Винтовые сваи
Винтовые сваи для фундамента служат основой практически для любого деревянного строения. Они представляют собой стальную трубу, на конце которых приварены некие лопасти специфической формы, напоминающие короткие шнеки, рассчитанные не на разрыхление грунта, а, наоборот, для получения плотных промежутков, расположенных между ее витками.
Разновидностей таковых немало. Сваи бывают разного диаметра и длины.
Их используют, когда строят:
- Дома из бруса.
- Дачи.
- Беседки.
- Бани и т. д.
Эти сваи применяют даже для разработки ландшафтного дизайна.
Преимущества винтовых свай:
Даже если часть участка под строительство находится на воде, то эта технология вполне решит имеющуюся проблему.
Что нужно знать и должно быть перед монтажом такого фундамента:
- Иметь на руках геологическое заключение о состоянии грунта.
- Должна быть известна глубина промерзания почвы.
- Расчетный вес постройки вместе с кровлей (плюс вероятная снеговая нагрузка).
Исходя из этих показателей рассчитывают длину свай, диаметр и их количество.
Одна свая держит 7-25 тонн – все зависит от ее длины и диаметра.
После монтажа внутрь сваи заливается бетон (песок плюс цемент). Это укрепляет конструкцию и предотвращает внутреннюю коррозию, поскольку без кислорода ее попросту не может быть – он является окислителем.
После приваривается оголовок – деталь, которая стыкует дом с фундаментом.
Немного истории и современное применение
Фундамент из свай как таковой имеет многовековую историю. Их производили из разных материалов и всегда забивали, пока в первой половине 19 века Александр Митчелл не запатентовал винтовую сваю. Поначалу это изобретение использовали для строительства причалов, а со временем их даже применили при строительстве маяка, поскольку грунт там был очень ненадежен.
Когда-то эти сваи использовали в военном строительстве и при создании объектов специального назначения.
Они прекрасно заменяют дорогостоящие ленточные фундаменты или какие-нибудь другие. Их стали широко использовать в малоэтажном строительстве благодаря простоте и надежности конструкции.
Поскольку сваи окрашиваются, и предварительно обрабатываются, то это предотвращает их от коррозии.
Конструкция лопастей такова, что ее можно закручивать даже вручную, причем это делают два человека без особых усилий. Отмечено что именно ручной монтаж качественнее и надежнее механического. Как уже говорилось, после приваривается оголовок.
На рынке России этот метод используется относительно недавно – порядка 10 лет.
Технология
Каждое конкретное решение свайного фундамента имеет свою технологию монтажа. В общем виде устройство свайного фундамента производится в следующей последовательности.
- Подготовительные работы. Горизонтальная планировка участка, выноска в натуру осей, разметка местоположения свай.
- Погружение свай в грунт. Производится согласно технологии для конкретного типа свай.
- Обрубка концов недобитых свай, устройство свайного ростверка.
Технология устройства свайного фундамента для каждого типа свай описана выше. Следует отметить, что при выборе способа монтажа следует руководствоваться не только экономической целесообразностью, но и опытом проектирования в каждом регионе строительства. Местные проектные институты разработали типовые технологические карты, в которых содержится полная информация по технологии производства работ, составлены графики работы, а также спецификации требуемых машин, механизмов, оборудования и материалов.
Свайный фундамент может стать единственным приемлемым решением для слабонесущих грунтов и сложных геологических условий. В остальных случаях следует руководствоваться принципами экономической и технологической целесообразности. Устройство свайного фундамента может потребоваться для высотных зданий, ответственных или уникальных объектов. Такое решение позволяет повысить надежность основы постройки, предотвратить нежелательные деформации и перемещения.
Несмотря на технологическую сложность, в ряде случаев устройство свайного фундамента может быть экономически оправдано. Устройство свайного фундамента не требует больших объемов земляных и бетонных работ, возведение можно проводить в зимнее время без дополнительных мероприятий. Применение свай может сократить срок выполнения работ. Яркий тому пример – возведение фундаментов коттеджей с применением металлических винтовых свай.
К преимуществам свайного фундамента следует отнести:
- возможность устройства в особых геологических и климатических условиях;
- высокая надежность и стабильность фундамента;
- небольшой объем земляных и бетонных работ;
- большое количество разнообразных конструктивных и технологических решений.
Однако свайный фундамент имеет ряд недостатков, связанных в основном со сложностью технологии возведения. Среди них:
- потребность в специальных машинах и механизмах;
- требуется квалифицированный персонал;
- существует значительная вероятность возникновения непредвиденных трудностей на стадии возведения.
Также следует отметить, что в большинстве случаев стоимость свайного фундамента будет выше, чем аналогичных фундаментов мелкого заложения.
Особенности винтовых свай
Причин разрушения фундамента или раскрытия трещин несколько: неучтены грунтовые условия или они изменились во время эксплуатации, увеличилась сборная нагрузка (пристройка по горизонтали или вертикали), нарушена технология, по которой подземная несущая конструкция возводилась.
Поможет решить любую из них реконструкция фундамента винтовыми сваями, причем, эта технология позволяет обойтись без увеличения несущей способности основания под жилищем.
Например, если виной просадки дома стал грунт с низким расчетным сопротивлением, не нужно использовать цементацию, армирование почвы, использовать инфильтрационные завесы, применять химические и электротехнические способы упрочнения оснований.
Ремонт просевшего фундамента винтовыми сваями.
Винтовая свая пройдет сквозь рыхлые, глинистые, пылеватые грунты, чтобы опереться на скалу или другой пласт, обладающий высокой несущей способностью. Владельцу недвижимости не потребуется дорогостоящее геологическое изыскание:
- с помощью пробного вкручивания СВС можно узнать уровень грунтовых вод (УГВ) и глубину несущего пласта;
- приобрести стандартные 2 – 3 м сваи и трубы для наращивания для достижения заданной глубины.
Комплект «Скиф» для пробного вкручивания и исследования грунтов периодическим отбором проб.
После оценки реального состояния фундамента и величины разрушений можно выбрать технологию, которая обеспечит минимальный бюджет реставрации. Например:
- если МЗЛФ просел и сломался по трещине, но не разрушается, дешевле выбрать усиление ленты на этом участке двумя изделиями СВС, которые будут вкручены по бокам от трещины после разгрузки несущей конструкции;
- в случае полного разрушения бетона (нарушены пропорции при заливке) придется выбрать восстановление путем подъема здания, изготовления нового свайно-винтового ростверка и переноса веса дачного коттеджа на него.
Замена фундамента свайно-винтовым ростверком.
При подъеме реставрируемой постройки следует учесть специфику конструкционного материала:
деревянные дома (сруб, брус, панели СИП, «каркасник» и фахверк) собраны из длинномерных элементов, поэтому достаточно обвязать стены доской 5 х 15 см вертикально для сохранения пространственной геометрии и поднимать одну сторону домкратами;
Сжимы для венцов сруба обеспечивают стабильность геометрии при подъеме.
с кирпичной или блочной кладкой такую операцию проделать невозможно, стена осыплется, поэтому поднимают отдельные участки после того, как в стену с двух сторон заведут металлические балки в штробы и зафиксируют их между собой болтами.
Варианты разгрузки кирпичных стен для вывешивания.
Такие крупногабаритные перемычки придется соорудить на каждом участке, который планируется усилить сваями. Методика получила название разгрузки, а подъем стен домкратами на временные опоры для производства работ под коттеджем – вывешивание. Их не стоит путать при заказе услуги в специализированной компании, бригады которой оснащены необходимым инструментом, оборудованием и квалификацией.
Усиление фундамента винтовыми сваями
Усиление фундамента производится при общей неспособности ленты выдерживать нагрузки. Обычно работы начинают с усиления углов, которое рассмотрено выше.
Но, если дом тяжелый и имеет длинные стены, необходима установка свай по всему периметру внешних стен.
Для этого выполняются действия, аналогичные усилению углов — удаляются участки ленты, устанавливаются сваи и жестко связываются с опорной системой.
Технология выполнения этой процедуры может быть реализована по-разному, это зависит от веса и материала дома.
Иногда достаточно установить вдоль стен дополнительные опоры, немного приподнять дом и связать сваи с основанием.
Это разгружает фундамент и распределяет нагрузку равномерно между лентой и точечными опорами.
Технология демонтажа
Технология демонтажа зависит от типа свай и материала, из которого они созданы. Забивные бетонные сваи режут алмазным инструментом, разрушают отбойными молотками.
В сложных случаях их выдергивают с помощью подъемной техники, прочно закрепив на тросах.
Все эти действия составляют трудоемкую и ответственную инженерную задачу, требующую участия опытных специалистов и тяжелой техники.
Демонтаж винтовых свай намного проще. Производится демонтаж обвязки и отделение свай друг от друга.
Затем они вручную или при помощи специальных механизмов вывинчиваются из грунта.
Примечательно, что сваи после этого можно использовать вновь в другом месте.
Возведение фундамента
Возведение фундамента на винтовых сваях является одновременно делом простым и сложным. Простым, поскольку их конструкция позволяет существенно упростить и ускорить работы. Сложным же из-за того, что требуются точный расчёт и определённая последовательность работ.
Геология
Устройство фундамента должно начинаться с инженерно-геологических изысканий. Для их проведения нанимают геологов, имеющих на это право. Если речь идёт о коттеджном или дачном посёлке, то часто изыскания проводятся ещё на этапе разделения участков.
Их задачей является определения типа грунтов и их физических характеристик.
Расчёт
Возможно наиболее сложным этапом в возведении свайного фундамента является точный расчёт. Несмотря на то, что все детали приведены в СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты», они всё же требуют определённого опыта.
Сегодня можно найти калькулятор, который позволит автоматически рассчитать как типоразмер свай, так и их количество. Параметры от которых зависит типоразмер, включают в себя размер здания, его тип, тип почвы, включая её влажность и плотность. Все их учитывает хороший калькулятор.
Шаг
Одной из наиболее важных характеристик, определяемых при расчётах фундамента, является шаг. Конечно, его можно вычислить исходя из того, что показывает калькулятор, но есть определенные свойства, которые одинаковы всегда.
Так, шаг не должен превышать двух-трёх метров, иначе это может быть опасным для дома. В целом же, он должен быть на 20–30% меньше размеров несущих стен.
Из видео-ролика вы узнаете как правильно рассчитать необходимое количество свай.
Вес конструкции
У каждой части конструкции дома есть свой вес, который влияет на расчеты по фундаменту. Он зависит от материалов, используемых при строительстве, а также размеров, от того является ли дом одно- или двухэтажным и т.д.
Обычно, наибольший вес имеют внешние стены и перекрытия. Так, в деревянном доме на два этажа, размерами 6 на 8 метров первые будут весить примерно 16 тонн, а вторые — 10 тонн. Общий вес всех конструкций может достигать 71 тонны. Проводя расчёт нагрузки это число увеличивают на тридцать процентов. Более же подробно всё посчитать позволит специальный калькулятор.
Нагрузка снега и ветра
Для отечественного климата очень важно учитывать в расчётах нагрузку, которую оказывают на дом снег с ветром. Если в некоторых регионах вторая особенно важна, то для большинства именно снеговая нагрузка является первостепенной
Для Центральной России она составляет не менее 100 килограмм на метр квадратный.
Количество свай
Количество рассчитывается исходя из их типоразмера, характеристик грунта, нагрузки, оказываемой домом. Всё это может посчитать калькулятор. Можно сделать расчёт вручную, строго следуя указаниям СНиПов.
Длина
Основными характеристиками, влияющими на длину, являются физические свойства грунта и глубина, на которую он промерзает. Чем грунт слабее, а глубина промерзания выше, тем длиннее и изделия.
Есть ли разница в замене основания под кирпичным, каркасными и т.д. зданиями?
Возможности замены фундамента напрямую зависят от веса и конфигурации дома.
Тяжелые кирпичные дома нуждаются в мощном основании и при замене на винтовые сваи могут оказаться слишком тяжелыми.
Если планируется перемещение дома, то необходимо обследовать стены и принять решение, выдержит ли кладка такие воздействия.
В то же время, каркасные дома значительно легче и без проблем переносят замену на винтовые сваи, перенос на другое место и все подобные процедуры. Кроме того, необходим предварительный расчет свайного поля и определение, насколько подобное вмешательство вообще возможно, не окажется ли оно губительным для всех конструкций дома.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
Расчет свайного поля следует доверять только опытным специалистам, имеющим специальную подготовку.
Причины разрушения
Самый надежный и дорогостоящий фундамент, построенный на века, все равно имеет максимальный срок эксплуатации, по истечению которого могут возникнуть определенные проблемы. К наиболее распространенным причинам разрушения основания дома относятся:
- естественное старение, связанное с воздействием разнообразных природно-климатических факторов;
- использование при возведении основания не очень качественных материалов;
- низкая квалификация рабочих, производивших укладку фундамента. Предпочтительнее обратиться к надежным мастерам с хорошей репутацией, даже если они берут за свои услуги дороже. Например, ошибка, допущенная при расчете глубины закладки основания, вызывает его неравномерное проседание. Строители не всегда правильно учитывают особенности почвы или некачественно выполняют армирование, гидроизоляцию либо бетонирование фундамента;
- подъем уровня грунтовых вод или изменение направления их протекания, что приводит к постепенному подтапливанию фундамента и постоянному воздействию на него чрезмерной влажности;
- значительное увеличение нагрузки на основание или неравномерная нагрузка (часто возникает во время пристройки к дому дополнительных помещений). Без разделения фундамента в 95 % случаев это приводит к его деформации.
Важно! Никогда не экономьте на стройматериалах, применяющихся при строительстве фундамента: это позволит избежать ненужных затрат времени, сил и средств в будущем. Это интересно: Фундамент из покрышек своими руками
Это интересно: Фундамент из покрышек своими руками
Реконструкция фундамента винтовыми сваями
Усиление основания винтовыми сваями нужно начинать с подготовительных работ:
1. Отключение коммуникаций — газопровода, электросети и так далее.
2. Снижение веса жилья — удалить из дома все тяжелые предметы.
3. Снятие полового покрытия.
Для поднятия коробки дома используют механические или гидравлические домкраты для грузовых автомобилей небольшой грузоподъемности. Предварительно определяется вес дома — это просто, зная плотность древесины и общий объем дерева, вычисляемый по толщине стен и размерам дома.
При подъеме дома важно учитывать такие нюансы:
• обязательно обустройство деревянной площадки под домкрат для столбов фундамента;
• домкрат можно устанавливать только под целые стены;
• строение поднимать только со стороны угла;
• выбранная часть венца должна выдержать нагрузку от подъема;
• нижний венец фундамента сохраняется удалением кирпичной кладки, проделыванием замкнутого основания;
• специалисты советуют выкапывать траншею по длине или в точках восстановления, что обеспечивает легкий доступ к фундаменту и возможности замерить уровень поднятия грунтовых вод.
Этапы работ усиления основания винтовыми сваями:
1. Подбор типичных свай нужного количества, учитывая характеристику грунта, глубину слоя промерзания почвы и нагрузку на будущий фундамент.
2. Демонтаж старого фундамента — поднятие дома и удаление элементов отслужившей основы.
3. Монтаж винтовых свай. Необходимо первоначально установить сваи под несущие стены и их стыки, ввинчивая их глубже слоя промерзания грунта.
4. Проверка горизонтального размещения верха элементов нивелиром.
5. Сцепление свай металлическим профилем, толщина которого зависит от будущей степени нагрузки на всю конструкцию.
6. Установка дома на готовый фундамент.
Реконструкция фундамента винтовыми сваями
В зависимости от степени разрушения, фундамент частично реставрируют, укрепляя его сваями либо полностью меняют. Поэтапно процесс замены фундамента можно представить следующим образом.
Под каждым углом дома, под межкомнатными перегородками и в пролетах под нижний венец устанавливают мощные домкраты. При недостаточном количестве домкратов, подъем здания осуществляют постепенно, временно заменяя подъемные механизмы деревянными столбиками.
По периметру дома под стены и несущие перегородки подкладываются двутавровые балки. Элементы конструкции подгоняются точно по размеру, допускается небольшой запас (около 50 мм).
Вдоль стен, с отступом в 300-400 мм, завинчиваются винтовые сваи под фундамент. Они будут служить опорой для металлических балок. Чтобы завинчивание проходило легче, в месте установки сваи вручную необходимо отрыть небольшие углубления (примерно 15-20 см)
Важно, чтобы свая входила в грунт строго вертикально, чтобы это контролировать, к трубе временно скотчем крепят два строительных уровня.
Завинченные винтовые сваи обрезают по одному уровню.
С помощью сварки двутавровые балки соединяются с оголовками винтовых свай.
Дом постепенно перемещают на новое основание, домкраты по мере освобождения убирают. Старый фундамент дома на винтовых сваях демонтируют: здание будет опираться на установленную конструкцию.
Винтовыми сваями можно отремонтировать также и бетонные монолитные основания зданий. Для этого в проблемных местах завинчиваются сваи, а затем крепятся к бетону с помощью анкерных винтов и сварных приспособлений.
