Винтовые сваи для фундамента – характеристики, плюсы и минусы, виды, типы, размеры

Винтовые сваи – что это такое?

Винтовые сваи для фундаментаВинтовые сваи для фундамента – это разновидность свай, заглубление которых в почву осуществляется путем соединения методов завинчивания, в противовес традиционному забиванию. Сваи винтовые отличает наличие лопастей на стволе, что делает возможным их установку, как специальной техникой, так и вручную.

Конструктивное устройство винтовой сваи

Конструктивные элементы винтовых свай

Устройство винтовой сваи не сложное и состоит из нескольких частей:

– труба (ствол). Верхняя часть трубы имеет технологическое отверстие для установки стержня, облегчающего завинчивание сваи;

– оголовок. Представляет собой металлическую площадку, которая закрепляется на верхней части ствола (трубы);

– лопасть. Спиралеобразный плоский элемент, расположенный на нижней части трубы.

Для защиты от коррозии свая имеет антикоррозионное покрытие.

Антикоррозионное покрытие

Это немаловажный критерий выбора. В заводских условиях винтовые сваи обрабатывают разными защитными составами. Это может быть цинкование (холодное и горячее), покраска, нанесение полимеров и смол.

Из все предложенных вариантов предпочтение лучше отдать оцинкованному покрытию, нанесенному методом холодного цинкования, полиуретановому слою или эпоксидному. Если сваи были приобретены без защитного нанесения, то его надо будет провести своими руками. При этом можно подземную часть обработать хорошим материалом, а надземную недорогим.

Нормативы винтовых свай

Изготовление винтовых свай не регламентируется ГОСТом, однако ключевые нормативные положения содержатся в:

• СП 50-102-2003;
• СНиП 2.02.03-85;
• (ТУ) 5264-006-05773342-2007 «Сваи стальные винтовые».

Отдельные элементы регламентированы:

• качество металла:

  – ГОСТ 8732 – определяет качество конструкционных углеродистых сталей;

  – ГОСТ 19281 – определяет качество низколегированных и легированных сталей;

• качество антикоррозионного покрытия (слой цинка):

  – ГОСТ 9.307-89 – определяет параметры оцинкования для горячего метода нанесения;

  – ГОСТ 9.402-2004 – определяет параметры оцинкования для холодного метода.

• качество лопастей:

  – ГОСТ 977-88 «Отливки стальные».

• качество сварочных швов – соответствующими нормативными положениями.

При этом существует международный стандарт ICC AC358, на который опирается большинство производителей.

Таким образом, производство свай выполняется по ТУ (технические условия), которые разработаны конкретным производителем.

Маркировка винтовых свай

Обозначение должно включать следующую техническую информацию:

• качество стали;
• длина (в м.п.);
• тип сваи (ВСЛ – предназначена для грунтов сезонного промерзания, ВСЛМ – для вечномерзлых грунтов);
• наружный диаметр трубы ствола сваи (в мм.);
• параметры наконечника: диаметр лопастей (в мм.), способ изготовления (литой или сварной), марка стали.

Проектирование фундамента на винтовых сваях осуществляется по СП 24.13330.2011.

Винтовые сваи – область применения

Целесообразность использования винтовых свай, в том или ином случае, зависит от типа грунта. В частности, их монтаж рекомендован когда:

• участок отличается неровным рельефом (наличие склонов);
• в регионе наблюдается существенные низкие температуры, обуславливающие значительную глубину промерзания;
• на участке присутствуют слабые грунты (торфяник, плывун, глина и т.п.). Плотный грунт расположен глубоко;
• строительство ведется в труднодоступных районах и подвоз строительных материалов, а также вывоз почвы из котлована усложнен;
• грунтовые воды расположены слишком близко к поверхности почвы;
• невозможность обустройства котлована на участке (нет проезда, рядом построены здания и т.п.);
• предполагается временное строительство (например, аттракционы, павильоны, шатры).

Зачастую свайно-винтовой фундамент выбирают те застройщики, которые стремятся максимально органично соединить строительство и природный ландшафт.

Согласно СП 24.13330.2011 винтовой фундамент может использоваться только в малоэтажном строительстве при условии применения легких материалов. Обосновано использование винтовых свай под небольшие дома, дачи, срубы, гаражи, беседки, террасы, заборы и т.п.

Достоинства и недостатки

Начинать говорить о достоинствах свайно — винтового фундамента надо с позиции простоты проводимого процесса. Ведь для этого не нужна специальная техника, хотя именно с ее помощью монтажный процесс ускоряется до максимума. Ведь, что собой представляет данная разновидность фундаментных конструкций? Это металлическая труба, на конце которой установлен бур. Трубу вкручивают в грунт до необходимой глубины.

После установки всех свай их обвязывают металлическими или деревянными профилями (швеллер, двутавр,брус), которые образуют ростверк здания. На него и укладывают стеновые и напольные конструкции. Здесь нет опалубки, почти нет бетонного раствора, нет длительного времени, которое выделяется на высыхание бетонной смеси. Такой фундамент под дом небольших размеров можно смонтировать за один день.

При этом установку свайно — винтового фундамента своими руками можно провести на любых видах грунтов. Это касается регионов и с болотистой местностью, и вечной мерзлотой, и на участках с подтоплением весной. Но чаще всего его устанавливают на участках с уклоном, где работы по сооружению фундамента из бетона требуют особого подхода, больших финансовых и трудовых затрат. Ведь углублять сваи можно на любое расстояние, все зависит от длины трубы. Поэтому очень удобно выставить их в одной горизонтальной плоскости в независимости от рельефа местности.

И еще несколько преимуществ:

1. Проводить монтаж можно в любое время года.
2. Нет необходимости исследовать грунт на уровень пролегания грунтовых вод.
3. Фундамент для дома из винтовых свай не подвергается негативному воздействию пучения грунта.
4. Для свайно —  винтового фундамента нет надобности выкапывать большой котлован или рыть траншеи, что снижает затраты на его сооружение.
5. Он не будет тянуть капиллярную влагу из почвы, что гарантированно сохраняет стены дома.
6. В пространстве между полом и грунтом можно запланировать прокладку коммуникационных сетей.
7. Срок службы зависит от технических характеристик труб – их толщины, металла и способа защитного нанесения.
8. Давно подсчитано, что такая конструкция дешевле бетонной на 30 — 40%.

К минусам свайно — винтового фундамента можно отнести некачественное изготовление самих свай. Сегодня их изготавливают и кустарным производством в небольших цехах, где за качество никто не отвечает. Но есть и более серьезные недостатки:

1. Вкручивать винтовые сваи в каменистую или скальную породу очень сложно, а иногда и просто невозможно. Если принято решение использовать их на таких участках, то приготовьтесь к большим сложностям.
2. Обязательно обустраивается система водоотведения, что приводит к увеличению бюджета.
3. Коррозию металла никто не отменял. И хотя винтовые сваи обрабатываются защитными покрытиями, природа делает свое дело. Особенно это относится к участкам с повышенной химической активностью. Поэтому фундаменты СВФ не рекомендуется сооружать вблизи железных дорог, разрабатываемых шахт, высоковольтных линий электропередач.
4. Полноценный подвал под домом, установленным на винтовые трубы, не получить.

Недостатков свайно винтового фундамента немало. Но если правильно выбрать сваи по техническому назначению, если грамотно провести их монтаж, то можно гарантировать их высокую несущую способность и длительный срок службы.

Период эксплуатации

Согласно исследованиям западных специалистов:

• В идеальном грунте элементы (от 8 мм) с учетом качества металла и покрытия прослужат от 300 лет и выше.
• В сложных условиях (торфяные грунты, морское дно и прочее) период службы свай составляет 30 лет, с оцинковкой он продлевается до 70 лет.

Отечественный производитель гарантирует длительность службы сваи до 100 лет, но в среднем изделия будут служить от 30 лет с учетом особенностей грунтов.

Какую информацию нужно предварительно собрать?

Выбор свай для фундамента с учетом влияющих факторов

1. Получить подробную информацию о состоянии грунтов, высоте залегания водных горизонтов и степени подвижности отдельных пластов.
2. Разработать проект будущего дома с учетом используемых строительных материалов, дополнительно предусмотреть погрешность на мебель и другие материалы.
3. Рассчитать, сколько нужно по массе всех строительных материалов для постройки дома.
4. Уточнить глубину залегания прочных слоев породы и степень их пучения.
5. Подобрать оптимальный тип свай и характеристики ростверка.
6. Посчитать допустимую нагрузку на единицу площади грунта, а также допустимое количество несущих конструкций.

Как правило, проектирование таких фундаментов предусматривает сбор всей информации о будущем здании и строительной площадке. Это сложные инженерные расчеты, делать которые должен профессиональный строитель с опытом работы в такой сфере.

Также, учитывая открытую площадку между домом и грунтом, крен конструкции под воздействием ветра неизбежен, и его обязательно нужно учитывать.

При расчетах таких фундаментов также иногда учитывается, сколько и каких нужно гидроизоляционных материалов для защиты основания. Проектирование и расчет этого фундамента состоит с нескольких ключевых этапов:

• выбор оптимального диаметра используемых свай;
• расчет максимально допустимой длины конструкции;
• расчет минимального количества материалов, на которых будет расположен ростверк;
• расчет несущей способности буронабивных свай как альтернативы фабричным;
• расчет и выбор ростверка.

На этапе проектирования нужно сразу определиться, какой тип конструкции будет использоваться. Ведь от их характеристик зависит максимально возможное количество конструкций, их допустимый диаметр и технология возведения.

Выбор оптимального диаметра конструкции

Способы применения свай для фундамента различного диаметра

Понятно, что каждый тип рассчитан на свою допустимую нагрузку, поэтому в некоторых случаях профессионалы считают диаметр самостоятельно и подгоняют под заводские нормы. Итак, сейчас на рынке строительных материалов можно заказать конструкции с диаметром 57, 76, 89 и 108 мм. Подбираются они по некоторым правилам:

1. Диаметр 57 мм рассчитан на небольшую нагрузку, поэтому часто используется для возведения фундаментов для заборов, сараев, других хозяйственных построек небольшой массы.
2. Диаметр 76 мм рассчитан на максимальную нагрузку до 3 тонн, поэтому используется для строительства легких хозяйственных построек.
3. Диаметр 89 мм уже отличается большей несущей способностью, выдерживает нагрузку до 5 тонн на единицу, поэтому оптимален для возведения жилых одноэтажных каркасных зданий.

А вот диаметр 108 мм уже способен нести на себе каркасные жилые здания с несколькими этажами. Только возводить их нужно из относительно легких строительных материалов, ведь допустимая нагрузка на одну сваю составляет до 7 тонн.

Зависимость размера оголовка от диаметра опоры

Типовой размер винтовой части свай имеет ширину и высоту, равные 25 см. Как правило, для оголовков используют высокопрочную сталь (09Г2С, 3СП5 и другие марки). При этом толщина конструктивного элемента должна составлять не меньше 4 мм. Зависимость между основными параметрами лопасти отражена в таблице:

Внутренний диаметр оголовка должен соответствовать размеру сечения сваи. Для различных нужд используют определенные типы оголовков, которые отличаются раскроем конуса. Для сложных грунтов используют сваи с усиленными удлиненными лопастями.

Вес, масса и размеры винтовых свай

Сваи винтовые имеют вес и размеры, разработанные и утвержденные строго в соответствие с ГОСТами. А нормативные документы, в свою очередь, основаны на многочисленных практических испытаниях и экспертизах. В ходе такого многоступенчатого процесса удалось подобрать оптимальные размеры с учетом несущих характеристик.

Размеры винтовых свай

В приведенной ниже таблице указано соответствие диаметров и длины сваи к рабочей массе конструктивного элемента.

Диаметр винтовых свай служит ключевым параметром при использовании в строительстве. Длина может быть изменена с помощью простой нарезки первоначального прута, а вот диаметр закладывается в проекте и с учетом этого изготавливается на производстве. Архитектор, при выборе свайно-винтового типа основания для будущего строения, обязан точно рассчитать не только параметры фундамента, но и оптимальные габариты и характеристики свай.

Вес, размер, масса и другие характеристики винтовых свай

Рассмотрим винтовые сваи, размеры и характеристики которых играют важную роль при формировании несущей способности фундамента. Установлены средние несущие способности для каждого типа сваи: например, диаметр 76 мм обеспечивает надежную опору для нагрузки в 3 тонны; диаметр 108 мм увеличивает несущую способность до 5-7 тонн. Особенность конструкции заключается в том, что вес самой сваи не оказывает влияния на несущие характеристики будущего основания.

Самая распространенная длина сваи составляет 2,5 метра. Такая величина обеспечивает надежность конструкции и качество основания для любого типа здания. В целом, на современном строительном рынке присутствуют сваи с длиной от 0,5 метра до 11,5. Хотя большинство из них редко применяются в производстве.

Как уже упоминалось, вес винтовой сваи 108 мм способен обеспечить достаточную опору для нагрузки до 7 тонн. Отсюда следует вывод – конструкция сваи служит лучшим примером рационального использование материалов. При минимальных вложениях и точном следовании проекту удается создавать строения высокой прочности и безопасности.

Диаметр изделия и нагрузка

Играют большую роль в выборе материала для возведения планируемого сооружения. От размера винтовой сваи для фундамента и величины оголовка зависит прочность материала, а соответственно надежность и долговечность фундамента в целом. Размеры оголовка пропорциональны диаметру трубы. Примеры соотношения:

• 150*150*3 мм – 76 мм;
• 150*150*4 мм – 89 мм;
• 200*200*5 мм – 108 мм.

Винтовые сваи диаметром 57 мм

Такие элементы выдерживают максимальный вес до 800 кг. Винтовые сваи данного размера можно применять на увлажненном и подвижном грунте. Они подойдут для возведения заборов из металлической и пластиковой сетки. Иногда их используют в качестве фундамента при строительстве беседок и гаражей, имеющих легкую облицовку.

Винтовые сваи диаметром 89 мм

Несущая способность изделий составляет 1,4 тонны. Их используют при возведении загородных домов небольшой этажности, гаражей, беседок, бань, монументальных заборов. Хорошо переносят зоны водоемов и подземных источников. Имеют отличное сцепление с грунтом. Выдерживают большие нагрузки. Фундамент на винтовых сваях данного размера не подвержен вспучиванию. Винтовые сваи данного диаметра подойдут для реставрации самых разнообразных построек. Станут надежной опорой при возведении пирсов и причалов.

Винтовые сваи диаметром 108 мм

Несущая способность изделий, имеющих такие размеры, составляет 3,5 тонны. Подойдут для возведения щитовых конструкций, бревенчатых домов, бань и строений из бруса. Используются для застройки складских помещений, технических объектов и платформ. Монтаж винтовых свай и всего фундамента осуществляется при помощи спецтехники. Вручную провести правильный монтаж не представляется возможным.

Винтовые сваи диаметром 133 мм

Несущая способность изделий достигает 6 тонн. Они подойдут для реализации самых разнообразных проектов на любом грунте. Винтовой фундамент хорошо выдержит конструкции из бетонных блоков, кирпича, а также монолитные сооружения. Сваи данного размера обладают максимальной прочностью и устойчивостью. Имеют большой срок службы. Монтаж фундамента можно проводить при любой погоде при наличии спецтехники.

Выбираем оптимальную глубину

При проектировании свайных фундаментов нужно помнить, что длина несущих элементов должна быть достаточной, чтобы достичь глубины промерзания почвы и упереться в прочные слои грунта. Ведь, если будут допущены ошибки в проектировании, тогда возникает проседание отдельного угла дома с дальнейшим его разрушением. Поэтому, длина конструкции выбирается с учетом некоторых важных факторов

Как правильно рассчитать расстояние

Опоры достаточно надежны, долговечны, не зависят от сезонных изменений грунта.Основанием фундамента служит полая оцинкованная труба с наконечником – буром. Строительство происходит в семь этапов:

1. Опоры заглубляют параллельно друг другу на равную глубину.
2. В полость вставляют арматуру, заливают бетоном.
3. На верхней поверхности монтируют ростверк – горизонтальная плоскость основания. Он помогает равномерно распределить нагрузку по всей площади фундамента. При установке ростверка нужно правильно рассчитать расстояние между лагами.
4. Поверх лаг укладывают слой утеплителя, потом половую доску первого этажа.
5. Монтируют цоколь. В основном это ленточная кладка из кирпича.
6. Прокладывают слой теплоизоляции.
   Пример утепления пола в каркасном здании
7. Стягивают сваи. Для этого их обваривают профильными трубами между собой.

Это дополнительно укрепит фундамент.

Все нормы прописаны в СНиП 2.02.03-85. При проектировании конкретного здания делают расчеты. При этом учитывают:

• Количество несущих стен;
• Нагрузка на фундамент. Здесь учитывается тяжесть строительных материалов, примерный вес мебели, погодные условия в регионе;
• Состав грунта.

Чертеж с размерами дистанций между сваями фундамента каркасника

Максимальное расстояние между сваями в каркасном доме 3 метра. В зависимости от природных условий и стройматериалов может быть снижено до 1 метра. Минимальное расстояние не должно быть меньше, чем тройной диаметр трубы, а максимальное – до 6 диаметров.

Просчитав предполагаемую нагрузку, можно определить, сколько нужно опор и вычислить необходимые промежутки между ними. От правильных расчетов зависит время эксплуатации здания.

Шаг установки винтовых свай под одноэтажное здание с мансардой

Для определения количества:

• проводят анализ грунта на участке под застройку;
• определяют площадь дома;
• вычисляют предполагаемую нагрузку на грунт;
• делают расчет по формуле: Площадь основания сваи умножить на сопротивление и общую массу нагрузки разделить на полученный результат.

Нагрузку можно определить по СНиП или техническим условиям. Результат вычисления – нужное количество опор. Длину здания по периметру делим на количество свай. Полученный результат необходимо откорректировать в зависимости от материала опоры:

• для деревянных минимально допустимый шаг не больше семидесяти сантиметров;
• для железобетонных – не больше 90.

Максимальный шаг зависит от установки: один ряд – 1,33 м, два ряда – 2,67 метра.Смотрите видео о расстоянии между сваями фундамента.

Скажем сразу, что все индивидуально и рассчитывается отдельно для каждого проекта дома, но в среднем расстояние между винтовыми сваями должно быть около 2 метров, но не больше 3 метров. Всё зависит от каркаса дома, который вы используете, обычно одноэтажные и двухэтажные дома не требуют очень близкого расстояния между сваями, но многие компании, которые занимаются установкой винтовых свай пытаются продать нам как можно больше и устанавливают сваи чуть ли не каждый метр, такой фундамент нам с вами не нужен, зачем переплачивать в два раза больше?

Устройство свайного фундамента имеет две главные отличительные особенности, которые можно отнести к преимуществам. Первая — возможность заглубления до 30 м с целью достижения плотных слоев грунта. Вторая — устройство основания под строительство дома в местах, где никакие другие виды фундаментов невозможно заложить по техническим и экономическим причинам, например, над водой.

Ниже приведем примеры и преимущества использования свайного фундамента:

• Данный вид фундамента не требует дополнительных земляных работ, например, раскопку котлованов или траншей.
• К дому, построенному на сваях легко пристроить дополнительный объект
• По сравнению с ленточным фундаментом работы над фундаментом на сваях занимает всего несколько дней.
• Возведение фундамента на сваях не зависит от погодных условий и времени года.

В настоящее время разработано множество разновидностей свай, которые отличаются друг от друга по нескольким параметрам:

• По внешнему виду — от круглого до многоугольного сечения, с прямоугольной, пирамидальной и конусной формой стержня;
• По конструкции — пустотелые, сплошные, трубчатые, цельные, составные;
• По материалу — деревянные, металлические, железобетонные, бетонные, комбинированные;
• По типу насадок — конические, раздвижные, с уширением, винторезом и без них;
• По способу армирования — продольные, поперечные, напряженные, ненапряженные и без армирования;
• По функционалу — стоячие и висячие.

1. Стоячие сваи — конструкции, которые устанавливаются с заглублением до плотных слоев грунта. В этом случае нагрузка поглощается непосредственно грунтом, на который опирается свая.
2. Висячие сваи — конструкции, в которых нагрузка от веса дома передается через боковые поверхности сваи в почву. Этот тип наиболее часто реализуется в пирамидальных и конических сооружениях для внедрения в плотный грунт, под которым может находиться водоносный слой.

Расположение свай зависит от характеристик почвы, рельефа местности и может быть одиночным, рядовым, кустовым и комбинированным.

Одиночный вариант обычно используется для укрепления элементов плитного фундамента по центру, под отдельными стенами или углами.

Рядовый вариант — самый распространенный при устройстве свайных фундаментов, он может быть применен по линии одной стены, по периметру здания и под перегородками.

Кустовое расположение свай представляет собой усиление одиночного варианта в какой-либо точке застройки, где несколько столбов, расположенных близко друг к другу, выполняют функцию единичной опоры.

Комбинированный вариант расположения свай используется на сложных рельефах и подвижных грунтах, когда в различных точках пятна застройки необходимо заложить один или несколько столбов в целях усиления определенного участка свайного фундамента.

Чтобы определить расстояние между сваями свайного фундамента, надо знать две величины: необходимое количество свай и размеры здания в плане.

Алгоритм расчета количества опор примерно одинаков для всех их видов, потому достаточно рассмотреть один вариант – например, буронабивные сваи.

Исходными данными для расчета являются:

• анализ грунтов в зоне строительства;
• максимальная нагрузка будущего дома на грунт;
• площадь дома.

Анализ грунта

Определить состав грунта на участке можно самостоятельно (если планируется возведение легкой постройки). Для этого на месте будущего фундамента надо выкопать несколько ям глубиной примерно 2 метра.

В процессе рытья «скважин» вы увидите, какой тип грунта вам будет попадаться, и на какой глубине находится плотный слой (например, твердая глина).

Этот параметр вам понадобится для расчета длины сваи.

Плотность грунта

Таблица плотности грунта для расчета свайного фундамента

Если грунты сыпучие и не способны выдерживать большие нагрузки, тогда сваи опускаются до глубины промерзания или достижения прочных почв. На строительной площадке нужно проводить подробные геодезические исследования, провести сбор данных о состоянии почвы и уровня грунтовых вод. Делается это методом глубинного керна или вручную с помощью лопаты.

Если под слоем залегают прочные почвы типа глины или песка, тогда нужно использовать сваи длиной до 2,5 метра. Если под слоем плодородной почвы есть породы низкой плотности, тогда с помощью садового бура делается скважина до уровня залегания прочных пород и по глубине скважины рассчитывается длина несущих элементов.

Собираем нагрузки

Общая нагрузка на грунт определяется как сумма весов всех строительных материалов, которые предполагается использовать при строительстве, снеговой и ветровой нагрузки.

Две последние величины — нормативные.

Они зависят от региона строительства и определяются по таблицам действующих в России СНиПов.

Для определения необходимого количества опор надо выполнить следующие действия:

• рассчитать площадь подошвы одной сваи;
• полученный результат умножить на сопротивление (4);
• общую нагрузку поделить на произведение площади подошвы и сопротивления.

Получив число опор, необходимо произвести корректировку нагрузки: ведь и сами сваи давят на грунт. Вес буронабивной сваи считается без учета ее расширения.

Умножив вес одного элемента на их общее количество, получим дополнительную нагрузку на грунт.

Шаг установки свай

Как определить расстояние между сваями фундамента, зная их количество и габаритные размеры здания?

Кажется, нет ничего проще: расчет расстояния между сваями под фундамент заключается в делении периметра постройки на количество опор.

Но и здесь есть некоторые нюансы – существуют минимально и максимально допустимые расстояния между опорами:

• минимальное расстояние между буронабивными сваями фундамента по осям не должно быть менее трех диаметров опоры;
• максимальное расстояние между сваями фундамента – от 5 до 6 диаметров сваи.

Из вышеизложенного правила есть несколько исключений:

• при строительстве на песчаных грунтах минимально допустимое расстояние между бетонными сваями фундамента составляет 4 диаметра. При уменьшении шага возникает переуплотнение грунта, что приводит к усложнению монтажных работ;
• деревянные сваи устанавливаются с минимальным шагом 70 см независимо от их диаметра;
• минимально допустимый шаг для железобетонных опор составляет 90 см.

В зависимости от типа фундамента сваи могут размещаться рядным способом или в шахматном порядке. Первый способ применяется в свайно-ленточном фундаменте, второй — в свайно-ростверковом.

Расстояние между сваями свайно-ростверкового фундамента не должно превышать шести диаметров столба. В противном случае опора будет подвергаться воздействию повышенной нагрузки и работать как одиночная. Это приведет в конечном итоге к разрушению ростверка и даже обрушению постройки.

Оптимальным расстоянием между сваями свайно-ленточного фундамента считается 1,5-2 метра.

Максимально допустимый шаг зависит от размещения опор:

• в один ряд – 1,33 м;
• в два ряда – 2,67 м.

Винтовые металлические опоры для каркасного или брусового дома устанавливают с шагом не более трех метров. Но нередко его уменьшают до 1-1,2 метра. Данный параметр зависит от суммарной величины нагрузок и свойств грунта. Узнать более точное расстояние помогает расчет, который допускается не выполнять для временных и неответственных строений.

Определяя шаг винтовых опор, следует учитывать длину ростверковых балок, так как обоими концами они должны опираться на оголовок ввинченной трубы. Это касается как каркасного, так и брусового дома. Но в случае устройства бетонного ростверка данный фактор во внимание не принимается.

Если в качестве основания дома предусматривается выполнение плитного фундамента, то местоположение винтовых свай определяется проектной документацией. Такая конструкция предполагает чуть более сложный расчет, но принцип остается все тот же – опоры размещаются под несущими стенами или колоннами каркасного дома.

Перепад высот на участке

Пример расчета высоты свайного фундамента с перепадом высоты на участке

Как правило, при возведении таких фундаментов редко когда делают выравнивание участка по единой плоскости из-за больших финансовых расходов.

Тогда делают скважину в самом низком месте будущего фундамента и в самом высоком, затем рассчитывают длину скважины в обоих местах. Понятно, что далеко не всегда уровень прочных пород будет одинаковым на различных отметках, поэтому бурение проводится в нескольких местах.

В результате получается полноценный проект выбора оптимальной длины основания для дома с учетом типа грунта и высоты на участке. Устанавливать сваи одинаковой длины в таких случаях запрещено, в противном случае возникнет крен в сторону меньшего сопротивления почвы.

Расчет необходимого количества несущих конструкций

Определение расположения и количества свай фундамента дома

Выбор оптимального количества свай делается с учетом возможного крена, а также размеров и массы строения. Средние расстояния могут быть следующими:

• для домов малой массы (каркасных, деревянных ли бревенчатых) расстояние принимается не более 3 метров;
• для газобетонных, пенобетонных или аналогичных по массе домов – не более 2 метров;
• для заборов – 3,5 метра;
• для больших массивных зданий из кирпича, натурального камня и других строительных материалов проводится дополнительный расчет допустимой нагрузки сооружения на единицу площади грунта.

Итак, чтобы посчитать необходимое количество свай для проектируемого дома, нужно сделать сбор следующей информации:

1. Сделать или составить план дома, желательно с крышей и несущими перегородками.
2. Установить несущие сваи по углам здания и на перекрестках несущих стен.
3. Посчитать, какая масса здания будет расчетной, затем подобрать тип сваи с учетом материала и диаметра конструкции.
4. Между угловыми сваями и промежуточными запроектировать дополнительные опоры с учетом допустимой длины конструкции и массы здания.
5. Внутреннее пространство заполнить опорами с учетом расстояния между ними в пределах 2−2,5 метра.

Когда будет готов эскизный проект расположения свай, можно уже и посчитать суммарное количество необходимых опор.

Расчет несущей способности буронабивных свай

Таблица с указанием несущей способности буронабивных свай на различных грунтах

Далеко не всегда фабричные сваи оправдывают себя, если учитывать финансовые расходы на транспортную доставку. В таких случаях часто используют буронабивные или инъекционные сваи, ведь их можно сделать прямо на строительной площадке.

Глубина залегания таких свай зависит от глубины расположения прочных слоев почвы, а их количество может быть значительно меньшим, чем для винтовых свай.

Количество и сечение таких конструкций определяется с учетом несущей способности каждой сваи отдельно, а также массы здания в целом. Также учитывается сопротивление самого грунта, как горизонтального, так и вертикального. Для сваи длиной в 3, метра несущую способность можно рассчитать по формуле:

P = 0,7 х RнхF + 0,8 х U х fin х li, где:

• P − несущая способность несущих элементов;
• 0,7− коэффициент грунта;
• Rн− сопротивление грунта под нижним концом конструкции (справочные материалы);
• F − площадь опирания, м2 ;
• 0,8− коэффициент  условий работы
• U – периметр в метрах;
• fin – нормативное сопротивление грунта боковой поверхности несущим элементам, т/м2 (определяется по таблицам);
• li – высота слоя грунта в зоне соприкосновения с фундаментом в метрах.

Расчет ростверка

Схематическое отображение соединения свай фундамента с роствертком

Конструкция свайно-ростверковых фундаментов подразумевает установку специальной подушки, на которой уже монтируются несущие стены. Этот ростверк равномерно распределяет нагрузку от здания на все опоры одновременно и проектируется отдельно.

Ростверк – это бетонная, железобетонная или сборная лента, жестко соединенная методом армирования со сваями. Она распределяет массу по всем сваям одновременно, поэтому нужно обязательно рассчитать его размеры и габариты.

Тут используются специальные расчеты, найти их можно в специальной литературе, а профессиональные проектировщики делают их обязательно, ведь от этого зависит количество установленных свай.

Для соединения свай и обеспечения дополнительной жесткости ростверк дополнительно армируют стальными прутьями диаметром 12 мм в различных направлениях. Арматуру нужно полностью спрятать в бетон, чтобы не допустить распространения коррозии. Рассчитать, сколько и какой арматуры нужно использовать, можно по готовым формулам или с учетом поясности ростверка.

Параметры элементов для строительства крепкого фундамента

Ассортимент металлических винтовых свай на отечественном рынке удивит начинающего строителя своим разнообразием.

Производители предлагают опорные элементы, отличающиеся между собой диаметром, длинной и массой.

От этих параметров меняется сопротивляемость фундамента нагрузкам, поэтому их обязательно нужно учитывать в предпроектных расчетах.

Под строительство легких и малоэтажных сооружений обычно используют трубы с диаметром наружного сечения в пределах 57 – 159 мм. Но для участков со сложным грунтом и для тяжеловесных построек целесообразно выбирать опоры с диаметром трубы более 200 мм.

Для почв с близким залеганием подземных источников и точкой промерзания на глубине 1,5 м подойдут сваи длиной 1,65 м, но в условиях переувлажненных грунтов высота столба может достигать 9 м. При этом толщина стен стальной трубы и лопастей должна быть равной или больше 4-5 мм.

Выбирая конструкцию, строители обращают внимание на ее массу, которая в свою очередь связана с длиной и диаметром опоры.

Зависимость между параметрами отражена в таблице:

В большинстве случаев для частного домостроения строители выбирают трубы диаметром 108 мм и не менее 2 м.

При возведении беседок, бань и гаражей можно использовать опоры с меньшими габаритами:  d 76мм на 1,5 м или d 89 мм на 2,0 м.

Под некоторые типы ограждений также требуется закладка фундамента, при этом диаметр сваи может быть равным от 54 до 108 мм.

Несущие конструкции, диаметр которых равен 108 мм, считаются самым распространенным типом винтовых опор и используются при проектировании большинства типа сооружений. От длины элемента напрямую зависит устойчивость фундамента, поэтому особое внимание уделяют значению этого параметра.

Эксперты отмечают, что лучше выбрать сваю подлиннее, потому что в случае необходимости ее гораздо проще обрезать, чем нарастить, если высота фундамента окажется недостаточной.

Винтовые сваи: связь размеров и допустимой нагрузки

При организации строительства следует тщательно подойти к разработке проекта – так вы получите отличный результат и сократите не только расходы и время производства работ, но и риски деформаций конструкции со временем.

Размеры сваи обеспечивают определенный показатель нагрузки, которую они способны выдержать. При расчете свай требуется знать все конструктивные элементы и параметры каждой части строения. Архитектор анализирует материалы, используемые в строительстве, конструкцию здания, показатели нагрузки на основание и многое другое. Только после тщательного расчета можно определить лучшим тип сваи, без лишних трат и с достаточной прочностью.

При расчете свай закладывается некоторый процент «для запаса прочности» — это обязательно и описывается в проекте.

Какой диаметр свай выбрать

Сваи винтовые большого диаметра гарантируют высокую прочность, но при строительстве малого здания не смысла тратить деньги на нереализуемый потенциал. Поэтому к выбору сваи следует подходить внимательно и учитывать многие факторы.

1. Свойства грунта на участке застройки. Для получения достоверных сведений о состоянии грунта перед разработкой проекта проводят комплекс геологических изысканий. После этого, на основе анализа лабораторных исследований проб почвы и проектируемых данных строения, переходят к подбору сваи.
2. Рельеф местности и параметры уклонов на участке.
3. Особенности самого фундамента и его отдельных частей.

Диаметр винтовых свай

При расчете длины сваи важно знать уровень залегания грунтовых вод. Если участок заболочен, или имеет рыхлый грунт, то определяется глубина закладывания сваи таким образом, чтобы опора испытывала воздействие грунта на определенном протяжении ствола – так обеспечивается вертикальное положение сваи.

Несущая способность винтовых свай:

Выбор диаметра опоры гарантирует прочность всей конструкции. Рассчитать его невозможно без тщательного анализа и сбора данных относительно конкретного объекта. Только так достигается оптимальное сочетание затрат и качества полученного результата.

Процесс закладки свай осуществляется с соблюдением технических норм проведения работ. От исполнителя требуется обеспечить сохранность сваи, ее вертикальность и выход на установленную глубину.

По подбору диаметра можно дать следующие рекомендации:

• сваи диаметром 57 мм рекомендуется использовать для фундамента под легкий забор из штакетника, сетки-рабицы и других подобных материалов;
• винтовые сваи 76 мм подойдут для более тяжелого забора из профнастила, а также их можно использовать для лёгких сооружений: беседки, террасы или т.п.;
• сваи диаметром 89 мм лучше использовать при обустройстве бани, постройке хозблока, ну и возможно тяжелого деревянного забора;
• если же Вы планируете строить деревянный дом или домик для дачи, а может быть пирс для лодки, то смотрите в сторону свай диаметром как минимум 108 мм

Все характеристики винтовых свай для конкретного объекта закладываются в проекте. Им нужно неукоснительно следовать – любое отклонение дополнительно согласовывается с проектировщиками. Расчет параметров свай представляет собой комплексные математические расчеты, поэтому архитектор обязан делать их точно и внимательно.

Какую длину свай выбрать

Отдельно следует отметить, что план фундамента также определяет требования к сваям. Здесь может быть предусмотрено несколько рядов свай, или неравномерное распределение нагрузки – в таких случаях применяются опоры различного размера.

Длина винтовых свай

Винтовые сваи разной длины обладают различными характеристиками и закладываются только после расчета и утверждения архитектором. Нет нужды делать длинные прутья, если это не принципиально для проекта.

Общие рекомендации по выбору длины винтовой сваи:

Длина сваи зависит от грунтов

Расчет количества винтовых свай с помощью калькулятора

Калькулятор свайСторона АМенее 3м3 м4 м5 м6 м7 м8 м9 м10 м11 м12 м13 м14 м15 мСторона BМенее 3м3 м4 м5 м6 м7 м8 м9 м10 м11 м12 м13 м14 м15 мТип строенияБеседкаБытовкаГаражПристройкаБаняДомЭтажность11.52Материал
строенияКаркасДерево цилиндрическое d=150Дерево цилиндрическое d=200Дерево цилиндрическое d=250Дерево брусовое 100х100Дерево брусовое 150х150Дерево брусовое 200х200ГазобетонПенобетонВыбор грунтаПесокСуглинокТорф, толщина 1.5 метраТорф, толщина 3 метраТорф, толщина 5 метраТорф, толщина 7 метраТорф, толщина 9 метраТорф, толщина 10.5 метраКоличество
углов дома456789101112131415Планируемая
высота пола
над землейменее 50 смболее 50 смПечка в домеНетДаКол-во свай:
Диаметр сваи:
Длина сваи: Если вам необходимо рассчитать количество винтовых свай, которые потребуются для строительства фундамента на вашем объекте, вы можете сделать это, не выходя из дома. Вам нужно только знать первичные параметры. Необходимо подсчитать количество углов и стыки внешних стен с несущими перегородками. В указанных местах и должны располагаться сваи, они должны идти по периметру с шагом не более трех метров. Если вы планируете установить камин, то, в зависимости от его веса, вам необходимо установить под него от одной до четырех свай.
 
Воспользуйтесь онлайн-калькулятором расчета количества свай на нашем сайте. Помимо необходимого количества, вы сможете узнать также их предварительный диаметр и длину.
 
Расчет свайного поля онлайн достаточно прост, Вам требуется только внести данные в соответствующие поля:
 

1. Укажите длину сторон вашего строения.
2. Укажите тип строения – беседка, баня, дом, гараж, бытовое сооружение и т.д.
3. Укажите при необходимости кол-во этажей. Примечание:дом с мансардой будет считаться 1,5-этажным строением.
4. Выберите строительный материал вашего сооружения.
5. Укажите тип грунта на участке.
6. Укажите количество углов планируемого дома.
7. Укажите высоту цокольного этажа из предложенных вариантов.
8. Отметьте, собираете ли вы устанавливать камин/печку.
9. Нажмите на кнопку «Рассчитать».

Конечно, данный расчет является предварительным, он послужит ориентиром при планировании бюджета и дальнейшего заказа.

Винтовой фундамент служит отличным решением с точки зрения экономии времени и денег, а также по показателям качества итогового результата. Кроме того, монтаж такого типа основания прост и не вызывает затруднений у строителей. В некоторых случаях, застройщик может выполнить установку своими силами (частное домостроение).

Особенности фундамента на сваях

Свайный фундамент подходит исключительно для зданий из легких материалов, к примеру, каркасников.

Монтаж осуществляют ручным, механизированным способом, а также с использованием специальной техники.
Алгоритм работ следующий:
1. Выбор строительной площадки. Удаление всей растительности. Важно, чтобы в этой зоне не проходили никакие коммуникации.
2. Выполнение разметки. Проводят ее в соответствии с проектом, где указано место под каждую сваю. Допустимая погрешность — максимум 2 см.
3. Собственно монтаж. Под каждую опору делают углубление 0,15-0,2 м. Это облегчит установку. В углубление помещают сваю и вкручивают.
Диаметр углубления должен быть меньше на 10 см, чем соответствующий параметр лопастей винтовой сваи.

Ручной способ вкручивания сваи

Перед началом монтажных работ опору собирают — в отверстие, имеющееся в верхней части сваи, вставляют лом. Впоследствии на него устанавливают рычаг с целью облегчить процесс вкручивания.

Опору легче вращать посредством длинного рычага. Роль последнего может играть 3 м труба. В землю столб должен входить ровно, поэтому процесс контролируют при помощи строительного уровня. Его прикладывают к свае при ввинчивании.

При непосредственном закручивании сваи два человека с противоположных сторон берутся за рычаг и начинают вращение против оси, передавая крутящий момент. Третий работник должен контролировать угол наклона. Полный оборот позволяет погрузить опору в землю на глубину около 0,2 м. 

В начале работы могут возникнуть сложности — винт не будет поворачиваться. Чтобы разрешить проблему, углубляют скважину под опору сантиметров на 15. На рычаги увеличивают вертикальную нагрузку, подвесив на них дополнительный груз. Как только вращение станет свободным, груз убирают.

Механизация процесса завинчивания

Винтовые сваи большого диаметра и длины закручивают при помощи механизированных приспособлений. Они имеются в продаже, но чаще их изготавливают своими руками.

Состоит приспособление из следующих элементов:

· электрического инструмента — мотобура, дрели с двигателем мощностью не менее 2 кВт;
· понижающего редуктора на 4,7 кНм;
· переходников (2 шт.) объединяющих последовательно дрель, стержень, вывод редуктора;
· рычага.

Переходники из болта и головки аналогичных размеров делают для связи редуктора и силовой установки. В патрон дрели устанавливают болт, на редукторе закрепляют головку. Роль свайного переходника играет монтажный оголовок. Его надевают на опору, наконечник по всем параметрам должен соответствовать размерам вала редуктора.

Спецтехника для монтажа свай

Современная техника автоматически закручивает сваи, строго контролирует их вертикальность. Посредством прижимных и подъемных домкратов сваи удерживаются в правильном положении.

Автоматические сваеверты, если у них нет полноприводного шасси, устанавливают в кузов грузовой машины. Питание установка получает от сети 380 V либо от генератора.

Правила установки

Расчищать весь участок под строительство нет необходимости. По установленным местам монтажа делаются углубления садовым буром. Глубина приямков – 50 — 70 см.

Туда вставляется свая и начинает закручиваться. Если используется ручной способ, то в верхней части трубы делается сквозное отверстие, куда вставляется лом. На него с двух сторон надеваются небольшого диаметра трубы, которые будут выполнять функции рычагов. Двое крутят трубу, один контролирует, чтобы она входила в землю вертикально ровно. При этом на каждой стойке заранее отмечается краской глубина установки. Как только дошли до метки, заглубление останавливается.

Когда все сваи будут установлены, надо провести их выравнивание. То есть, их верхние торцы должны располагаться в одной горизонтальной плоскости. Самый простой способ – использовать лазерный уровень, световые линии которого покажут, где надо подрезать выступающие части стоек. Резку проводят болгаркой.

Если лазерного уровня нет, то используют шпагат, который натягивается между угловыми сваями. Его выставляют по горизонту с помощью строительного уровня в каждом направлении. После чего точно также выравниваются и промежуточные элементы фундамента.

На этом можно сказать, что свайный фундамент своими руками установлен. Но остается еще несколько операций. В первую очередь внутрь труб надо залить бетонный раствор. Это может быть:

1. Обычный пескобетон в готовом виде марки М 300 или М 400.
2. Товарный бетон с классической рецептурой.

И последняя операция – установка оголовков на верхние торцы труб, которые будут выполнять функции подставок под ростверк. Их просто приваривают к трубам. Размеры пластин варьируются от 10 х1 0 см до 3 0х 30 см.

Совет

Если строительный участок находится в непосредственной близости от других строений, имеющих фундаментные основания на винтовых стержнях, застройщик может перенять опыт выбора опор оптимального размера опор и их установки.

Важно знать

При возведении дома, имеющего более двух этажей важно провести точный расчет: выяснить максимальную нагрузку дома с наполнением, возможное количество свай в фундаменте, их размеры, общую несущую способность конструкции и тип грунта в конкретном регионе. Если расчеты выходят за пределы максимальных значений, следует использовать другой фундамент или изменить проект застройки.

«Литейно-трубный завод» предлагает огромный ассортимент винтовых свай разных размеров для возведения домов, технических объектов, гаражей, бань, заборов и других сооружений на винтовом фундаменте. Специалисты компании помогут провести расчет количества используемого материала, нагрузку на фундамент, подберут наиболее подходящие винтовые сваи под строительство объекта. Осуществят возведение фундамента на винтовых сваях под ключ. Доставка материала осуществляется во все регионы РФ.

Видео

Видео о характеристиках и назначении винтовых свай.