Dbo24.ru

Домашний Мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принцип устройства фундамента на винтовых сваях

Принцип устройства фундамента на винтовых сваях

Современное российское строительство отличается массовым внедрением передовых технологий, разработанных как в нашей стране, так и за ее пределами. Одним из лучших изобретений в сфере проектирования и возведения зданий по праву считается свайно-винтовой фундамент. Такое основание очень популярно среди наших соотечественников благодаря экономии материалов, а также скорости и простоте проведения работ. Наиболее широко такая конструкция представлена в сегменте частного строительства, однако ее можно встретить и там, где сооружаются легковесные здания, такие как гаражи, мини-офисы, мастерские, станции технического обслуживания. Опоры с винтами незаменимы на участках с неровным ландшафтом и здесь их преимущества перед объектами аналогичного назначения очевидны.

Преимущества и недостатки фундамента на винтовых сваях

При выборе фундамента для строительства требуется учитывать все его недостатки и достоинства. Только так можно решить и определиться, какое именно из всех разновидностей основания подойдет лучше всего.

Технология винтового фундамента является одной из самых популярных на сегодняшний день, к её преимуществам относятся следующие положения:

  • Доступность и легкая установка. Для монтажа свай требуется наличие специальных скважин. Для их бурения не потребуется особенных навыков, в большинстве случаев можно обойтись даже без использования специальной техники. Их установка можт осуществляться на любом грунте;
  • Низкая стоимость основания. Свайно-винтовой фундамент обладает ценой, которая в несколько раз ниже, нежели стоимость ленточного основания;
  • Другим преимуществом является высокая скорость выполнения всех установочных работ. Как правило, монтаж подобного фундамента займет два дня с применением специального оборудования, или пять дней при самостоятельном проведении работ. Тот факт, что имеется возможность самостоятельной установки – также важное достоинство;
  • Плюсами является высокая несущая способность вкупе с долговечностью фундамента.

К недостаткам фундамента относится:

  • Сильная осадка основания. Зачастую она проходит неравномерно, поэтому не исключается нарушение целостности структуры фундамента;
  • Трудности с выбором материала для свай.

Достоинства оснований на винтовых сваях

Для начала мы кратко перечислим преимущества винтовых свай, а затем рассмотрим каждый раздел отдельно. Итак, винтовые сваи (преимущества):

  1. прочность и долговечность;
  2. дешевизна;
  3. лёгкость и скорость монтажа;
  4. надёжность на осадочных грунтах;
  5. возможность использования на склонах.

Если верить практике, то скорость разрушения бетонного основания намного выше, чем свайного фундамента. Объясняется этот тем, что железобетонные фундаменты больше подвержены осадочным деформациям, что приводит к снижению их несущей способности.

Подсчитав все затраты на устройство свайного фундамента и сравнив их с расходами на сооружение бетонного, плитного или ленточного основания, можно точно сказать, что они намного меньше. Таким образом, сооружая фундаменты на винтовых сваях, вы значительно экономите свои деньги.

Быстрота монтажа свайных оснований – это большой плюс в пользу таких конструкций. Например, чтобы устроить фундамент из винтовых свай под небольшой частный домик или баньку потребуется всего один день! Такая скорость монтажа связана с тем, что:

  • нет необходимости рыть траншеи или ямы;
  • не требуется использование спецтехники (для монтажа вручную небольших свай достаточно 2-3 человек);
  • поскольку устройство основания выполняется без использования бетона, не нужно ждать момента его схватывания;
  • для устройства такого основания не требуются особые знания и навыки.

На непрочных или осадочных грунтах можно использовать только свайные фундаменты. Ведь только такой вид основания позволяет добраться до плотной породы и закрепиться в ней концами свай. В этом и состоят основные преимущества фундамента на винтовых сваях в сравнении с другими типами оснований. Единственным основанием, на котором нельзя использовать свайные фундаменты является скала.

Укладка свай

Расчет свайного основания

Для избежания усадки опорных элементов, перед устройством основания нужно произвести расчеты, производимые в следующей последовательности:

  • рассчитывается уровень прочности основания и подбираются опорные элементы;
  • вычисляется показатель прочности почвы;
  • производятся необходимые вычисления свай.

Подбор сваи по диаметру выполняется по показателям несущей способности и тяжести предполагаемого здания. При постройке жилых домов, в основном, используют столбы диаметрами от восьмидесяти девяти до ста восьми миллиметров. Сваи 89 мм (максимальная нагрузка более пяти тонн) применяют для легких каркасных строений. А под дом из профилированного бруса подойдут сваи 108 мм.

Читать еще:  Разновидности и размеры утеплителей

По длине сваи подбираются в зависимости от рельефных разностей и уровня промерзания грунта. Для ровной местности используют сваи от трех до трех с половиной метров.

Заметка: При устройстве одного основания на разноуровневом рельефе возможно задействование столбов разного размера.

Чтобы рассчитать необходимое количество опор для данного фундамента, нужно массу строения поделить на показатель максимальной нагрузки 1 ствола. Сваи устанавливаются с периодичностью от 2,5 до 3 м.

Преимущества устройства фундамента на сваях

Преимущества:

  • Легкий монтаж, не требующий привлечения строительной техники;
  • Небольшая цена;
  • Такое основание может возводится на нестабильных почвах;
  • Занимает небольшое пространство;
  • Может строится на любых почвах;
  • Выдерживает высокие нагрузки;
  • Может устанавливаться руками и в любую погоду;
  • Возможно расширение строительства и пристраивание;
  • Стойкостьк пучению почвы;
  • Неподвержен вибрационным и ударным действиям на грунт, что позволяет устраивать их даже вплотную к существующему зданию без риска его повреждения.

К недостатком такого фундамента можно отнести большую усадку, слабость к коррозийным образованиям и то, что нет возможности устройства подвала.

Особенности монтажа на винтовых сваях

В настоящее время свайный фундамент становится все более популярным, ведь он может устраиваться на проблемных почвах. Также, еще одним показателем является относительно небольшая стоимость как самого материала, так и монтажа.

Весь процесс устройства можно разделить на этапы:

  • Исследование участка.
  • Проведение исследования на тип почвы и уровень грунтовых вод.

Важно: Расположение свайных лопастей производится в глубинные слои земли, чтобы уменьшить риск усадки основания.

Необходимо проанализировать рельефные особенности местности на котором будут возводиться сваи. Такой фундамент отличается от иных типов тем, что он не нуждается в выравнивании поверхности на участке. Ровность оголовков добивается использованием разных по длине свай.

Подготовка

В нее входит произведение расчетов:

  • определение количества свай,
  • выбор типа наконечника, размера свай.
  • Сколько столбов будет нужно зависит от особенностей почвы и размера строения.

Сваи устанавливают вдоль планируемых стен с периодичностью в 3 м. Тип наконечника также выбирается в зависимости от почвы. Размер стержня подбирается исходя из нагрузки, расположения промерзающего слоя, пучинистости грунта.

Также в подготовительные работы будет входить доставка материала и техники на строительный участок, разметка участка, проведение необходимых коммуникаций.

Устройство свай производят по предварительно разработанному плану, в котором указывают конкретные места ввинчивания и на какую глубину. Сначала делаются небольшие углубления от 15 до 20 см, в которые далее в строго перпендикулярном положении вкручиваются сваи. Это может быть выполнено руками или специальной техникой.

Важно: На протяжении всего процесса необходимо уровнем проверять вертикальность столбов, потому что исправить погрешности в конце будет очень проблемно.

Погрешность допускается не более двух градусов. Как только все сваи завинчены, выполняют обрезку верхушек стволов по одному уровню. Это делается специальным автокраном с сваерезом или обычной болгаркой.

Бетонирование столбов.После ввинчивания в отверстие каждой сваи насыпают песочно-цементную смесь. Это способствует вытеснению воздуха и обеспечивает защиту от коррозийных образований. К сваям приваривают оголовки из металла;

Обвязка свай, выступающих меньше, чем на 60 см из земли, не является обязательной. Если более, то к оголовкам свай приваривают швеллер. Обвязку выполняют по внешнему и внутреннему контуру. Ростверк является основой для дальнейшего возведения стен здания.

Антикоррозионная обработка. Для этого зачищаются все сварные швы, после чего их покрывают защитным средством.

Эксплуатационный срок

Свайные фундаменты используются более двухсот лет для устройства маяков, причалов, осветительных мачт. Самый старейший причал прослужил более 1,5 века.

В нашей стране сваями пользовались военные для быстрого устройства и демонтажа фундамента при сменах позиций. В России свайные фундаменты для жилого строительства используется не более 15 лет. За эти годы каких-то замечаний по отношению к коррозии не отмечалось. Нет ни одного случая поломки свайных оснований из-за коррозийных образований. Отмечаются несколько единичных случаев, когда происходила усадка основания из-за нарушений монтажа, а также отрывание лопасти из-за некачественного сваривания материалов. При использовании литых свай этот вопрос не актуален.

Существуют утверждения, что при точном производстве, качественных монтажных и антикоррозионных действиях, сваи могут служить больше ста лет. Однако, на сто процентов это неизвестно так же, как и при строительстве других видов оснований.

Читать еще:  Современные чердачные лестницы своими руками

Отделка цокольной части

Как правило, для отделки свайных фундаментов используются сайдинг, декоративные панели.

Важно: При проведении декоративного обшивания основания необходимо оставить зазор от грунта. Это нужно, что бы при пучениях почвы она не повредилась.

Зазор не будет бросаться в глаза, т. к. он будет постоянно закрыт травой или снегом. Если есть такая необходимость для его закрытия можно использовать металлическую сетку. Как правило, бывает достаточным зазора от пяти до семи сантиметров, но эти цифры условны. Все будет зависеть от особенности почвы на вашем участке, ведь пучение почвы не происходит равномерно.

Поэтому, следует проанализировать почву со всех сторон основания. Это выполняться так:

  • В конце холодного периода на сваях отмечается уровень почвы;
  • После оттаивании земли, измеряется понижение уровня по сравнению с зимними показателями.

Заметка: При производстве измерений нужно учитывать тот факт, что зимы бывают разные. Так на случай суровой зимы зазор делается с небольшим плюсом.

Можно принять меры для понижения уровня пучинистости грунта и зазор не будет нужен. Для этого выполняют дренирование, заменяют грунт на песок и производят теплоизоляцию почвы по периметру фундамента.

Конструктивные особенности

Разновидности свай по области применения

При строительстве на талых грунтах (промерзает – оттаивает) учитывается объемы возводимых объектов. В зависимости от этого определяются размеры лопастей. Винтовые конструкции можно устанавливать в регионах с любыми погодными условиями, кроме скального грунта (допускаются небольшие архитектурные формы). Их использование сокращает сроки строительства в 2,5 раза по сравнению с другими технологиями.

Многовитковые рекомендованы для скальных и полускальных, пучинистых грунтов. В многолетнемерзлом грунте устанавливают узколопастные конструкции при соотношении диаметра лопасти к стволу более 1,5. Предварительно бурят лидерную скважину, соблюдая требуемые нормы. Такие конструкции обеспечивают точность установки, что трудно достичь при многолопастном варианте. Широколопастная модификация требует большого профессионализма при выполнении монтажных работ.

При установке того или иного типа свай учитываются такие показатели, как грунтовые условия, площадь строительных работ.

Типоразмеры винтовых свай для фундамента

Виды сваиДиаметр лопасти в ммДиаметр трубы в мм
Винтовая для талого300-8500108-325
Многолетнемерзлого300-480168-425
Многовитковые76-108До 5000

Область применения винтовых свай

Для начала дадим определение винтовой свае. Конструкция представляет собой металлический стержень, на конце которого находится винтовая лопасть, которая должна погружаться в землю. На сегодняшний день изготавливают сваи длиной до 20 м, с шириной лопасти до 2,5 м. Сваи способны погружаться в землю на всю свою длину. Конструкция винтовых свай достаточно проста, поэтому ее не сложно изготовить самому при наличии необходимого оборудования и материалов.

Особенности винтовых свай позволяют использовать их в следующих областях:

  • используются при сложном рельефе местности. Винтовые сваи дают возможность построить фундамент на местности с большими перепадами высот. Сваи позволяют пропустить земляные работы по выравниванию местности. Благодаря этому, экономится время и деньги.
  • используются для пристроек к другим зданиям. При выполнении работ пристроя к зданию, новый фундамент способен сместить равновесие старого фундамента, что может привести к наклону или разрушению постройки. Винтовые сваи используются для возведения пристроек, так как они не смещают грунт вокруг близстоящего здания.
  • используются для быстрого возведения фундамента. Построить фундамент при помощи винтовых свай можно за пару дней, для этого важно владеть необходимым оборудованием и знаниями. В любом случае, фундамент из свай всегда изготавливается быстрей более чем в два раза обычного времени.
  • используются при возведении линий электропередачи (ЛЭП). Сваи способны выдержать большую нагрузку, а также легко достаются обратно в случае необходимости.
  • используются для усиления действующего фундамента. Старые здания теряют прочность фундамента, в таких случаях винтовые сваи оказывают дополнительную опору. Сваи выставляются вокруг периметра фундамента, а затем кронштейнами крепятся к аварийным областям конструкции, тем самым увеличивают несущую способность.
Читать еще:  Обшивка цоколя дома профлистом

Причисленные области применения являются основными, однако, сваи универсальны и подходят практически для любого случая.

Виды винтовых свай

Винтовые сваи имеют простое строение. Их различают по способу изготовлению. Виды свай:

  1. Сварные сваи. На заостренный металлический стержень приваривают лопасти. Для изготовления качественной сваи применяется плазменная резка. Данная свая не выдерживает очень большие нагрузки, поэтому подходит для небольших сооружений.
  2. Комбинированные сваи. Данный вид состоит из двух частей – конуса и лопасти. Этот вид свай способен выдерживать нагрузку до 50 тонн.
  3. Литые сваи. Стержень и лопасти – это единое целое. Сваи обладают повышенной прочностью из-за монолитной конструкции.

Виды свай, достоинства и недостатки

Благодаря достаточно простой конструкции, существует не так много видов винтовых свай. В большинстве случаев различают три основных разновидности винтовых свай:

  • литые. Наконечник изготавливается в точном соответствии с имеющейся моделью как единое целое. Обладают наибольшей прочностью;
  • комбинированные. Предполагают наличие двухосновных частей – лопасти и конуса. Современные технологии позволяют изготавливать подобные сваи, способные выдержать серьезные нагрузки (до 50 т);
  • сварные. Изготавливаются следующим образом. На заостренный нижний конец сваи приваривают лопасти. Для качественного и надежного выполнения процесс должен проводиться с применением плазменной резки.

Достоинства

Применение устройства фундаментов на основе винтовых свай имеет ряд несомненных преимуществ:

  • экономичность. Фундаменты на винтовых сваях при сопоставимой с ленточными и сборными из ж/б блоков прочности, значительно дешевле в производстве. Это достигается тем, что работы выполняются быстро, отсутствует необходимость выполнения трудоемких земляных работ и уборки мусора;
  • возможность выполнения работ в сложных условиях. Устройство фундаментов из винтовых свай возможно на любом рельефе, в лесистой местности без необходимости корчевания корней деревьев, в труднодоступных местах с отсутствием подъездных путей, так как не нужна громоздкая техника. Кроме того, свайно-винтовой фундамент можно использовать на слабых грунтах;

  • отсутствие заметной усадки. Особенности конструкции свай предполагают в процессе их погружения (завинчивания) автоматически происходящее дополнительное уплотнение грунта. Поэтому усадка фундаментов практически полностью отсутствует, что дает возможность сразу приступать к последующим работам;
  • возможность использования в пристройках. Уже отмеченное выше отсутствие динамических нагрузок на почву позволят устраивать свайно-винтовой фундамент в непосредственной близости от уже построенных зданий и сооружений. Дополнительным плюсом является то, что из-за отсутствия большой техники не страдает, как правило, уже окультуренная и благоустроенная площадь вокруг;
  • возможность выполнения работ в любое время года;
  • длительный срок службы (более 100 лет), достигаемый надежностью конструкции.

Недостатки

Основной недостаток применения винтовых свай связан с материалом, из которого они изготавливаются. Металл крайне склонен к коррозии, поэтому при приобретении готовых свай или материалов для их самостоятельного изготовления необходимо обращать внимание на качество метала и его обработки. Оптимальный вариант – новая металлическая труба не менее 4 мм толщиной, обработанная пескоструйным аппаратом с последующим нанесением антикоррозионного покрытия. Для лопастей толщина металла должна быть не менее 5 мм.

Многие заказчики считают недостатком отсутствие подвала, который не предусматривается конструкцией свайно-винтового фундамента.

Технология устройства свайного фундамента

Винтовые сваи устанавливаются двумя способами: с привлечением специальной техники и ручным методом, который предусматривает наличие 4-х работников и вспомогательного приспособления. Вручную допускается монтаж свайных конструкций на участках с обычными грунтами и предполагаемым уровнем заглубления до 4-х метров.

Потребуется приложить немало усилий для завинчивания трубы, поэтому рабочие должны быть крепкими и сильными. Весь процесс работы сопровождается постоянным контролем вертикальности погружения сваи. Выполнить соответствующие замеры поможет специальный уровень.

Механизированный способ предусматривает использование гидравлического оборудования и замерных приборов, которые определяют ровность входа трубы.

Перед выбором вида свай необходимо провести исследовательские работы по выявлению особенностей грунта. Только после определения типа почв выбираются подходящие свайные конструкции.

После подготовки всех материалов и инструментов приступают к разметке участка в соответствии с произведёнными расчётами. Далее поочерёдно устанавливаются сваи выбранным способом.

Завершаются работы обрезкой окончаний труб по уровню планируемой постройки. Пустотелые трубы заливаются бетоном и после застывания на верхние части крепятся стальные наголовники, которые используются в дальнейшем для формирования ростверка.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector