Обдуманное решение, или каковы плюсы и минусы возведения свайного фундамента

При строительстве дома большое значение отводится строительству фундамента. Мы уже не раз говорили, что фундамент — это основа будущего дома. Вот почему к нему нужно относиться серьезно. Почва и качество грунта местности, где будет строиться дом имеет ключевое значение при выборе типа фундамента. Сегодня мы разберем плюсы и минусы свайного фундамента. От того какой грунт на участке зависит и вся технология строительства, поэтому перед началом строительства дома, рекомендуем вам обязательно сделать инженерно-геологические изыскания. Это позволит вам безошибочно определить тип фундамента для строительства вашего дома.

Во многих регионах России преобладают заболоченные, подтапливаемые или слабонесущие грунты. Это делает проблематичным процесс строительства. Особенно это касается строительства частных домов. Но тем не менее строить как-то надо, а использование на таких грунтах традиционного ленточного или даже плитного фундамента просто недопустимо. В таких случаях на помощь приходит свайный фундамент. В его основе используют установку опорных конструкций. Такие конструкции обеспечивают хороший контакт будущего дома с плотными слоями грунта. А самое главное, позволяют возводить весьма большие и массивные строения без страха за их устойчивость. Но так ли хорош и безопасен такой фундамент? Есть ли минусы свайного фундамента и какие? Давайте разбираться по порядку.

Пример свайного фундамента под дом

Далее мы подробно разберем более легкий вариант свайного основания. К нему относятся винтовые сваи. Расскажем как установить винтовые сваи, чтобы они не подвели. А также в чем плюсы винтовых свай для фундамента дома.

Фундамент на винтовых сваях

Что такое винтовые сваи? В чем их особенность и удобство? И как с их помощью сделать фундамент? Винтовые сваи — это такая опорная конструкция. Представляет она собой систему труб, которые погружены в грунт на определенную глубину. В нижней части этих труб приварены спиралевидные лопасти (как на фото). Эта конструкция позволяет вкручивать сваи в грунт. А лопасти играют роль нарезки, примерно с таким же эффектом действия, как и на шурупах. Острый наконечник сваи позволяет легче ей входить в грунт. А нарезка помимо того, что используется для вкручивания, также является опорным узлом, на который собственно и опирается свая.

За счет чего держится опора и на сколько она надежна, спросите вы? Отвечаем: такая свая держится за счет силы трения, которая возникает между грунтом и боковыми поверхностями сваи (трубы). Усиливают такую конструкцию те самые лопасти, о которых мы уже говорили. На них и о приходится часть нагрузки, что делает такую опору весьма надежной, при грамотной установке конечно. Кстати, сама установка таких свай имеет массу тонкостей, которые нужно соблюдать. Несоблюдение их может привести к тому, что свая будет хлипкой и ненадежной. Так вот, чтобы равномерно распределить нагрузку на каждую сваю, установка выполняется по заранее просчитанной схеме. Образуется так называемое свайное поле. Оно обеспечивает равномерную нагрузку на каждую опору.

Ростверк

Когда сваи уже погружены их верхние части срезают таким образом, что бы получилась ровная плоскость. Затем делают ростверк или по другому называют несущий пояс. Он-то и является основной конструкцией, которая распределяет нагрузку от стен. А самое главное, благодаря ему нагрузка на систему свай распределяется равномерно, не перегружая не одну из свай, что придает данной конструкции надежность и долговечность.

Строение и функции ростверка очень схожи с конструкцией ленточного фундамента. Отличием в данной конструкции является то, что у ростверка, вместо опоры на грунт, как у ленточного фундамента происходит на сваи. Для того чтобы конструкция приобрела жесткость и была менее восприимчива к боковым нагрузкам, полые трубы свай заливают бетоном после их установки. Это и создает дополнительную устойчивость и жесткость конструкции.

Конечно, и плюсы и минусы свайного фундамента имеют место быть. Но явным плюсом винтовых свай является то, что при их установке не обязательно погружать их до контакта с плотными слоями грунта, как с другими сваями. Особенность их конструкции позволяет надежно удерживать здание при достаточном углублении в грунт. Винтовые сваи являются висячим типом свай.

Устройство ростверка

Описание фундаментов ленточного типа

Представляют собой массивные строительные конструкции из железобетона, блоков, камня или кирпича. По внешней конфигурации такой фундамент представляет собой сплошную опору для стен в виде плоской ленты. Использование большого количества материалов делает возведение ленточного основания трудоемким и дорогостоящим мероприятием.

Вся весовая нагрузка от строительных конструкций здания передается на каменную ленту и равномерно распределяется на грунт.

На устойчивых плотных грунтах может применяться для любых зданий высотой до 5-ти этажей. При слабой почве, наличии пучинистости и горизонтальных подвижек предельная высота дома до 2-х этажей.

Не рекомендуется применение на заболоченных и глинистых почвах.

Устройство ленточного фундамента требует организации и проведения больших объемов земляных работ. Однако, при наличии подвальных помещений или большого погреба, эти усилия будут оправданными. В отличие от свайных оснований, лента требует устройства песчано-щебеночной подушки, установки опалубки и монтажа армирующих каркасов.

Плюсы и минусы свайного фундамента и винтовых свай

Ниже постараемся выделить явные плюсы винтовых свай. Конечно, любой выбор в пользу того или иного способа установки фундамента зависит больше от тех условий, которые имеют место быть именно на вашем участке. Но мы решили выделить общие плюсы, которые помогут вам сделать выбор исходя из ваших индивидуальных условий. И так, к преимуществам винтовых свай можно отнести:

• Быстрота монтажа.
• Винтовые сваи можно устанавливать вручную. Этот факт позволяет возводить такой фундамент рядом с уже готовыми постройками.
• Цена. Винтовые сваи стоят гораздо меньше, нежели другие типы фундаментов.
• Винтовые сваи можно использовать повторно. Если возникнет необходимость, такие сваи могут быть извлечены и вновь использованы в другом месте.
• Большим плюсом является то, что для установки винтовых свай не нужны земельные работы.
• Винтовые сваи позволяют производить строительство на участках, где есть склоны или складки рельефа.
• Также важным плюсом является то, что при установке можно не задействовать сложную технику, что облегчает процесс установки и делает его дешевле.

Плюсы винтовых свай
Минусы свайного фундамента и винтовых свай в частности мы приводим ниже. Минусы связаны скорее не самой конструкцией, а с условиями в которых недопустимо использовать такой тип фундамента. Вот что туда относится:

• На сваях может появиться коррозия, так как условия эксплуатации способствует этому.
• В регионах, где наблюдается высокая сейсмическая активность применение винтовых свай запрещено.
• Нельзя погружать в каменистый грунт.
• Если вы планируете устанавливать винтовые сваи на рыхлых и слабонесущих грунтах, которые не образуют приемлемой боковой поддержки свай, то в обязательном порядке требуется дополнительное изучение, что бы определить достаточную глубину погружения винтовых свай.

Часто, как это бывает, многие недостатки винтовых свай намеренно замалчиваются производителями. В связи с этим, при выборе свайного типа фундамента, вам необходимо самому разбираться в особенностях конструкции или иметь доверенного человека, который в этом разбирается. А самое главное, иметь представление о свойствах таких свай. Чтобы выбрать самый подходящий и качественный вариант винтовых свай.

Конструкция винтовых свай

Минусы

Недостатками свайных фундаментов являются:

• Для выполнения работ необходима качественная геологическая разведка участка и подробный анализ грунта. Производится пробное бурение на всю предполагаемую глубину погружения свай. Все работы должны выполняться подготовленными и опытными людьми, что нередко становится серьезной проблемой.
• Для погружения свай требуется строительная техника, подход которой на участок не всегда возможен. Чем больше размеры свайного поля и длина стволов, тем труднее организовать и согласовать наличие необходимых механизмов и людей, которые ими управляют.
• Нет возможности создания нормального подвала. Максимум, на что можно рассчитывать — небольшое техподполье, где могут располагаться некоторые коммуникации.

Несмотря на присутствие отрицательных сторон, свайные фундаменты позволяют строиться на проблемных участках, благодаря чему они широко распространены в России и других странах.

Какие бывают виды винтовых свай

Винтовые сваи бывают различных видов. Их применяют в зависимости от условий грунта и других параметров, которые мы рассмотрим. И так какие же бывают виды винтовых опор, которые использует в мире современного строительства. Для удобство разобьем все виды винтовых свай на категории.

По области применения в строительстве

Для тех, кто мало разбирается в строительном ремесле кажется, что такой тип фундамента используют очень редко. Но это не так. Этот тип используют гораздо шире.

Ниже перечислим области в которых широко применяются свайные конструкции, винтовые сваи в частности:

• Капитальное строительство.
• Индивидуальное строительство для жилья.
• Возведение теплиц.
• Строительство ангаров.
• Заборы или ограждения и т.д.
• Мосты, причалы и другие гидротехнические сооружения.
• Несущие опоры ЛЭП, мачты и т.п.

За последние несколько десятков лет популярность этого типа оснований возросла в разы. А это значит, что и область применения винтовых свай только растет и этот процесс еще не окончен.

Винтовые сваи конструкция

Какие бывают размеры свай

При изготовлении винтовых свай используют стальные трубы разных диаметров. В зависимости от области применений используют различные размеры свай. Чем больше масштаб стройки, тем толще должны быть сваи, это понятно. Но самые распространенные являются трубы диаметром 108 мм. Такой размер оптимально сочетает достаточно хорошее вхождение в грунт и высокую несущую способность.

Диапазон диаметров свайных труб колеблется в пределах 57-219 мм. Конечно в отдельных случаях могут использоваться и трубы с большим диаметром.

Так как тема данной статьи посвящена именно частному домостроению, то сделаем поправку, что трубы свыше 159 мм обычно не используются. Так как при такой толщине уже имеются определенные сложности погружения свай.

Длина свай также имеет ключевое значение и имеет несколько вариантов исполнения. Типоразмеры находятся в промежутке от 1650 мм до 9000 мм. Длина свай выбирается в зависимости от условий в которых необходимо возводить здание. Важно понимать, что чем более сложный участок грунта, тем больше длина должна быть выбрана при использовании свай.

Сколько должно быть лопастей

Сваи бывают различных конструкций. Конструкции бывают с одной лопастью или же с несколькими лопастями. Сваи с одной лопастью обычно применяются только на относительно надежных грунтах. Сваи же с несколькими лопастями больше подходят для сложных и малонесущих грунтов.

Важно знать. Чтобы не потерять сцепление с грунтом при установке свай нельзя делать реверс (обратное движение при вкручивании). А также не должно быть превышение нагрузки на сваю.

Конечно при строительстве ответственных строений, особенно если грунт слабонесущий, то необходимо использовать многолопастные сваи. Так как их конструкция обеспечивает большую устойчивость и способны выдержать более высокую нагрузку. Это однозначный плюс в пользу выбора многолопостных винтовых свай.

Виды свай

Для ответственных построек на слабонесущих грунтах используют многолопастные сваи, которые демонстрируют большую устойчивость к возможным нагрузкам. Также дополнительным доводом в пользу выбора именно таких свай может стать тот факт, что при увеличении количества лопастей на свае, делает возможным уменьшение диаметра ствола. А это в разы облегчает погружение в грунт.

Но обязательно нужно следить за тем, чтобы толщина стенок должна обеспечивать нужную жесткость конструкции.

Разновидности наконечников винтовых свай

Основная функция наконечников — это принять на себя нагрузку, когда погружают сваю. Поэтому это создает высокие требования к данному элементу конструкции. Подробнее рассмотрим: какие бывают наконечники у винтовых свай и в каких случаях какой наконечник лучше использовать.

Разновидности винтовых свай

Существуют следующие разновидности наконечников винтовых свай:

• Первый тип наконечников — это сварные наконечники винтовых свай. Делаются они путем зауживания толщины трубы. Вырезаются клиновидные участки трубы, а затем соединяют оставшиеся части таким образом, что получается конус. Далее свариваются швы в единую конструкцию. Таким способом добиваются заостренного конца. Но стоит отметить, что такой тип подходит только для относительно слабых грунтов. Иначе возможные препятствия и вкрапления жестких участков попросту разрушат такой наконечник.
• Второй тип наконечников, который отличается своей надежностью и прочностью — это литые наконечники винтовых свай. Их делают путем отливания из прочной стали, а затем дополнительно прикрепляются к трубе. Такие наконечники массивные, обладают большей толщиной и имеют возможность разрушать вкрапления, которые встречаются при установке в грунт. Такие наконечники отлично подойдут для сложных грунтов, которые имеют высокую плотность.

Варианты винтовых свай

Из какого материала изготавливают винтовые сваи

Материал изготовления винтовых свай — это конечно сталь, но вот марка стали может варьироваться в зависимости от уровня строительства. Конечно, материал напрямую влияет на стоимость сваи, поэтому чем выше значение марки стали, тем стоимость соответственно больше. Обычно используют сталь от обычной Ст3 до более прочной Ст20. При необходимости строительства в сильноагрессивных грунтах, где высоки нагрузки и есть возможность электростатической коррозии материала, могут применяться и довольно прочные марки стали 30 ХМА и 09Г2С. Ниже приведена таблица свойств для различных марок стали.

Таблица свойств для различных марок стали

Тип защитного покрытия винтовых свай

Защитный слой, которым покрывают уже готовые сваи имеет огромное значение. Чаще всего использует для этих целей цинк. Его наносят слоями на сваи. Но и сам материал должен быть весьма устойчив к появлению коррозии. Такое сочетание дает хорошую защиту, а это в свою очередь, увеличивает срок службы и надежность конструкции.

Полимерные материалы, которые используют для покрытия стираются во время вкручивания свай в землю, а значит свою задачу не выполняют. Такое покрытие необходимо только для того, чтобы обеспечить защиту наружной части сваи. К тому же это покрытие требует регулярного обновления.

С развитием технологий строительства многие инженеры предлагают инновационные методы защиты свай. Предлагают разные методы от мастик, до резинового слоя. Но широкого распространения и популярности среди строителей такие методы пока не получили.

Достоинства и недостатки

Сегодня строители в самых разных уголках мира применяют винтовые сваи для обустройства фундаментов. Почему?

Даже относительно беглый список их преимуществ выглядит внушительно:

• отсутствие ограничений в виде климата или типа почв – винтовые сваи могут применяться на заболоченных территориях или в условиях вечной мерзлоты;
• стабильность при промерзании почвы – свайный фундамент не склонен вспучиваться при низких температурах;
• независимость от уровня прохождения грунтовых вод – при укладке учитывать этот показатель не требуется;
• исключение трудностей, связанных со сложным рельефом местности – винтовой фундамент в этом случае более чем уместен;
• возможность монтажа в любое время года, без потерь в прочности – наконечники винтовых свай погружаются на глубину, где грунт не подвержен температурным колебаниям;

• высокая скорость возведения – слаженно работающая бригада мастеров может подготовить основание под дом средней площади в течение одного рабочего дня – что недостижимо для любого другого фундамента. Это, впрочем, справедливо при условии отсутствия твердых вкраплений в почве и наличии специального оборудования. Еще один «плюс» – сразу после установки свай можно устраивать обвязку и строить стены. Для сравнения, возведя железобетонную основу, придется подождать, пока материал схватится и наберет прочность;

• допустимость самостоятельной установки – да, наличие техники и привлечение профессионалов ускорят процесс, но при ограниченных финансовых возможностях или отсутствии в зоне досягаемости фирм, оказывающих подобные услуги, все можно сделать своими руками, найдя нескольких помощников;

• отсутствие необходимости в подготовке стройплощадки – ее не нужно выравнивать, не требуются котлован и опалубка. Значит, удастся избежать вывоза с участка мусора и выбранного грунта и, следовательно, сэкономить и время, и деньги;
• экономичность – свайно-винтовая конструкция стоит на 30-40% дешевле бетонной. А поскольку фундамент – это один из наиболее дорогих элементов будущей постройки, значительно подешевеет и общая смета;
• долговечность – винтовые сваи, установленные с соблюдением всех технологических правил, обеспечат стабильность основания на многие десятилетия вперед;
• невысокие требования к гидроизоляции фундамента – свайная основа не всасывает влагу из грунта, соответственно не «снабжает» ею пол и стены дома;
• доступ к коммуникациям в ходе монтажа фундамента — проектировать, укладывать и корректировать схему расположения инженерных сетей можно, даже когда свайное поле уже готово;

• простота в обеспечении нужного микроклимата в доме – теплоизолированное со всех сторон основание создаст пространство под полом, не впитывающее холод из почвы. А в некоторых ситуациях сваи позволяют получить подобие цокольного этажа без дополнительной выборки грунта.

Однако все это справедливо для свайного фундамента лишь при следующих условиях:

• применение качественных материалов;
• следование строительным нормам при расчете и возведении;
• учет особенностей местности.

Сваи, изготовленные «где-то там» и установленные «как-то так» могут лишить фундамент дома многих преимуществ. Что еще хуже, в этом случае склонны проявлять себя недостатки, среди которых:

• сложность возведения, вплоть до технической невозможности, на каменистых или скалистых почвах – причина очевидна;
• необходимость точного расчета предельной нагрузки на фундамент – ее превышение может привести к перекосу обвязки и появлению трещин в стенах дома;
• потребность в надежной системе водоотведения – влага должна своевременно удаляться от свай. Впрочем, укладка дренажной и ливневой канализации нужна при любом типе фундамента;

• влияние коррозии на прочность винтовых свай – заводские имеют антикоррозийное покрытие. Однако агрессивная химическая среда некоторых грунтов вносит в эксплуатацию свои коррективы. Поэтому винтовые опоры нежелательно устанавливать близ электрифицированных железнодорожных полотен, электроподстанций и линий под напряжением, базовых сотовых станций, подземных шахт и карьеров. Для этих участков свойственно распространение в грунте блуждающих токов, которые ускоряют коррозию. Строго запрещено использовать сваи в качестве заземляющего контура постройки;
• ограниченная несущая способность – это касается любых свайных труб, имеющихся в продаже. Впрочем, для малоэтажного объекта это не помеха, вес такого дома вряд ли превысит лимит;
• несколько урезанная версия цокольного этажа или погреба – для получения полногабаритного подвала потребуется иной проект и особая выборка грунта;
• некоторые сложности при возведении пристроек к уже имеющемуся дому – в этом случае точки ввинчивания отдельных свай будут располагаться близко к стенам старой постройки. Решить эту проблему поможет применение специальной техники.

Отдельно следует выделить еще один момент, связанный не с особенностями винтовых свай, а со склонностью непорядочных псевдоспециалистов наживаться на заказах по постройке фундамента. Относительная простота установки винтовых свай привлекает к таким заказам множество самопровозглашенных «профессионалов» и просто нечестных людей. В таких случаях отсутствие контроля заказчика может привести к печальным последствиям. Поэтому, нужно без колебания отказываться от услуг бригады, заметив, к примеру, что:

• после вкручивания полость свайной трубы не заливают бетоном перед тем, как наварить на верхний срез оголовок – это недопустимо, поскольку ведет к ускоренной коррозии опор;
• сваи не вкручиваются на расчетную глубину – это можно обнаружить, лишь непрерывно наблюдая за процессом. Иначе горе-мастера просто отрежут излишек сверху и будут продолжать работу, как ни в чем не бывало. Это грубое нарушение, вызывающее перекос фундамента и уменьшение ее несущей способности;
• подгонка свай по высоте производится вращением их в направлении, противоположном вкручиванию – такая опора может считаться «выключенной» из общей несущей системы, а фундамент – заранее не соответствующим расчетным нагрузкам.