Фундамент на винтовых сваях минусы и плюсы: какие бывают винтовые сваи под фундамент и принципы расчета

Чтобы любое здание, независимо от предназначения, было надежным и долговечным, его возводят на прочной основе. Сегодня в строительстве широко используется множество разнообразных типов фундаментов, и одним из них является свайно-винтовой. Именно такой вариант конструкции основания под строительство вызывает наибольшее количество вопросов. Поэтому эту публикацию посвятим вопросу: фундамент на винтовых сваях минусы и плюсы, общий обзор его устройства, возможности и целесообразность возведения. Такие аспекты интересуют очень многих владельцев участков, которые заняты первыми «прикидками» будущего строительства своего дома.

Фундамент на винтовых сваях минусы и плюсы

Прежде чем сформулировать все преимущества и недостатки подобной конструкции, наверное, следует рассмотреть некоторые нюансы, которые напрямую влияют на прочность и долговечность свайного фундамента.

Дом на сваях – фантазии или реальность?

Можно ли использовать свайный фундамент для постройки жилого дома? Надо сказать, что встречаются некоторые строители, которые категорически не советуют этого делать, отдавая предпочтение ленточной, столбчатой или плитной основе под дом. Такие мастера считают, что сваи больше подходят для хозяйственных построек или легких дачных домиков.

Однако, нужно напомнить, что существуют целые города, дома которых установлены исключительно на сваях, и стоят они не одно десятилетие. Практика использование таких фундаментов доказала, что они вполне могут служить надежной основой даже для массивных домов.

Кстати, с помощью винтовых свай можно сделать не только фундамент или подъем/перенос дома, но также полную замену фундамента или его частичную реконструкцию!

Конечно же, вряд ли будет разумно в условиях нашего климата громоздить двухэтажный каменный особняк на свайный фундамент, хотя и это, наверное, не является совсем уж невозможным делом. И все же в частном строительстве обычно его выбирают для деревянных или каркасных построек с крышей, покрытой легким кровельным материалом.

Нередко, в силу пересеченности рельефа или других особенностей местности, свайный фундамент становится единственным приемлемым решением

В некоторых случаях свайные фундаменты являются и вообще единственной возможностью возвести на участке дом, например, если строительство намечается на участке сильнопересеченной или постоянно заливаемой весенним паводком местности.

В пользу применения подобной конструкции говорит и то, что такие варианты фундаментов применялись в строительстве с древности, только ранее в качестве свай использовались специально подготовленные для этой цели бревна. Поначалу сваи просто забивали в грунт, и только в начале XIX века был изобретен винтовой способ установки.

Винтовые опоры на первых порах использовались для обустройства причалов, но затем сфера их применения стала расширяться. Так, например, именно винтовые сваи были применены в качестве фундамента при постройке маяка, который возведен в Великобритании на нестабильном грунте Темзы.

Первый маяк, построенный на винтовых сваях – «Мэплин Сэндс»

С начала XX века строительство на свайных фундаментах приобрело «второе дыхание». Этому способствовало появление новой техники для точного и глубокого вбивания свай, что значительно ускоряло работу по возведению оснований для дальнейшего возведения зданий. В 50-х годах началось активное использование механического оборудования для ввинчивания свай, что дало еще один толчок такой сфере строительства, как промышленного, так и индивидуального.

Очень широко этот способ обустройства фундаментов стал применяться в военном строительстве, так как путем комплексных исследований было доказано, что такие конструкции надежны, долговечны и подходят для применения на многолетнемерзлых, пучинистых и обводненных грунтах – одним словом, ограничений по их использованию практически не существует.

Первой отечественной научной разработкой, официально принятой в качестве стандарта для строительных работ, стал подготовленный в 1955 году на основе многолетних экспериментов труд – ТУВС-55 («Технические указания по проектированию и устройству фундаментов, опор мостов на винтовых сваях»). Многие его положения перетекли и в современные строительные нормы и правила.

Достоинства и недостатки свайных конструкций

Технология возведения домов на винтовых сваях в наше время используется по всему миру и имеет большое количество положительных сторон.

Многочисленные достоинства свайно-винтовых фундаментов обуславливают растущую популярность таких конструкций среди частных застройщиков

К явным достоинствам свайных винтовых фундаментов можно отнести следующие моменты:

Конструкция может быть возведена на грунтах практически любого типа в разных климатических регионах, в том числе в болотистой местности и в регионах с вечной мерзлотой.
На обустройство этого типа фундамента не оказывает сколь-нибудь значимого влияния уровень расположения грунтовых вод.
Винтовой фундамент отлично подходит для постройки дома на местности со сложным рельефом.
Винтовые сваи могут быть установлены в любое время года, так как погодные условия не повлияют на качество и прочность создаваемой конструкции – на глубине погружения винтовых наконечников температура грунта всегда стабильна.

Браться за бетонирование ленточного или плитного фундамента зимой – занятие довольно рискованное. А вот для основания на винтовых сваях подобных ограничений не существует

Свайно-винтовые фундаменты не подвержены морозному пучению при промерзании почвы.
Монтажные работы осуществляются в минимально короткий срок. Например, при удачном стечении всех обстоятельств – хорошая проходимость грунта, слаженная бригада мастеров и т.п., свайное поле под средних размеров дом может быть подготовлено буквально за день, особенно если применяется специальная техника. При этом винтовые сваи могут быть использованы для проведения их обвязки и возведения стен сразу после  установки, то есть они не требуют времени для схватывания, созревания, набора прочности, как любые железобетонные конструкции.  Ни один из иных типов фундамента даже близко не стоит к таким показателям скорости возведения.

Использование специальной техники позволяет предельно ускорить создание свайного поля, полностью готового под дальнейшее строительство

Сваи могут быть ввинчены на площадке, отведенной под постройку дома, и самостоятельно, с привлечением нескольких помощников, то есть без использования специальной техники. Этот фактор особенно важен в том случае, если в районе строительства нет возможности заказать подобные услуги, или владелец будущего дома попросту ограничен в средствах.

Нет возможности заказать использование специальной строительной техники? – не беда, можно справиться и собственными силами.

Для обустройства свайно-винтового фундамента не придется рыть котлован и обустраивать опалубку, а это значит, что на площадке не будет завалов выбранного грунта, от которого также придется избавляться, вывозя его за пределы участка, и что также требует дополнительных материальных затрат. Кроме того, под данный фундамент не придется проводить работы по выравниванию строительной площадки.
Свайно-винтовая основа не тянет капиллярно влагу из грунта, поэтому стены и полы дома будут сухими.
Имеется полная возможность проводить проектирование и монтаж различных инженерных коммуникаций одновременно с установкой элементов фундамента или после его возведения.
При правильном выборе качественных свай и надежной их установке обеспечивается долговечность основания, которая оценивается многими десятками лет.

Пространство между грунтом и обвязкой можно закрыть по периметру и утеплить, а иногда – даже найти ему полезное применение

Хорошо утеплив фундамент по всему периметру, можно получить теплое подполье, а значит, что пол в доме также будет теплым, так как не станет выхолаживаться от грунта. Кроме того, в ряде случаев имеется возможность обустроить под домом некое подобие «хозяйственного этажа» без проведения масштабных земляных работ.
Конструкция фундамента из ввинченных свай обойдется на 30÷40% дешевле, чем бетонная основа. Учитывая то обстоятельство, что возведение фундамента всегда относится к разряду наиболее затратных этапов строительства дома, экономия средств может оказаться весьма внушительной.

Все выше перечисленные достоинства фундамента на винтовых сваях имеют только те конструкции, которые возведены с соблюдением всех разработанных нормативов, из качественных материалов и с обязательным учетом всех особенностей местности.

Но в случаях отступления от технологий, при использовании кустарно изготовленных свай, при других нарушениях процесса возведения, могут проявиться и обостриться свойственные свайно-винтовому фундаменту недостатки.

Итак, к «минусам» свайно-винтового фундамента относят следующие моменты, которые следует принимать во внимание при составлении проекта и в ходе строительных работ:

Независящим от расчетов и монтажных работ недостатком такого фундамента можно назвать повышенную сложность или даже невозможность его возведения на сильно каменистых и скалистых грунтах.

Под воздействием нагрузок прогнулась рама обвязки свайного фундамента – скорее всего, это результат неправильного определения характеристик грунта или неверно выбранных и установленных винтовых свай

Чрезмерная нагрузка на винтовые сваи может привести к ослаблению несущей возможности всего фундамента, а как результат – к деформации пояса обвязки и разрушению стен.
Необходимо обязательное обустройство систем эффективного водоотведения от установленных свай, что ведет к дополнительным затратам. Однако, ливневая и дренажная канализация рекомендована для установки вокруг фундаментов любого типа.
Никак нельзя полностью исключить влияние коррозии на материал свай. Качественные изделия, безусловно, получают в процессе производства необходимую защиту – покрытие слоем цинка и полимерных материалов. Тем не менее, иногда повышенная химическая агрессивность грунтов делает свое «черное дело». Не рекомендуется создание свайно-винтовых фундаментов в непосредственной близости от электрифицированных железных дорог, вышек сотовой связи, разрабатываемых шахт и карьеров, крупных подстанций или высоковольтных линий электропередач. На таких участках высока вероятность появления подземных блуждающих токов, которые резко активизируют процессы коррозии металла. И уж совершенно должно быть исключено использование свай фундамента для создания контура заземления дома.

К сожалению, полностью исключить воздействие коррозии на винтовые сваи – пока не получается

Несущие возможности предлагаемых в продаже винтовых свай – не безграничны. Впрочем, к малоэтажному частному строительству это имеет весьма опосредованное отношение – больших нагрузок, превышающих характеристики правильно подобранных свай, не ожидается.
Как ни старайся, но полноценного подвала иди цокольного этажа с использованием свайного фундамента при частном строительстве получить не удастся.
При строительстве пристроек к дому возможны определенные трудности с ввинчиванием свай в точках, расположенных близко к стенам старого здания. Впрочем, это обычно решается использованием специальной техники.
Не к недостаткам, а, скорее, к своеобразным издержкам можно отнести и то, что строительство свайно-винтового фундамента потребует от хозяев-заказчиков постоянного контроля за работой приглашенной бригады. К сожалению, приходится констатировать, что на этом поприще подвизается немало «горе-специалистов», а то и откровенных «шаромыжников», старающихся тем или иным путем извлечь выгоду из нарушения технологии монтажа свай. Так, для обеспечения качественной защиты от коррозии, полость сваи по технологии требуется заливать доверху бетоном. Нередки случаи, когда приглашенные работники игнорируют этот этап, сразу после вкручивания наваривая оголовки.

Обязательно проследите, чтобы полость свай была заполнена бетонным раствором по самый оголовок.

Известны примеры, когда бригады «шабашников», работая без контроля со стороны заказчика, не вкручивали сваи на полную расчетную глубину – и проверить это после подрезки труб, наваривания оголовков и обвязки – практически невозможно. А такое нарушение неизменно повлечет за собой скорую деформацию созданной основы со всеми вытекающими последствиями.

И, безо всякого сомнения, необходимо гнать со своего участка строительства работников, если замечено, что подгоняя сваи по высоте, они вращают их в направлении, противоположном вкручиванию. Такую опору можно сразу считать забракованной, так как расчётной несущей способностью она уже обладать не сможет.

Вывод – приглашать бригаду только из организации, имеющей безупречную репутацию по качеству производимых работ, или же не упускать ни одного этапа строительства из поля зрения, контролировать каждое действие, положенное по технологии. Ну а если есть желание и уверенность в собственных силах – проводить установку свай самостоятельно.

Как видно, недостатки также достаточно серьезные. И чтобы избежать их или свести к возможному минимуму, необходимо правильно выбирать сваи, а строительство фундамента выполнять на основании произведенных расчетов, включающих оценку будущих нагрузок и определение несущей способности опор.

Типы винтовых свай

Винтовые сваи подразделяются на несколько типов, которые имеют собственные особенности, состоящие из совокупности конструктивных и технологических характеристик. Каждый из типов изделий предназначается для применения в различных условиях, которые зависят от особенностей грунта и предполагаемой нагрузки на основу. Причем, необходимо учитывать и тот фактор, что иногда разные типы свай применяются даже при возведении одного объекта, так как в разных зонах строение может давать неоднородную нагрузку на фундамент. Использование разных типов свай обеспечит запас прочности основы и увеличит эксплуатационный ресурс здания.

Винтовые сваи подразделяются по следующим параметрам: по основному предназначению, по диаметру трубы, размеру лопастей и их количеству, по типу наконечников, по воспринимаемым нагрузкам (несущей способности), по марке и толщине стали, а также по типу антикоррозионного покрытия.

Эти параметры нужно рассмотреть подробнее, чтобы знать, какие из изделий подойдут под постройку дома на участке с конкретными типами грунта.

Разновидности свай по области применения

На иллюстрации ниже показаны четыре основных типа, которые резко отличаются даже визуально.

Внешние отличия таких винтовых свай заметны невооружённым глазом

а – широколопастные сваи с одной лопастью, размешенной на наконечнике в нижней части трубы. Самый распространенный в частном строительстве тип, позволяющий возводить фундаменты на большинстве разновидностей грунтов. Обычно применяется для легких хозяйственный построек и одноэтажных домов из дерева или каркасных панелей. Впрочем, при правильном выборе диаметре лопастей и количества свай на таких фундаментах возводят дома и из газосиликатных блоков.

б – сваи с повышенной несущей способностью, устойчивостью к усадке и выдергивающему воздействию. Характерное отличие – наличие двух лопастей, разнесенных по высоте сваи. Подходят для фундаментов двухэтажных домов. В самостоятельном частном строительстве применяются нечасто, так как вручную, без использования спецтехники, ввинтить такую сваю в грунт —  практически невозможно.

в – узколопастные сваи с выраженным коническим «винтом» — используются для строительства фундаментов на каменистых грунтах.

г – специальные сваи, предназначенные для создания фундаментов в условиях вечной мерзлоты. Требуют применения специальной технологии ввинчивания, поэтому в практике самостоятельного строительства – не используются.

Из всех перечисленных типов, как видно, чаще всего для самостоятельного строительства применяется первый, поэтому в ходе дальнейшего изложения в большей степени внимание будет уделено именно ему

Типоразмеры винтовых свай для фундамента

В зависимости от состава грунта и нагрузок на конструкцию, необходимо выбрать правильный диаметр ствола сваи, который может варьировать от 57 до 133 мм. Вместе с диаметром трубы изменяется и диаметр лопастей, и чем он выше – тем больше несущая способность опоры.

В таблице ниже представлены основные типоразмеры широколопастных свай со сварным наконечником (они обычно выступают под наименованием СВС – свая винтовая сварная)

 

Иллюстрация	основные характеристики и область применения сваи	Ориентировочная цена для изделия длиной 2500 мм + надбавка за каждые 500 мм дополнительно. Цена штатного оголовка сваи
	СВС-57. Диаметр трубы — 57 мм, лопасти — 150 мм. Такие изделия обладают не выдающейся несущей способностью — допустимая нагрузка на опору всего до 800 кг. Это обуславливает и довольно узкую область использования – облегченные ограждения, не становящиеся преградой ветру, то есть из сетки-рабицы или редко расположенного штакетника. Обычно для таких целей приобретаются  4-метровые сваи, исходя из  двухметрового погружения в грунт и двух метров — на высоту ограждения.	1300 руб. + 100 руб. Оголовок ОВС-57/200/200 – 260 руб.
	СВС-76. Диаметр трубы — 76 мм, лопасти — 200 мм. Несущая способность сваи — до 3000 кг. Типичная область применения — строительство  ветронепроницаемых ограждений, то есть обладающих парусностью (например, из часто расположенного деревянного или металлического штакетника, плоского шифера, металлического профнастила, поликарбоната и других подобных материалов). Чаще всего применяется длина 4000 мм, по той же причине, что была указана выше.	1450 руб. + 100 руб. Оголовок ОВС-76/200/200 – 300 руб./шт.
	СВС-89. Диаметр трубы — 89 мм, лопасти — 250 мм. Несущая способность, в зависимости от грунта, может доходить до 4÷5 тонн. Специфика применения – возведение фундаментов под вспомогательные хозяйственные постройки, легкие каркасные гаражи,  садовые беседки, другие сооружения подобного типа и предназначения. Часто используются при пристройке веранды к жилому дому. Могут применяться и для создания дополнительных опор, требующихся, например, при установке тяжелого котельного оборудования или при кладке в доме печи или камина.	1500 руб. + 150 руб. Оголовок ОВС-89/200/200 – 300 руб./шт.
	СВС-108. Диаметр трубы — 108 мм, лопасти — 300 мм. Несущая способность оценивается в 5 — 9 тонн. Широко применяются в сфере строительства жилых загородных домов не тяжелой конструкции – каркасных или из бруса, для бревенчатых срубов. Доказали свою эффективность в том числе на сложных грунтах — заболоченных или торфяных.	1700 руб. + 250 руб. Оголовок ОВС-108/200/200 – 300 руб./шт.
	СВС-133. Диаметр трубы — 133 мм, лопасти —  350 мм. Самые прочные опоры из числа применяемых в индивидуальном строительстве. Заложенный потенциал несущей способности доходит до 14 тонн. Подобные опоры применяются  для создания свайных полей  под возведение  домов из достаточно тяжелых стеновых материалов —  газосиликатных блоков или даже кирпичной кладки.  При соответствующей несущей способности грунта нередко используется обвязка свай монолитным железобетонным ростверком, а также заливка бетонных полов первого этажа.	2250 руб. + 350 руб. Оголовок ОВС-133/300/300 – 350 руб./шт

Количество лопастей

Винтовые сваи могут иметь одну лопасть, как было показано в таблице выше, или несколько. Соответственно, их и называют одно- и многолопастными.

Однолопастные сваи – самые распространенные в сфере частного строительства

Однолопастные сваи применяют для обустройства фундаментов на местности с грунтами, имеющими высокую несущую способность. Однако, используя этот тип изделий, особенно со сварными наконечниками, нужно быть готовым к тому, что они могут уйти в «срыв», достигнув критической нагрузки. При этом опоры теряют свою несущую способность, что негативно отразится и на целости обвязки фундамента.

Многолопастные изделия применяются для обустройства фундаментов на самых разных грунтах, в том числе и слабых. Они имеют высокую несущую способность и устойчивы к большим нагрузкам разных видов — вдавливающим, горизонтальным или выдергивающим.

Несущая способность двухлопастных свай – несоизмеримо выше, но вот вкрутить из вручную, без применения спецтехники – вряд ли получится

Большее количество лопастей на стволе сваи дает возможность использовать изделие с меньшим диаметром трубы, имеющей достаточную толщину стенок. Высокая эффективность подобных свай достигается оптимальным расположением лопастей на их стволе. Расстояние между лопастями, шаг и угол их наклона рассчитывается индивидуально, с учетом расположения слоев грунта и его состава на конкретной строительной площадке. Работа с такими опорами, безусловно, требует квалифицированного подхода.

Типы наконечников

Наконечники винтовых свай разделяются на сварные и литые.

Изделия с литыми наконечниками, безусловно, более надежны, так как практически не подвержены деформации при проходке через грунт, в отличие от сварного типа. Сваи с литыми наконечниками могут быть использованы для установки в многолетнемерзлые, особо плотные грунты, а также имеющие техногенные или твердые природные включения. Этот тип наконечника не деформируется, даже натыкаясь на препятствие, и способен его разрушить.

Эксплуатационные характеристики литых наконечников с лопастями – несоизмеримо выше, чем сварных

Сварные наконечники используются в более слабых почвах, однако, их прочность напрямую зависит от марки и толщины стали, а также качества изготовления. Их единственное достоинство по сравнению с литыми – это намного более доступная стоимость.

Толщина и марка металла

Винтовые сваи могут быть произведены из труб с разной толщиной стенок. Они подразделяются на:

— тонкостенные, изготовленные из трубы толщиной стенок до 3,5 мм;

— средней толщины – от 3,5 до 6 мм;

— толстостенные сваи – 6 и более миллиметров.

Выбор свай по этому критерию будет напрямую зависеть от состава грунта на участке их установки, а также от предполагаемой нагрузки. Этот параметр свай определяется при составлении проекта, и выбор делается в соответствии с данными, полученными при проведении исследований коррозионной активности грунтовых слоев.

По этим же данным выбирается и толщина металла для лопастей сваи, но при этом нужно помнить, что если лопасти выполнены из стали толщиной до 5 мм, пригодны только для легких построек. Если же возводится крупная массивная постройка, то толщина лопастей не должна быть меньше, чем 6 мм.

На основании проведенных исследований грунта выбирается и марка стали изделий:

— при слабой химической агрессивности грунта может использоваться сталь Ст3;

— средняя агрессивность предполагает использование изделий из стали Ст20;

— при сильной агрессивности грунта, подойдут сваи из стали 09Г2С и 30ХМА.

Тип антикоррозионного покрытия

В связи с тем, что сваи будут находиться в агрессивной для металла влажной среде грунта, рекомендовано приобретать изделия с нанесенным на них в заводских условиях защитным покрытием. Кроме этого, очень важно сохранить покрытие в целости при ввинчивании свай, так как оно предохраняет не только саму трубу, находящуюся в грунте, но и ее верх, а также участок, расположенный на границе подземной и надземной части сваи.

Сваи с нанесенным цинковым покрытием. Если их еще, кроме этого, сверху защитить полиуретановым или эпоксидным слоем – будет идеальный вариант

Сегодня производители наносят на винтовые сваи различные защитные составы — это может быть холодное или горячее цинкование, полиуретановое, эпоксидное или полимерное покрытие – каждое из них имеет свои характеристики. По проведенным испытаниям разных покрытий были сделаны выводы, что наибольшую эффективность в защите металла показал метод холодного цинкования, полиуретановое и эпоксидное покрытие, а также эмали и грунты, наносимые по ржавчине без предварительной подготовки поверхности, в то время, как горячее цинкование и обычное полимерное покрытие не отличаются высокой прочностью.

Если сваи приобретаются без защитного покрытия, то его необходимо нанести самостоятельно, причем для подземной и надземной части могут быть использованы разные материалы. Но не забывайте, что все серьезные производители обязательно предусматривают антикоррозионную защиту своих изделий. Стало быть, если сваи представляют собой «голый металл», то с очень высокой долей вероятности можно утверждать, что они – кустарного производства. Ну а если так, то кто может гарантировать соответствие и остальных эксплуатационных характеристик?

Кстати, это очень серьезная проблема: мелких кустарных производств винтовых свай – немало, и чаще всего там можно говорить не только о несоблюдении стандартов, но даже и об отсутствии внятных технических условий. Приобретать изделия совершенно непонятного производителя, тем самым «закладывая бомбу замедленного действия» под свой фундамент – вряд ли разумно, даже при супер-привлекательной цене.

Принципы расчета и проектирования свайно-винтового фундамента

Если пользователь читает эту статью, то есть хочет узнать о достоинствах и недостатках свайно-винтового фундамента, то, скорее всего, он «прикидывает» его к своей будущей постройке. А это значит, что ему будет интересно узнать, хотя бы в общих чертах, как производится расчет такого основания, и далее отсюда – на что ему придется ориентироваться при дальнейшем планировании строительства. Предоставим ему такую возможность.

Чтобы при эксплуатации свайно-винтового фундамента не проявлялось характерных недостатков, его нужно правильно рассчитать и спланировать, учитывая все нюансы, о которых говорилось выше. Проектирование любого фундамента – это задача для квалифицированных специалистов. Но предварительные «прикидки» для возведения дома можно провести и самостоятельно. Кроме того, предлагаемый алгоритм вполне подойдет для строительства подсобных хозяйственных сооружений или иных легких построек.

Оценка несущей способности сваи

В первую очередь необходимо оценить несущую способность винтовой сваи на конкретном участке под строительство. Как видно из таблицы выше, разброс значений даже для изделия одного типа – весьма большой (например, для СВС-108 – от 5 до 9 тонн). Это, конечно, не подход к делу – необходимо оперировать более точными значениями. Тем более, что в ряде случаев, в зависимости от специфики грунтов, показатели допустимой нагрузки даже могут выходить за границы указанного диапазона в ту или иную сторону.

Любой тип грунта характеризуется своим показателем сопротивления нагрузке, то есть, по сути – несущей способностью. Именно от этого и «пляшут» дальше при расчете допустимой нагрузки на винтовую опору.

Ниже размещен калькулятор, который поможет вычислить несущую способность свай наиболее распространенного модельного ряда СВС, о котором шла речь выше. В программу расчета уже внесены необходимые данные по сопротивлению грунтов на средней глубине расположения винтовой части сваи (порядка 2,5 м), и по «геометрии» различных моделей свай.

И самое сложное в этом вопросе, пожалуй, это правильно «продиагностировать» грунт на участке застройки. От этого, кстати, будет зависеть и поправочный коэффициент, который закладывает эксплуатационный запас прочности опоры.

Самый точный способ – это проведение геологических изыскательских работ: бурение специалистами скважины и точная оценка все слоев грунта. Способ – без недостатков, дает очень точную картину, поэтому поправочный коэффициент – минимален, всего 1,2. Впрочем, недостаток все же есть, и заключается он в чрезмерно высокой стоимости подобных услуг, что в принципе и предопределяет не слишком большую популярность такого подхода.

Профессиональное геологическое исследование грунта дает самую точную картину, но стоит весьма дорого

Второй вариант, также требующий привлечения специалистов, но уже не связанный со слишком высокими финансовыми затратами – это вкручивание опытной (эталонной) сваи. Заключается он в том, что на участке под застройку в грунт вкручивается свая, и в процессе ее прохода через слои ведется мониторинг крутящего момента, прикладываемого к ней. Это дает достаточно объективную картину несущих способностей грунтов. Правда, поправочный коэффициент при этом уже повыше – 1,25.
Наконец, если есть уверенность в своих знаниях и умениях, можно просто выкопать глубокий шурф или пробурить скважину на глубину предполагаемого расположения лопастей винтовых свай. Ну а дальше – взять с этой глубины пробу грунта, классифицировать его по характерным признакам и, пользуясь таблицами, которых в избытке в интернете, узнать расчетное значение его несущей способности. Справитесь? При этом о большой точности оценки речь, безусловно, уже не идет, что сказывается на резком возрастании поправочного коэффициента — до 1,6÷1,7.

Ручное изыскательское бурение – масса тяжелой физической работы и весьма посредственная точность результатов

В процессе пробного бурения необходимо сразу определиться и необходимой длиной свай. Неправильно выбранная длина труб может привести к проседанию фундамента и разрушению стен дома. Поэтому, рассчитывая длину, опираются на два параметра:

— глубина залегания плотных несущих грунтовых слоев на участке, где планируется стройка;

— рельефность участка, то есть перепады по высоте: в итоге необходимо во всех точках фундамента выйти на общую горизонтальную плоскость.

Читайте, как сделать буровую установку своими руками по инструкции, из новой статьи на нашем портале.

Когда бур дойдет до нужных слоев, в пробуренное отверстие опускается груз на длинном шнуре. После того как груз ляжет на дно ямы, на шнуре делается отметка и он извлекается наружу. Затем делается замер от груза до отметки на шнуре. Опираясь на полученный параметр и добавив к нему необходимую высоту надземной части сваи с запасом порядка 200-300 мм, определяется ее требуемая длина.

Однако, и эту операцию лучше всего доверить специалистам, так как от правильности параметра будет зависеть надежность всего возводимого сооружения.

Если с типом грунта определились, можно рассчитать несущую способность выбранной сваи, пользуясь предлагаемым калькулятором. Как уже говорилось, необходимые табличные данные и поправочные коэффициенты уже занесены в его программу.

Калькулятор для оценки несущей способности винтовой сваи

Перейти к расчётам

 

Укажите запрашиваемые значения и нажмите «Рассчитать несущую способность винтовой сваи»

Типоразмер сваи

Тип преобладающего грунта на предполагаемой глубине расположения винтовой части свай

Песок крупной или средней фракции
Песок мелкой фракции
Песок пылевидной фракции
Суглинок или супесь твердые
Суглинок или супесь тугопластичные
Суглинок или супесь мягкопластичные
Глина полутвердого состояния
Глина тугопластичная
Глина мягкопластичная
Лёсс

Качество грунтов определено:

— проведением профессиональных геологических изысканий

— установкой эталонной сваи

— на основе лично проведенных изысканий

Теперь, чтобы определить необходимое количество свай для фундамента, потребуется рассчитать, какая же нагрузка на него предполагается.

Оценка нагрузок, выпадающих на свайно-винтовой фундамент

В данный параметр входит вес всех строительных материалов, применяемых для строительства дома, вес мебели и иного домашнего инвентаря, внешние нагрузки, из которых на первое место всегда выходят снеговые, а также динамические эксплуатационные.

Провести точный расчет суммарной нагрузки – это задача повышенной сложности, которая по силам только специалистам. Но приблизительно, хотя и с достаточной степенью точности, это можно сделать и самостоятельно, если будущий дом уже ясно представляется его хозяевам и есть начальные наметки его проекта.

Надо полагать, хозяева уже представляют, что будет собой представлять их будущее строение, так что есть определенная возможность провести примерный расчет нагрузки на фундамент

Чтобы упростить читателю эту задачу, ниже расположен калькулятор, который позволит провести необходимые вычисления с учетом особенностей будущего дома.

Несколько пояснений по его использованию:

Для оценки массы стен запрашивается их площадь и материал, из которого они будут возводиться. Возможно внесение двух вариантов, например, для внешних стен и внутренних перегородок, различающихся материалом и (или) толщиной.
Аналогичный подход применяется и к перекрытиям. Здесь – также два варианта, например, для пола первого этажа и для чердачного перекрытия. Одновременно с этим программа расчета включит еще и эксплуатационные нагрузки на перекрытия.
Необходимо будет указать площадь крыши и тип кровельного материала. Каждый вид кровли характеризуется своей системой стропил и обрешётки – все эти значения будут автоматически учтены при расчете.
Чтобы добавить снеговую нагрузку, придётся по карте-схеме определить зону своего проживания и указать номер этой зоны в соответствующем поле калькулятора. Кроме того, для корректного учета снеговой нагрузки необходимо указать угол крутизны будущих скатов кровли.

Карта для определения номера своей зоны по уровню снеговой нагрузки

Сваи фундамента обязательно обвязываются перед возведением стен. Если для этого используется деревянный брус, то его можно включить в площадь стены – большой погрешности не будет. Но часто для этих целей применяется тяжеловесный профиль-металлопрокат или даже монолитный железобетонный ростверк. Вот в таком случае правильнее будет указать параметры обвязки, так как дополнительная нагрузка от нее может быть немалая. (Если применяется брус, то просто в поле «длина ростверка» оставляется значение по умолчанию, равное нулю).

Все остальные подсчеты калькулятор проведет самостоятельно. Итоговое значение суммарной нагрузки на фундамент будет выдано в килограммах и тоннах.

Калькулятор оценки суммарной нагрузки, оказываемой зданием на свайный фундамент

Перейти к расчётам

 

Укажите запрашиваемые значения и нажмите «Рассчитать суммарную нагрузку, выпадаемую на свайный фундамент»

СТЕНЫ ДОМА
Площадь стен указывается суммарно, при желании — можно с вычетом оконных и дверных проемов.
(Доступно введение двух вариантов, например, для несущих внешних и внутренних стен. Если вариант не используется, оставьте значение площади по умолчанию — 0)

 

Стены, тип №1

Материал стен

— кирпичная кладка в полкирпича (120 мм)
— кирпичная кладка в 1 кирпич (250 мм)
— кирпичная кладка в 1.5 кирпича (380 мм)
— стены из газосиликатных блоков марки D600, толщина 300 мм
— бревенчатый сруб, диаметр 240 мм
— стены из бруса, толщина 150 мм
— каркасные стены с утеплением, толщина 150 мм
— стены из сэндвич-панелей толщиной 150 мм, с утеплением из минеральной ваты
— стены из сэндвич-панелей толщиной 150 мм, с утеплением из пенополистирола или пенополиуретана

Площадь стен, м²

 

Стены, тип №2

Материал стен

— кирпичная кладка в полкирпича (120 мм)
— стены из газосиликатных блоков марки D600, толщина 300 мм
— бревенчатый сруб, диаметр 240 мм
— стены из бруса, толщина 150 мм
— каркасные стены с утеплением, толщина 150 мм
— каркасные перегородки из гипсокартона
— перегородки из сэндвич-панелей толщиной 50-80 мм, с утеплением из минеральной ваты
— перегородки из сэндвич-панелей толщиной 50- 80 мм, с утеплением из пенополистирола или пенополиуретана

Площадь стен, м²

ПЕРЕКРЫТИЯ
Если в перекрытии есть проем, например, для межэтажной лестницы, то его следует исключить из общей площади
(Доступно введение двух вариантов, например, для межэтажного и чердачного перекрытия. Если вариант не используется, оставьте значение площади по умолчанию — 0)

 

Перекрытие, тип №1 (межэтажное)

Тип перекрытия

— перекрытие межэтажное или цокольное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 200 кг/м³
— плита перекрытия пустотная
— плита перекрытия монолитная

Площадь перекрытия, м²

 

Перекрытие, тип №2 (чердачное)

Тип перекрытия

— перекрытие чердачное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 200 кг/м³
— плита перекрытия пустотная
— плита перекрытия монолитная

Площадь перекрытия, м²

СТРОПИЛЬНАЯ СИСТЕМА И КРОВЛЯ
При выборе типа кровли автоматически будет учитываться и средний вес стропильной системы с обрешеткой.
Одновременно к весу крыши будет добавлено ориентировочное значение снеговой нагрузки, в зависимости от региона строительства и крутизны скатов

Общая площадь кровли, м²

Тип кровли

— листовая сталь, профнастил, металлочерепица
— мягкая полимер-битумная кровля в два слоя
— абесто-цементный шифер
— керамическая черепица

Укажите зону, в соответствии с картой-схемой

I
II
III
IV
V
VI
VII

Угол уклона скатов кровли

— до 25 градусов

— от 26 до 59 градсов

— 60 градусов и круче

РОСТВЕРК
Если для обвязки свай используется деревянный брус, то его можно просто учесть в площади стены — большой ошибки не будет.
Ростверк из металлопроката или железобетона лучше принять в расчет дополнительно

Длина ростверка (учитывая внешний периметр и внутренние перемычки), метров

Материал ростверка:

— швеллер №30

— двутавровая балка №20

— железобетонная монолитная лента 300х200 мм

Количество винтовых свай

Итак, по результатам проведения обоих расчётов у нас имеются два значения – несущая способность одной сваи (с эксплуатационным запасом) и общая нагрузка, которая будет от здания передаваться фундаменту. Очевидно, что простое деление нагрузки на несущую способность покажет потребное количество свай. Например, первый калькулятор оценил допустимую нагрузку на сваю СВС-108, с учетом поправочного коэффициента надежности в 4.3 тонны. А второй калькулятор показал суммарное значение нагрузки от планируемого к возведению здания – 63,5 тонны.

Простое арифметическое действие дает нужный результат:

63,5 / 4,3 = 14,77

Значение всегда округляется до целого в большую сторону, то есть получаем 15 свай.

Надо сказать, что это число является минимальным и вполне может оказаться еще не окончательным, так как далее в свои права вступают нормативы по расстановке свайных опор.

Расстановка свай подчиняется определенным правилам, так что их расчетное количество иногда может и возрасти

Для каркасных, бревенчатых и брусовых домов сваи устанавливаются с шагом не более 3000 мм.
Для домов, выстроенных из пенобетонных, шлакобетонных и газобетонных блоков, шаг установки опор составляет не более 2000 мм.
При возведении ограждений из легких строительных материалов расстояние может быть 3000÷3500 мм. При постройке заборов из профнастила или древесины, шаг должен составлять 2500÷3000 мм, в зависимости от ветровой нагрузки.

При определении мест установки винтовых свай на плане строения, нужно учитывать следующие нормы:

В обязательном порядке сваи устанавливаются по углам здания, а также на точках пересечении или примыкания несущих стен.
Под всеми внутренними и наружными капитальными стенами сваи устанавливаются с одинаковым шагом, который выбирается в зависимости от их материала стен и особенностей сооружения.
Для пристроек, террас, примыкающих к дому сараев и других подобных легких сооружений свайное поле всегда рассчитывается отдельно и никак не привязывается к фундаменту дома. Кстати, для таких пристроек вполне можно применить опоры меньшего диаметра – будет существенная экономия.
Иной подход – к тяжеловесным объектам, расположенным внутри дома (печь, котел и т.п.). Обычно в таких точках требуется усиление как минимум двумя дополнительными сваями, или же создание отдельного мини-фундамента, не связанного с основным и планируемого на основании отдельно поведенных расчетов.

Так что не исключен вариант, когда потребуется установка дополнительных опор сверх расчетного количества, но от этого общая несущая способность фундамента – только выиграет. А вот занижать количество, даже если при расстановке на плане оно кажется избыточным – никак нельзя.

В заключение необходимо еще раз подчеркнуть, что выполнение всех окончательных расчетов, а также возведение свайно-винтового фундамента, особенно для дальнейшего строительства полноценного жилого дома, рекомендуется поручить проверенной и компетентной в таких вопросах организации, которая может дать гарантию качества своей работы. Никогда не стоит обращаться к незнакомым строительным бригадам, пусть даже к тем, которые позиционируют себя суперпрофессионалами. Экономия в этом случае получится весьма сомнительной, и не исключено, что спустя некоторое время проявится острая необходимость вызывать уже настоящих специалистов для исправления допущенных ошибок. А вот тогда придется выложить очень приличную сумму, так как очень часто приходится исправлять не только «косяки» фундамента, но и возникшие деформации на самом здании.

«Наглядным тезисом» в пользу сказанного в последнем абзаце может послужить предлагаемый ниже видеосюжет:

Видео: Недостатки свайно-винтовых фундаментов, которых могло не быть

Источник