В сфере частного строительства сравнительно недавно выявилась новая технология устройства свайно-винтового фундамента. На самом деле уже более 100 лет эта технология применяется в промышленной и военной отраслях. Такой метод возведения фундамента однажды в 1838 году предложил английский инженер-архитектор А. Митчелл при строительстве маяка в заливе Делавэр. Заключалось предложение в следующем, чтобы сменить привычный трудоемкий процесс вбивания свай в грунт, на легкое вкручивание, обеспечив их острыми резьбовыми наконечниками. Преимущество такой технологии в обеспечении крепкого основания на проблемных грунтах и простом демонтаже, в случае изменения места возведения. Фундамент на винтовых сваях известен как прочная и долговечная конструкция, что доказывает построенный в 1850 году маяк, который стоит и ныне. Свайно-винтовой фундамент под силу изготовить в различных климатических условиях и на проблемных грунтах. Как сделать винтовой фундамент и что представляют собой винтовые сваи, рассмотрим подробнее ниже:
Технология устройства свайного фундамента на территорию славянских стран пришла с запозданием, но это не помешало отечественным специалистам привнести в конструкцию винтовых свай развитие и усовершенствование. Для производства свай стали применять высокопрочную сталь, улучшив качественные характеристики. Наконечник заготовки снабдили лопастями, которые дают при углублении более плотное прилегание слоя почвы к стержню.
Главным преимуществом возведения свайно-винтового фундамента является сокращение затрат времени и средств на работы с самим грунтом. Поскольку свая сама себе пробивает ячейку в земле до расчетной глубины, благодаря прочному и острому наконечнику, исключив из общих работ трудоемкий процесс копания в земле. Столбы можно даже закручивать не используя специальную технику. Также с применением свайной технологии нет необходимости в долгом этапе подготовки участка под монтажные работы, такие как: выравнивание, исправление природного рельефа и расчистка поверхности грунта, срезание верхнего слоя мягкой почвы, гидроизоляция фундаментных свай. Если расчет фундамента на сваях произведен правильно, то возвести деревянный дом можно на поверхности любого рельефа и не обращать особого внимания на нестабильность верхних шаров почвы. Такой металлический каркас с легкостью противостоит боковым нагрузкам. Благодаря технологии свайно-винтового фундамента можно с легкостью монтировать как капитальное строение, так и временное жилье, также с легкостью демонтировать сооружение и перенести в другое место. Неспроста промышленники и военные, ведущие кочевой образ жизни, оценили по достоинству свайную технологию фундамента.
Цена фундамента на винтовых сваях доступна за счет практичности устройства и скорости монтажа, преимущества фундамента можно конкретизировать в отдельных случаях. Например, на подвижных и нестабильных грунтах свая без усилий достигнет глубины, которая определит нахождение твердой основы. Нестабильность в верхнем слое металлический каркас не заметит, поскольку успешно может противостоять боковым нагрузкам. В регионах с суровым климатом также укоренилась технология винтовых свай, которые без проблем проходят слой мерзлой земли, не замечая условий окружающей среды и низкой температуры. Свайно-винтовые фундаменты используют при возведении домов, которые расположены непосредственно в воде либо на подтопляемых и затопляемых участках. Не проблема устроить сруб на свайном фундаменте на болоте или на торфяных территориях. Технология устройства винтового фундамента приемлема на любых грунтах, исключение составляет лишь скальная порода. Объясняется это тем, что скальная порода грунта является идеальной природной подложкой под сооружение и применение фундамента из свай будет не целесообразным решением. Еще одно преимущество винтового фундамента заключается в простом изменении длины сваи, которая наращивается с использованием дополнительных деталей.
Рассмотрим конструкцию винтовой сваи, которая представляет собой пустотелую металлическую трубу диаметром в среднем от 10 см до 33 см, толщиной стенок от 8 мм до 12 мм и длиной от 0,25 м до 2,5 м с острым наконечником, конец которого нарезан резьбой. На конце сваи прикреплена шляпка для крепления ростверка. Он и является каркасом для будущего строения. Поскольку мы возводим сруб, то используем перемычку из бруса, хотя некоторые строители рекомендуют возводить первый венец и деревянное перекрытие или но бетонной перемычке.. Винтовой фундамент активно применяется при возведении срубов.
Чтобы защитить поверхность труб они поддаются обработке антикоррозийным покрытием, которое применяется для защиты днищ кораблей. Слой покрытия определит срок службы трубы, поэтому желательно приобретать сваи у надежного производителя, который даст гарантию эксплуатации сваи не менее 50 лет. Среди огромного ассортимента и изобилия изготовителей необходимо избирать несомненного лидера продаж, который зарекомендовал себя с лучшей стороны.
В современном производстве не существует единого варианта заготовки сваи, каждый изготовитель выпускает свою линию продукции, которая в обязательном порядке оснащена всеми сопутствующими расходными материалами. При устройстве винтовых фундаментов используют трубы со стандартной резьбой и комбинированной, также сваи с лопастями. Устроенные на свае лопасти, конечно, увеличивают ее стоимость, но такая конструкция дает основательное уплотнение грунта вокруг основания трубы. Конструкция сваи выглядит, как огромный саморез. Часть трубы с резьбой уходит в плотный грунт, а гладкая часть позволяет облегчить движение почвы.
В настоящее время выпускаются винтовые сваи двух видов: литые и сварные. Конструкция литой сваи предполагает литую целостность с наконечником, который льется по точным газифицируемым моделям, чаще всего стандартных размеров 108 мм. Стоимость такой конструкции превышает стоимость изделия со сварным наконечником, поскольку получают их методом литья в формы заготовки. Особенность такой сваи определяется прочностью и долговечностью, что поясняется ее стальной литой целостностью. Сваи с литыми наконечниками можно разделить на виды:
- для талых и обводненных грунтов сваи, литые наконечники которых представляют собой лопасти средних размеров, что гарантирует проникновение в грунт без разрыхления;
- для вечномерзлых грунтов лопасти на сваях имеют небольшие размеры, что обеспечивает вхождение в грунт быстро и без перекоса;
- для малоэтажного строительства свая представлена в стандартном виде с крупными лопастями, которая отлично подходит для устройства фундамента на обычных грунтах.
Сварные винтовые сваи представляют собой металлическую трубу различного диаметра с одним концом формой заостренного конуса с наварными лопастями. Наконечник (конус и лопасти) формируется плазменной нарезкой, что обеспечивает качество и высокую точность изделия.
Сваи со сварными наконечниками подразделяются в свою очередь на следующие виды:
- для каменистых грунтов изготавливают наконечники с двойными лопастями, что дает максимальное сцепление с грунтом, также предотвращает перекос самой сваи;
- для строительства малоэтажного с наконечником открытого типа, что является стандартной сваей, которая имеет крупные лопасти. Такие сваи подходят для обычных почв и обеспечивают надежное закрепление наконечника трубы в грунте;
- для строительства зданий с немногочисленными этажами с наконечником закрытого типа, что также является стандартной сваей, которая подходит для любых грунтов и имеет крупные лопасти.
Свайный фундамент представляет собой отдельные сваи, которые соединены сверху ростверком. Саму конструкцию такого фундамента можно разделить на следующие виды: свайно-винтовой, свайно-ростверковый, свайно-ленточный.
Свайно-винтовой фундамент отлично подходит для регионов с глубоким промерзанием грунта, где земляные работы проводить достаточно трудоемко. Монтаж рассматриваемого фундамента не зависит от температуры и погодных условий. Также не стает препятствием для сооружения такого фундамента болото.
Свайно-ростверковый фундамент является более устойчивым видом. Укрепляет свайно-винтовой фундамент в этом случае перемычка, которая жестко скрепляет между собой столбы, называется она ростверком. Узлами фундамента являются точки соединения свай с ростверком. Иногда применяют монолитный ростверк, который заливается прямо на строительной площадке с помощью армированного бетона и съемной опалубки. Также различают и свайно-ростверковый фундамент со сборной перемычкой, где ростверк формируют заготовленные железобетонные либо деревянные перемычки, соединенные на верхушке свай. Ростверк, объединяющий сваи, распределяет на них равномерную нагрузку.
Свайно-ленточный фундамент также достаточно распространен в наше время в применении. Конструкция такого фундамента предполагает комбинацию из подземных свайных труб, что имеют упор в малозаглубленную ленточную основу. Сваи не дают оседать ленточному фундаменту.
Расчет и проектирование винтового фундамента должен осуществляться в соответствии с некоторыми обязательными условиями. Одно из этих условий – необходимо провести на территории инженерно-геологические исследования на приблизительную глубину около 5 метров ниже глубины проектируемого заложения концов свайных труб. Многие это условие не выполняют, поскольку это долгий и дорогой процесс, поэтому можно остановиться на общих полученных данных, поскольку будем сооружать сруб, а не небоскреб. Вкрученная в землю металлическая свая, которая зальется бетонной подушкой, сама по себе способна вынести вес нагрузки до 5 тонн. Но все же положиться только на несущую способность сваи будет ошибкой. Чтобы рассчитать винтовой фундамент нужно руководствоваться типом почвы и ее свойствами, точно определить глубину, на которой находится слой стабильного пласта грунта. Не помешает оценить соседские строения и определиться с весом будущего сруба вместе с начинкой. Также необходимо учесть сезонные нагрузки в виде воды, снега либо опавших листьев, также динамическую и ветровую нагрузки. Стоит учитывать запас на подрезку при балансировании горизонтального уровня свай – это составляет приблизительно от 15 см до 20 см.
Следует помнить, что сваи должны врезаться в грунт ниже уровня промерзания почвы, чтобы силы пучения не вытолкнули столбы обратно. Необходимое количество свайных столбов при проектировании и их точные технические характеристики для планируемого сооружения поможет определить специалист. Именно габариты сруба определят расчет количества столбов, которые должны быть равномерно распределены с шагом от 1,5 м до 3 м. Под каждым узловым соединением и углом сруба должна располагаться свая в обязательном порядке. Длина сваи зависит от необходимого просвета, который хотелось бы устроить под срубом. В среднем расстояние составляет около 60 см, и если просвет будет закрываться фальшивым цоколем, то есть необходимость создавать отдухи, чтобы подошва дышала.
Технология возведения свайного фундамента решила проблему строительства на грунтах, отличающихся высокими грунтовыми водами и нестабильностью геологических условий. Разобьем устройство свайного фундамента по этапам:
- первый этап возведения свайно-винтового фундамента заключается в определении точного местонахождения свай, помечаем каждое будущее место расположения сваи колышком;
- второй этап проходит в процессе завинчивания свай. Сваи можно завинтить в грунт самому, но следует помнить, что через некоторое количество витков нужно проверять уровнем ход столба, чтобы не возникло перекоса;
- третий этап заключается в выравнивании свай под одним уровнем. Создать горизонталь в таком случае может помочь лазерный нивелир ротационный, при этом длинные сваи подрезаем болгаркой;
- четвертый этап подводит процесс устройства фундамента к заливке бетоном. Бетонный раствор готовится на основе цемента М300 и заливаются им трубы. Таким образом, продлевается срок службы опор, поскольку бетон защищает их от коррозии;
- пятый этап предполагает монтаж ростверка. Вид монтажных работ по устройству ростверка зависят от выбранного материала для перемычки. Затем следует защитить ростверк краской в пару слоев.
Вот и все, что необходимо знать строителю о винтовом фундаменте. Когда он у вас будет готов, то можно приниматься к возведению бревенчатых стен. Так или иначе вы вскоре станете обладателем лучшего деревянного дома.
