Закажите расчеты и план у специалиста, если не уверены в своих силах и знаниях.