Свайновинтовой фундамент — плюсы и минусы

Недостатки


Наряду с плюсами фундамента на винтовых сваях, всегда существуют минусы и ограничения, которые нужно учесть перед началом строительства.

К недостаткам металлических опор, которые вкручиваются в грунт, относят следующие факторы:

  1. Не используются для строительства капитальных многНе используются для строительства капитальных многоэтажных сооружений. Это связано в первую очередь с тем, что установленные сваи никак не связаны между собой и в разной степени подвергаются воздействию грунта.

    Неравномерная усадка фундамента не приводит к образованию трещин и деформаций в стенках деревянных домов, чего нельзя сказать о кирпичных и бетонных конструкциях.

  2. Подходят не для всех грунтов. Опоры не рекомендованы к использованию на участках с грунтом скалистого типа, большим содержанием каменных прослоек и известняковых залежей.
  3. Трудности в устройстве подвалов. При использовании винтовых свай можно построить подвальное помещение, но это будет отдельная конструкция с собственными стенами. Такой вариант приведет к удорожанию строительства в целом.
  4. Металл низкого качества. Многие производители свай экономят на качестве металла и антикоррозионного покрытия. Это приводит к преждевременному гниению и разрушению опор, а также возможным деформациям во время монтажа. Если в почве содержится большое количество химически агрессивных веществ, срок службы сваи сокращается до 50 лет.
  5. Подверженность изгибающим нагрузкам. На участках с подвижным грунтом металлические опоры в процессе эксплуатации могут деформироваться, что в целом ослабит всю конструкцию.

Для каких строений он необходим?


Винтовые сваи можно использовать для различных строений. Мировая практика показала способность этого типа фундамента успешно работать с массивными, тяжелыми и высокими зданиями и сооружениями.

Тем не менее, в России технология создания этого основания пока не отработана, поэтому обычно ограничиваются строительством вспомогательных или хозяйственных построек. Для жилых домов винтовые сваи используются неохотно и довольно редко.

Свайный фундамент, винтовой
Свайный фундамент, винтовой

Плюсы свайновинтового фундамента


Благодаря относительной простоте закладки и низкой стоимости этот вид основания получил широкое распространение в дачном строительстве, а также при возведении каркасных построек. К основным достоинствам свайно-винтовых фундаментов можно отнести:

  1. Относительно низкая стоимость материалов и возможность устройства своими силами позволяет считать такой фундамент практически идеальным для возведения каркасных зданий и является безусловным плюсом данной конструкции.
  2. Простота монтажа позволяет избежать использования спецтехники, что также существенно снижает затраты на возведение конструкции.
  3. Возможность оперативного выполнения работ, позволяющая смонтировать свайное основание в течение 1–2 дней. Кроме этого, осуществление дальнейших работ возможно сразу по окончании вкручивания свай.
  4. Условия рельефа практически не влияют на устройство свайно-винтового фундамента. Смонтировать такой вид основания можно на любом косогоре или пересеченной оврагом местности.
  5. Технологические требования позволяют проводить монтаж в любое время года в зависимости от желания застройщика. Важным технологическим требованием к монтажу является вкручивание свай на глубину, превышающую уровень промерзания грунта.
  6. Конструкция фундамента предусматривает наличие свободного пространства между грунтом и полом будущего дома. В зависимости от величины зазора, это пространство можно использовать как для обустройства хозяйственных отсеков, так и для утепления пола, впрочем, наличие воздуха между полом и грунтом уже само по себе является неплохим утеплителем, не требующим дополнительных затрат.
  7. Предусмотрена возможность относительно простой коррекции высоты свай в случае внесения конструктивных изменений в проект здания. Имеется возможность наращивания высоты сваи, так и уменьшение ее длины простой обрезкой.
  8. Поскольку основание дома не контактирует с грунтом, здание на свайно-винтовом фундаменте не нуждается в дополнительной гидроизоляции. Показатели сырости в доме с таким фундаментом заметно снижаются.

Недостатки (минусы) свайновинтовых фундаментов



  • материал изготовления — изделие производится из стали, подверженной воздействию коррозии. Проблема решается благодаря обработке поверхностного слоя эпоксидной смолой;
  • невозможность проведения строительных работ в условиях каменистых грунтов – почва испещрённая прослойками затверделого известняка и скалистыми породами не подходит под фундаменты свайно-винтового типа;
  • невозможность создания подвального помещения — технически возможно вырыть подвал, но утепление такого подземного помещения будет стоить неимоверных затрат.

винтовые сваи



Сфера применения


Основная область использования винтовых свай – обустройство экономичных фундаментных оснований для построек хозяйственного назначения и частных деревянных домов, возведение ограждающих конструкций.

Маркировка изделий указывает на типоразмер винтовых свай. Первая цифра – диаметр ствола в миллиметрах, вторая – диаметр винтовой лопасти. При выборе типоразмера учитываются эксплуатационные нагрузки на фундамент:

  • диаметр 76 мм — для легких ограждающих конструкций;
  • диаметр 89 мм – для веранд, навесов, беседок, столбов из кирпича;
  • диаметр 108 мм – легкие дома из бруса, бревна, каркасные постройки;
  • диаметр 133 мм – тяжелые дома из бревна, постройки из пенобетонных и газобетонных блоков.

Винтовая свая – несущий элемент фундаментного основания, ее главной функциональной частью является винт (наконечник с лопастью). От его параметров зависят эксплуатационные свойства фундамента. Производители предлагают винтовые сваи двух типов: со сварным или литым наконечником.


Разновидности фундаментных оснований


При помощи винтовых опор можно сооружать фундаментные основания нескольких типов:

  • свайная лента (опоры располагаются под будущими стенами и скреплены ростверком – горизонтальными балками из дерева, металла, либо железобетона);
  • стандартный вариант – опора вкручивается под каждую колонну или несущий элемент каркаса;
  • свайное поле – опоры располагаются с одинаковым шагом по всей площади будущего фундамента;
  • одиночные элементы – опоры используются для поддержки отдельных частей постройки (террасы, крыльца с навесом и т.д.).

Какие наиболее оптимальны для использования в дачном строительстве?


Назвать оптимальный тип винтовых свай без анализа грунта или расчета веса дома невозможно.

Если исходить из специфики постройки, предполагающей создание относительно легкого дома с малым количеством этажей, то наиболее целесообразным вариантом будет применение однолопастных стволов диаметром от 57 до 108 мм в зависимости от типа и состояния грунта.

Более детальную информацию даст только обследование участка и расчет нагрузки, так как свая имеет определенный предел. Например, при диаметре 57 мм максимальная нагрузка составит 800 кг.


Немного об оголовках


Некоторые винтовые сваи, имеющиеся в продаже, уже оснащены наваренными монтажно-технологическими оголовками. Естественно, это сказывается на стоимости – с таким «дополнением» обойдется дороже.

При этом наличие заводского оголовка пригодится лишь тем, кто планирует собирать на сваях деревянный дом. В других случаях присутствие оголовка роли не играет. Для установки ростверка он не требуется – обвязку просто приваривают к свае. Не принципиально его наличие и при завинчивании – ручную установку производят с помощью специальных отверстий в трубе, на процесс механизированного ввинчивания оголовок тоже не влияет.

Конструктивные особенности этого опционального элемента и размеры для сваи СВС-108 показаны на рисунке.


Свайновинтовой фундамент: плюсы и минусы


К преимуществам использования винтовых свай относятся:

  • быстрый и недорогой монтаж – справиться с установкой опорных элементов можно за один день;
  • погружение элементов в грунт без использования спецтехники, если позволяют свойства грунта;
  • минимальный объем земляных работ – вынимать грунт под опоры практически не требуется;
  • возможность строительства на большинстве грунтов (за исключением скальных и болотистых);
  • ведение работ в любое время года – опорные элементы вкручиваются даже в мерзлый грунт;
  • сокращение сроков строительства – ростверк монтируется сразу после установки опор, и если он не из монолитного бетона, можно сразу приступать к возведению стен;
  • минимальный объем вспомогательных работ, связанных с вывозом лишнего грунта и уборкой мусора;
  • экономия – стоимость свайно-винтового фундамента на 60-70-% ниже ленточного;
  • возможность использования при строительстве на сложном рельефе – нет необходимости выравнивать площадку, строительство можно вести на склоне, используя сваи различной длины.

Минусы свайно-винтового фундамента:

Минусы свайно-винтового фундамента:

  • металл подвержен электрохимической коррозии и со временем разрушается;
  • скорость разрушения повышается в несколько раз, если в грунте распространяются блуждающие токи из-за повышенной насыщенности воды и расположенных неподалеку электротехнических объектов (электрическая подстанция, железная дорога, антенна сотовой связи и т.д.);
  • в процессе установки опора может деформироваться, лопасть оторваться;
  • винтовой фундамент не дает возможность построить дом с подвалом;
  • требуются серьезные меры по утеплению пола.

Эксплуатационные плюсы винтового фундамента




  • Практическое отсутствие усадки, благодаря чему разрешается сразу приступать к возведению стен.
  • Проводить работы, возможно в любой сезон.
  • Возведённая конструкция простоит не менее 100 лет.
  • Основание допускается обустраивать поблизости от инженерных коммуникаций.






Плюсы и минусы


К достоинствам винтовых свай относятся:

  • Высокая скорость монтажа.
  • Возможность ручной установки, что позволяет работать в непосредственной близости к готовым постройкам.
  • Стоимость винтовых свай гораздо ниже, чем у других типов основания.
  • Возможность повторного применения. При необходимости сваи могут быть извлечены и использованы в другом месте.
  • Для установки не нужны земляные работы.
  • Имеется возможность строиться на склонах или складках рельефа.
  • Можно обойтись без привлечения сложной техники.

Недостатками являются:

  • Условия эксплуатации способствуют появлению коррозии.
  • Использование винтовых свай в регионах с высокой сейсмической активностью запрещено.
  • Погружение в каменистый грунт не допускается.
  • Использование винтовых свай на рыхлых или слабонесущих грунтах, не образующих достаточной боковой поддержки, требует дополнительного обследования и уточнения глубины погружения.

Большинство недостатков часто замалчивается производителями, поэтому необходимо иметь полное представление о свойствах и качествах конструкции.

Типы винтовых свай

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 невоор
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)

 

Иллюстрацияосновные характеристики и область применения сваиОриентировочная 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 сфер
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 – несоизмер
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
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,
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.