Винтовой фундамент своими руками: пошаговая инструкция

Фундамент на винтовых сваях — несущая конструкция, воспринимающая вес сооружения. Свайный фундамент широко применяется при строительстве многоэтажных зданий и частных домостроений. Конструкция отличается низкими финансовыми затратами, простотой монтажа, надежностью и универсальностью. Устройство свайного фундамента для дачи или коттеджа можно осуществить самостоятельно, имея определенные знания и простой набор инструментов.

Свайно-винтовой фундамент: достоинства и недостатки

Главное отличие свайного фундамента от плитного или монолитного — отсутствие земляных работ. Это особенно важно при невозможности подъезда землеройной техники для устройства котлована. Также к преимуществам винтового основания относят:

1. Возможность возведения сооружения на слабом грунте (суглинки, лёссы, плывуны, песчаники и пр.). При использовании винтовых свай нагрузка будет восприниматься не верхним, а нижними, более сильными слоями грунта.
2. Теплые полы в доме. Благодаря не сплошной конструкции свайного фундамента между грунтом и основанием дома образуется воздушная прослойка, которая является отличным теплоизолятором.
3. Устройство на наклонном участке. При наличии сложного рельефа с разными высотами и перепадами на участке винтовой фундамент можно применять без дорогостоящих ландшафтных работ.
4. Простота и высокая скорость монтажа. Выполнить свайно-винтовой фундамент можно своими руками без привлечения строительной техники. Заниматься устройством винтового основания для дома можно круглый год при любой температуре.
5. Низкая себестоимость. Винтовые сваи обходятся во много раз дешевле, чем заливка монолитного или укладка плитного основания. В среднем цена свайного фундамента на 50-60% ниже, чем аналогичного по площади монолитного.
6. Ремонтопригодность. Если винтовая свая деформируется или лопнет, ее легко можно заменить.
7. Не притягивает влагу. Благодаря тому, что с грунтом соприкасается небольшая по площади часть фундамента, влага и грунтовые воды не попадают в дом. Цоколь и подвал, устроенные на свайном фундаменте, всегда сухие и теплые.

Несмотря на достоинства, стоит отметить, что во многих случаях возведение винтового фундамента нецелесообразно по причине следующих его недостатков:

1. Требует тщательного инженерного расчета.
2. Не подходит для тяжелых монолитных сооружений.
3. Не применяется на скальных грунтах.
4. Металлические винтовые сваи подвержены коррозии.
5. Не используется для каменистых грунтов.
6. Дорогостоящее и сложное устройство подвала.

Использовать свайный фундамент в качестве стен подвального помещения не получиться.
Стены можно выложить из кирпича или блоков, но это приведет к значительному удорожанию строительства. Именно поэтому 90% домов на винтовых сваях не имеют дополнительной полезной площади в виде цокольного этажа и подвала.

Расчет свайно-винтового фундамента

Расчет винтового фундамента проводят с целью получить:

1. диаметр свайных опор;
2. длину винтовых свай;
3. расстояние между опорами;
4. количество свай.

Расчет ведется на основании норм СНиП 2.02.03-85 и СП 50-102-2003. Для многоэтажных домов и масштабных объектов расчет свайного основания производится при помощи специальных компьютерных программ. При строительстве частного дома выполнить расчет можно самостоятельно, не прибегая к услугам проектных организаций.

Определение диаметра винтовых свай

Винтовые сваи — унифицированные изделия, выпускаемые в соответствии с ГОСТ следующих диаметров:

• 57 мм — подходят для небольших и легких конструкций: ограждения, хозпостройки;
• 76 мм — используются для конструкций, вес которых не превышает 3 тонн;
• 89 мм — применяются для строительства дачных домиков, бань, веранд весом не более 5 тонн;
• 108 мм — подходят для домов из газо- и пеноблоков, дерева, каркасно-щитовых строений.

При строительстве 2-3-х этажных домов почти всегда используются надежные сваи диаметром 108 мм.

Определение длины винтовых свай

Длина винтовых изделий определяется на основании гидрогеологических изысканий на участке, где ведется строительство. Если проект будущего дома не содержит раздел геологических изысканий, то можно воспользоваться общедоступными картами для вашей местности.

Если верхний слой почвы представлен слабыми грунтами или плывунами, то сваи должны углубляться до твердых пород, а значит, при расчете длины необходимо учесть толщину слабого слоя.

Для каждого типа грунта длина винтовых свай определяется по таблицам СНиП с учетом плотности почв и региона строительства:

Как видно из таблицы для средней полосы России достаточно длины винтовых свай 2,5-2,6 м, для северных районов — 3,5-3,6 м. При наличии на участке перепадов более 20 см сваи будут длиннее на разницу высоты между самой высокой и самой низкой точками установки. Разница высот определяется при помощи лазерного или обычного строительного уровня. Глубина, на которую вкручиваются сваи, для средней полосы составляет 1,5 м, для северных районов — 2-2,5 м. Глубина зависит от уровня промерзания грунта, свая должна быть на 20-30 см ниже уровня промерзания. Над поверхностью винтовая свая с оголовком выступает на 40-50 см.

Расчет количества свай и схема установки

Количество свай определяется путем математического расчета или исходя из строительной практики и СНиП. Для второго способа количество определяется с учетом расстояния между ними, которое составляет:

• 1,5-2 м — для газобетонных, пеноблочных, каркасно-щитовых домов;
• 2,5-3 м — для деревянных, брусовых, бревенчатых строений;
• до 3,5 м — для легких построек, заборов и ограждений.

При составлении схемы расположения винтовых свай необходимо учитывать правила:

1. Сваи должны располагаться под каждым углом дома.
2. Сваи должны устанавливаться в местах пересечения несущих стен с внутренними перегородками.
3. Обязателен монтаж свай по обеим сторонам входной группы.
4. Внутри периметра фундамента сваи устанавливаются с выбранным шагом.
5. При наличии печи или камина под ними также должны располагаться опоры.

Выполнив все требования и составив схему фундамента на винтовых сваях, вы легко посчитаете их необходимое количество. При математическом расчете свай используется формула:

К = P*k/S

где:

Р — общая масса дома, рассчитываемая как сумма всех строительных материалов;

k — коэффициент надежности, как правило, принимают максимальный — 1,75;

S — максимально допустимая нагрузка на выбранный тип свай, определяется исходя из технических характеристик.

Используя формулу для расчета количества винтовых свай необходимо не забывать, что описанные правила по их расположению также действуют в этом случае.

Расчет ростверка

Ростверк служит для оптимального распределения нагрузки на свайно-винтовой фундамент. Устройство ростверка не обязательно, но если строение массивное и возводится на слабых грунтах, то выполнить монтаж ростверка желательно.

Ростверк представляет собой балку или ж/б плиту, которая соединяет верхушки свай. Железобетонный ростверк может выполняться путем заливки бетонной смеси в опалубку или быть сборным, состоящим из готовых плит.

Для того чтобы фундамент с ростверком был сооружен правильно, необходимо правильно рассчитать его размеры. В малоэтажном строительстве производить сложные расчеты ростверка нецелесообразно, достаточно учесть основные положения СНиП:

• оголовки свай должны соединяться с ростверком жестко или свободно;
• оголовок сваи должен входить в ростверк на 10 см;
• ростверк должен монтироваться не ниже 30 см над уровнем земли;
• высота ростверка — не менее 30 см и не более 50 см.

Сергей Юрьевич

Строительство домов, пристроек, террас и веранд.

Задать вопрос

При армировании ростверка для придания ему жесткости рекомендуется использовать пруты диаметром 8-12 мм.

Выбор винтовых свай для фундамента

Винтовые сваи имеют простую конструкцию: тело изделия представляет собой трубу из стали марки СтЗ или 30ХМА с толщиной стенки 5,5-10 мм. Лопасти, служащие для вкручивания сваи, наварены на тело. Сверху свая имеет округлый или заостренный оголовок. По количеству и устройству лопастей различают следующие виды винтовых свай:

• узколопостные, применяются для прочных грунтов и в условиях вечной мерзлоты;
• широколопастные с 1 лопастью;
• многолопастные 2-3 лопасти, улучшающие опирание на грунт.

Для строительства частных домов до 3 этажей высотой рекомендуется использовать двухлопастные сваи, размеры лопастей которых составляют 14-15 мм у конуса и 6 мм с краю. Изделия с 1 лопастью можно применять для легких хозпостроек, ограждений, времянок.

При выборе свай профессиональные строители рекомендуют отдать предпочтение бесшовным трубам, хотя их стоимость на 30-40% дороже. По надежности и воспринимаемым нагрузкам шовные изделия значительно уступают бесшовным. Если у вас есть финансовая возможность, то купите оцинкованные изделия с антикоррозийным покрытием. При покупке обязательно проверяйте наличие сертификатов и паспортов завода изготовителя.

Монтаж свайно-винтового фундамента: пошаговая инструкция

Винтовые сваи в качестве фундамента для частного дома можно установить самому при помощи 2-3 помощников. Ручная технология монтажа свай имеет как плюсы, так и минусы. Главное достоинство — отсутствие финансовых затрат. К недостаткам относят возможность отклонения сваи от вертикали. При наличии на участке плотных глинистых грунтов ручной способ не подходит — человеческих сил попросту не хватит, чтобы вкрутить сваю на нужную глубину. В этом случае используется техника с гидровращателем, установленная на автомобиле иди экскаваторе. Заглубление сваи производится гидродвигателем, параметры установки контролируются бортовыми компьютерами машины.

Для монтажа винтовых свай ручным способом понадобятся следующие инструменты: лопата, кувалда, строительный уровень, рычажные ключи для вкручивания. При отсутствии ключей можно использовать отрезки труб. Из материалов понадобятся сами винтовые сваи, муфты для их соединения, компоненты для приготовления бетонной смеси.

Что необходимо сделать для устройства свайно-винтового фундамента? Предлагаем подробную пошаговую инструкцию:

1. Проводится разметка участка в соответствии с ранее составленной схемой расположения свай. Для этого используется рулетка и колышки, которые вбиваются на месте будущих свай.
2. Винтовые сваи рекомендуется обработать антикоррозийным составом. Самый лучший вариант — покрытие синтетическим поликомпонентным средством на основе смолы. Однако данный состав очень сложно нанести самостоятельно, поэтому подойдет обычная эпоксидная смола.
3. В местах монтажа свай снимается верхний слой растительности и при помощи бура просверливается отверстие под диаметр винтовых изделий. Для свай 108 мм достаточно отверстия 10-12 см. При отсутствии дрели можно использовать узкую лопату.Винтовая свая не устанавливается в заранее вырытую яму! Она должна погружаться в грунт, уплотняя его вокруг своей оси. Если опустить сваю в готовую яму, то ее устойчивость существенно снижается.
4. Закрутка свай производится при помощи рычажных ключей по часовой стрелке до требуемой глубины. Контролировать глубину закрутки можно рулеткой. Два человека производят закрутку, а один контролирует вертикальное положение сваи строительным уровнем. Предельное отклонение — 5 см по всей длине изделия.
5. Если глубина заложения сваи больше ее длины, а такое возможно если верхний слабый слой грунта большой по толщине, то необходимо произвести наращивание сваи. Для этого используется муфта, в которую монтируется вторая свая. Место стыка сваривается и покрывается двойным слоем эпоксидной смолы.
6. После того, как все винтовые сваи вкручены, требуется их выравнивание по высоте. Уровень выставляется веревкой или оптическим дальномером. На сваях делаются насечки, выше которых они спиливаются болгаркой.
7. Лунки, куда вкручены сваи заливаются заранее подготовленным бетонным раствором. Это способствует усилению фундамента и придает конструкции дополнительную жесткость.
8. Поверх каждой сваи приваривается оголовок выбранной формы: круглый, квадратный, U-образный. Форма оголовка зависит от типа ростверка. Для бетонных ростверков лучше всего подходят округлые оголовки.
9. Через 2-3 дня проводятся испытания винтовых свай. Изделия подвергаются воздействию нагрузок путем ударов. Испытания прошли успешно? Значит можно монтировать ростверк и проводить усиление свайного фундамента.

Усиление свайно-винтового фундамента

Устройство ростверка — самое простое и востребованное усиление для винтового фундамента. В большинстве случаев ростверка достаточно для обеспечения надежности конструкции, но если дом возводится на слабых грунтах или имеет большой вес, то требуется дополнительное усиление.

Для свайно-винтовых фундаментов частных домов существуют следующие способы усилить основание:

1. Обвязка винтового фундамента металлическими трубами. Для укрепления используются профилированные трубы 30х60. Трубы последовательно соединяют все опоры основания свай по периметру и внутри него. Между собой трубы соединяются сваркой. Такая обвязка является оптимальной на неустойчивых и плывучих грунтах.
2. Усиление свайного фундамента металлоконструкциями. Технология укрепления основана на применении таких изделий как швеллер 16, 20 и 22 или уголок. Металлоизделия привариваются к верхнему поясу свай вместо оголовка. В итоге получается прочный каркас из металла, на который будет опираться дом. Способ подходит для болотистой местности и торфяников.
3. Дополнительное усиление грунта. В процессе устройства свайно-винтового фундамента целостность грунта нарушается, он может просесть или стать более рыхлым. Для укрепления грунта применяют утрамбовку, цементирование, смолизацию.

Обустройство и утепление цоколя

Полноценного цоколя с полезным пространством при устройстве винтового фундамента не получится. Поэтому, говоря о цоколе, строители имеют в виду фальшь-цоколь, придающий строению законченный эстетичный вид. Отделка фальшь-цоколя должна отвечать следующим требованиям:

• быть влагостойкой и морозоустойчивой;
• иметь минимальную теплопроводность;
• быть устойчивой к плесени, насекомым, грызунам.

Выбор отделки для цоколя зависит только от предпочтений и финансовых возможностей владельца. Закрыть цоколь можно облицовочным кирпичом, плиткой, искусственным и природным камнем. Можно использовать обычные ж/б плиты с последующим оштукатуриванием или окрашиванием. Для деревянных и брусовых домов отличный вариант — обшить цоколь вагонкой.

Для сохранения тепла и создания комфортного микроклимата в доме цоколь и ростверк рекомендуется утеплить. Утепление может проводиться внутри или снаружи в зависимости от того, какой материал был выбран для финишной отделки. В качестве теплоизоляции используются легкие утеплители с высокими теплоизолирующими параметрами:

• экструдированный пенополистирол (пеноплекс);
• жидкий напыляемый пенополиуретан;
• обычный пенопласт в плитах ПСБ-С 35.

Работы по утеплению начинаются с покрытия ростверка и цоколя гидроизоляцией. В качестве гидроизоляционного материала используют специальные мембраны или дешевый и простой в монтаже рубероид. Обшивка ростверка утеплителем в виде плит производится с использованием крепежных дюбель-гвоздей. Если в качестве утеплителя был выбран пенополиуретан, то его напыление осуществляется слоем 3-5 см. Теплоизоляцию необходимо заделать обшивкой из досок или ЛДСП-панелей.

Нужно ли утеплять металлические винтовые сваи? Строители отвечают на этот вопрос отрицательно. Утепление свай в этом случае не только экономически не выгодно и хлопотно, но и приводит к снижению эксплуатационного ресурса основания за счет усиления коррозии.

Отмостка для свайно-винтового фундамента

Делать отмостку для винтового фундамента нужно обязательно. Ее обустройство лучше начинать при строительстве цоколя. Отмостка выполняет важные функции:

• не допускает попадания осадков в пространство между полом дома и грунтом;
• является дополнительной теплоизоляцией для первого этажа;
• придает строению эстетичный вид;
• выполняет функцию тротуара.

Конструкция отмостки простая, ее можно быстро сделать своими руками следующим образом:

1. По периметру основания дома роется траншея шириной и глубиной 20-30 см.
2. На дно траншеи высыпается слой глины толщиной 10 см.
3. Выстилается рубероид или другой изоляционный материал.
4. На рубероид насыпается гравий или крупнофракционный песок — 10 см.
5. По периметру устанавливаются доски толщиной 3 см ребром вверх.
6. На противоположной стороне от досок устраивается опалубка так, чтобы образовался уклон 5 градусов.
7. Траншея заливается бетоном.
8. После затвердевания бетона швы между досками заполняются мелким песком.

Верхнее покрытие отмостки выполняется плиткой, камнем или любыми другими влагостойкими материалами на вкус владельца. Если дом возводится на участке с высоком уровнем подземных вод, то для отвода жидкости необходим дренаж. Дренажные трубы из керамики или ПВХ укладываются ниже края отмостки в предварительно вырытую траншею на гравийно-песчаную подушку толщиной 20-30 см. Вода по дренажным трубам будет отводиться в колодец, искусственный водоем или канализационную систему на участке.

Срок службы свайно-винтового фундамента

Фундамент на винтовых сваях без усиления служит в среднем 25-30 лет. После этого срока сваи начинают разрушаться, и основание требует демонтажа и замены. При использовании свай с оцинковкой и при благоприятных условиях эксплуатации сваи могут прослужить до 40 лет. Факторами, которые сокращают срок службы винтового фундамента, являются:

• высокая концентрация грунтовых вод на участке;
• пониженная кислотность грунта;
• температурные колебания в регионе;
• наличие камней в почве;
• некачественный монтаж, нарушение технологии при вкручивании свай;
• усиление нагрузки, например, постройка еще одного этажа, террасы и пр.

Для того чтобы фундамент на винтовых сваях прослужил как можно дольше рекомендуется каждые 2-3 года осматривать его и заменять или ремонтировать деформированные сваи или элементы ростверка.