Дом на сваях: технология, особенности конструкции, плюсы и минусы, как возводить

Строительство любого дома неразрывно связано с возведением надежного основания, обеспечивающего устойчивость строения. Не имея информации о прогрессивных технологиях, некоторые застройщики сооружают ленточную основу или возводят плитный вариант фундамента. Вместе с тем на проблемных грунтах и в условиях наклонного рельефа лучше строить дом на сваях. Винтовая основа сооружается достаточно быстро, не требует повышенных затрат и обеспечивает необходимую несущую способность. Рассмотрим детально особенности технологии.

Строительство домов на винтовых сваях – общая информация

У застройщиков, возводящих строения на проблемных грунтах, пользуются популярностью винтовые опоры. Решение построить дом на сваях винтовых принимают в определенных ситуациях:

при расположении участка строительства на сыпучих почвах, слабых грунтах, а также влажных почвах с близким расположением грунтовых вод;
при значительных перепадах высот в районе строительной площадки, а также при возведении здания в условиях наклонного рельефа;
при недостатке финансовых ресурсов для закупки строительных материалов, предназначенных для возведения другого типа основания;
при необходимости осуществить строительство легкого каркасного строения или деревянного дома за ограниченное время;
при отсутствии финансовой возможности соорудить дренажную систему в болотистом грунте для строительства дома.

От правильно выбранного вида основания зависит надежность и срок эксплуатации постройки
Винтовые сваи для дома имеют простую конструкцию и состоят из следующих элементов:

стальной трубы, воспринимающей осевую нагрузку от постройки;
рабочего наконечника, приваренного к концу трубы.

Постройка дома на винтовых сваях производится по определенному алгоритму. Последовательность действий:

Проведите исследование почвы.
Разработайте проектную документацию.
Определитесь с конструкцией и размерами элементов.
Рассчитайте количество опорных элементов.
Разметьте координаты расположения.
Подготовьте материалы, инструменты и оборудование.
Завинтите колонны в грунт.
Обрежьте трубы по общему уровню.
Приварите к трубам подпятники.
Смонтируйте ростверк.
Утеплите опорную конструкцию.
Стройте здание согласно проекту.

Оценим особенности технологии.

Благодаря этой технологии строительство можно вести на воде и неустойчивых грунтах

Как сделать качественный свайно-винтовой фундамент

Вы можете сказать, что все вышеперечисленные проблемы со свайно-винтовым фундаментом возникли из-за грубых нарушений, допущенных в ходе строительства. Отчасти это верно. На портале есть множество тем, где у людей трещат ленты и проседают плитные фундаменты, в которые вбуханы кубометры бетона. Но, на устройство свайно-винтового фундамента, огромное влияние оказывает т.н. «человеческий фактор». Слишком много халтурщиков, в сезон, хочет заработать на сваях. На первый взгляд — работа нехитрая и простая, но, это только кажется.

Игорь3Пользователь FORUMHOUSE

Я занимаюсь ремонтом фундаментов и передвижкой домов. Часто слышу про сваи, что качаются, тонут или, их выпирает. Технология свайно-винтового фундамента тут ни при чём. Причины аварийных ситуаций — неграмотный расчет и неправильный монтаж винтовых свай, усугубленный особенностями грунта.

В отличие от машинного вкручивания свай, при ручном монтаже, строители могут устать или просто схалтурить, что негативно скажется на качестве свайно-винтового фундамента.

По мнению Игорь3 дом на сваях качается если:

Сваи недостаточно заглублены.
Строители вырыли слишком глубокий приямок.
Сваи слишком высоко подрезаны над грунтом и нет диагональных «укосин».
Выбран малый диаметр свай.
Недостаточное количество свай.
Слабонесущий грунт.

Сваи просели если:

Под сваями слабонесущий грунт.
Не сделан расчёт несущей способности сваи, и, что ВАЖНО, грунта под лопастью сваи.

Итак, основа надежного свайно-винтового фундамента — конструкторский расчёт и данные геологии на участке, а не определение длины и диаметра свай по телефону или по принципу «так сделали соседу». На первый взгляд кажется, что все вопросы решаются просто — заказывается инженерно-геологическое изыскание. Затем собираются нагрузки от будущего строения на грунт, делается расчёт и выбираются сваи. На этом этапе застройщиков ожидает «подводный камень», который может полностью обнулить идею сделать качественный свайно-винтовой фундамент.

al185Супер-Модератор FORUMHOUSE

Любителей упрощенного «расчета» нагрузок через вес дома ждет неприятный сюрприз — риск неравномерных осадок по осям. На самом деле, грамотный сбор осевых нагрузок показывает — они сильно разные по осям. У каркасников в 1-2 этажа, нагрузки на периметр в диапазоне 10-25 кН/м = 1-2,5т/м и на внутренние до 40-50 кН/м= 4-5т/м.

Внутренние стены в строении всегда более нагружены, чем внешние.

Теперь найдите конструктора, кто сможет сделать грамотный расчет свайно-винтового фундамента, со сбором осевых нагрузок, и расчетом конструкции по СП 50-102-2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов». Есть такой?

Если ленточные и плитные фундаменты отчасти могут компенсировать неравномерную осадку, и перераспределить нагрузку без возникновения аварийной ситуации, то сваи осаживаются каждая сама по себе.

Ещё один «миф», что свайный фундамент можно рассчитать путём пробного завинчивания сваи и, тем самым, исследовать грунт на участке.

al185

На мой взгляд и любого конструктора — этот метод — лотерея из области экстрасенсорики и уфологии.

Причина в том, что на усилие при пробном закручивании сваи влияет время года. Например, данные ранней весной, когда грунт находится во влагонасыщенном состоянии, т. е. в период максимального ухудшения свойств основания, будут отличаться от данных полученных при пробном завинчивании сваи летом — в конце августе, когда воды мало или зимой.

Состояние грунта при пробном завинчивании действительно только на момент самого завинчивания. Этот метод не учитывает сезонное, долговременное (карст, подтопление) и техногенное ухудшение свойств основания.

yra88888

При нормальном инженерно-геологическом исследовании выявляется практически все свойства залегающих пластов, в том числе и мощность, и возможность выявления просадочных линз. Выявляются пласты более стабильные и пригодные для восприятия нагрузок. Так же определяется и начальное просадочное давление, коэффициент фильтрации и другие свойства грунта, которые пробным закручиванием не определить.

Проектирование свайных фундаментов без соответствующих достаточных данных инженерно-геологических изысканий не допускается.

Обязательными видами работ, независимо от уровня ответственности объектов строительства и типов свайных фундаментов, являются бурение скважин, лабораторные исследования и статическое или динамическое зондирование грунта.

Запомните! На свайно-винтовой фундамент можно поставить даже каменный дом, например, из газобетона. Вопрос лишь в том, если отбросить цену такого фундамента, выдержит ли грунт под лопастью эту нагрузку, при небольшой площади отпирания всех свай, по сравнению с ленточным или плитным фундаментом.

Для сравнения:

Площадь опирания винтовой «108» сваи, с диаметром лопасти 300 мм – 0.07 м²
Площадь опирания винтовой «133» сваи, с диаметром лопасти 350 мм – 0.09 м²
Площадь опирания только части МЗЛФ, шириной 600 мм и длиной 1 м – 0.6 м²

Т.е. площадь опирания всего лишь 1 погонного метра ленточного фундамента, с шириной подошвы 0.6 м, = 6-8 винтовых свай! Причём при конструировании свайно-винтового фундамента не принимаются в расчет силы трения сваи о грунт в той части длины ствола, примерно 1.5-2 м, которая находится в зоне промерзания.

Постройка дома на винтовых сваях – особенности конструкции

Базовый элемент фундамента – трубчатые элементы со спиральным наконечником. Строительство домов на винтовых сваях осуществляется опорами различной конструкции. Они отличаются формой рабочего наконечника.

Профиль может быть следующим:

стандартным, в виде одного полного витка, приваренного в трубе. Является частью основ легких строений;
усиленным, состоящим из двух прерывистых витков, сваренных с трубой. Способен воспринимать повышенные нагрузки;
узколопастным, выполненным в виде литой насадки конической формы. Применяется для каменистых грунтов;
цилиндрическим в виде сплошной спирали постоянного диаметра. Предназначен для работы в условиях вечной мерзлоты.

Перед строительством дома на винтовых сваях нужно определиться с выбором вида опор
Особенностью винтового фундамента является метод погружения. Сваи не забиваются в почву последовательными ударами, а завинчиваются путем приложения крутящего момента. В процессе вращения трубы ее конусообразный наконечник постепенно продвигается вглубь грунта. Надежному креплению способствует уплотнение породы в процессе завинчивания.

Подбирая сваи для дома, необходимо учесть следующие моменты:

марку стали, применяемую для их изготовления;
толщину витка в рабочей части;
размер стенки трубы, определяющий ее долговечность;
качество сварных швов в зоне крепления насадки;
форму рабочих лопастей и общую длину опорного элемента.

Нагрузка от массы строения равномерно распределяется по всем колоннам. Это достигается путем выравнивания верхних частей труб и крепления оголовков. К опорам крепится ростверк, который объединяет колонны в общий силовой контур.

Для изготовления ростверка выбирают один из следующих материалов:

стальные швеллеры или двутавры;
деревянные брусья;
бетонные блоки.

Такой фундамент надежен. Ведь нагрузка от здания передается ростверку, жестко связывающему колонны. Быстро возведенный фундамент позволяет за ограниченное время осуществить строительство дома.

Свайный фундамент включает в себя группу свай, объединенных между собой ростверком

Обвязка свайного фундамента

Эта стадия сооружения фундамента подразумевает соединение воедино в горизонтальной плоскости выступающих фрагментов опор. Обвязка свай обеспечивает монолитность всего фундамента в целом и служит балансиром стойкости конструкции каркасного дома.

Обвязку делают с помощью металлического швеллера, который крепится к специально приваренному к вкрученным сваям остову. Если винтовые сваи установлены в правильном геометрическом порядке, то их соединение между собой в процессе обвязки пройдет без затруднений. Но если допущены неровности в выступах элементов относительно друг друга, то процесс может затянуться.

Завершается процесс обвязки, как правило, укладкой листами рубероида или другого тепло-гидроизолирующего материала.

На подготовленную площадку монтируют каркас стен – коробку дома. Стены каркасного дома изготавливаются из панелей или предварительно смонтированных щитов.

Домик на сваях – достоинства винтовых опор

Решив построить домик на сваях, разберитесь с преимуществами данных опор и их слабыми местами. Дом на сваях обладает следующими достоинствами:

не требователен к почве. Он может строиться при повышенной концентрации глины и песка в почве, а также на влажных грунтах и плывунах;
не зависит от влияния природных факторов. Сохраняет устойчивость при температурных колебаниях, морозном пучении грунта, усадке и эрозии почвы;
требует малых денежных расходов, связанных со строительством фундамента. Свайное поле из опорных элементов – бюджетное решение;
возводится за короткое время. После монтажа свайных элементов, установка которых займет не более 2 дней, можно начинать постройку;
может строиться в любое время года. Технология погружения в грунт винтовых опор позволяет выполнять работы в любых погодных условиях;
низкой трудоемкостью. Конструкция свайного фундамента позволяет возвести его самостоятельно без применения специальной строительной техники;
может возводиться возле имеющегося здания. При этом исключается возможность усадки и отрицательного влияния рядом расположенных строений.

К несомненным преимуществам колонн также относятся:

возможность демонтажа опорных элементов и применения их повторно;
отсутствие усадки, позволяющее значительно ускорить строительный цикл;
простота технологии, не требующая специальной строительной подготовки.

Конструкция этого основания предоставляет возможность строить дома в условиях наклонного рельефа, а также при отсутствии подъездных путей для крупной строительной техники.

Материал для изготовления опор применяют в зависимости от вида грунта

Преимущества блоков из пенобетона и газобетона

Пенобетон – это бетон с ячеистой структурой. Цемент, песок и воду смешивают со специальной пеной. Смесь заливают в формовочные ёмкости. После застывания формы разбирают и получают готовые пеноблоки. Блоки больших размеров производят путём распиловки объёмных монолитов.

Блоки из пенобетона

Плотность пенобетона в три раза меньше плотности кирпича, соответственно и его вес в три раза меньше.Обладая высокими теплоизоляционными, гидроизоляционными и прочностными качествами, пенобетон выгодно отличается от других видов строительных материалов.

Учитывая невысокую несущую способность, хрупкость материала, пеноблоки можно применять только в строительстве малоэтажных, небольших жилых домов.

Блоки из газобетона по своим качественным характеристикам мало чем отличаются от пеноблоков. Газобетон получают в результате химической реакции цемента, песка и различных наполнителей.Существенный недостаток газобетона в его слабой стойкости к влаге. Поэтому кладка из газобетонных блоков требует усиленной гидроизоляции.

Кладку стен из пенобетона и из блоков газобетона строят так же, как и кирпичную кладку на цементном растворе.

Дом на сваях винтовых – слабые стороны опор

Наряду с достоинствами, фундамент свайно-винтового типа имеет ряд недостатков:

постепенное разрушение опорных колонн в результате коррозии;
низкую нагрузочную способность на легких видах грунтов;
сложность завинчивания элементов в грунт с повышенным содержанием камня;
необходимость дополнительной антикоррозионной защиты рабочей поверхности;
невозможность оценить состояние закрученного в почву элемента;
проблематичность организации подвала в строении на винтовых колоннах;
необходимость выполнения работ по геодезическим исследованиям грунта;
уменьшенный до пяти десятков лет срок эксплуатации колонн;
привлечение проектировщиков для разработки рабочего проекта.

К недостаткам также относится повышенная вероятность применения колонн, изготовленных в кустарных условиях из некачественных материалов.

Плюсы и минусы основания

Газобетон имеет легкий вес за счет пористой структуры, куда легко проникает влага, разрушая структурные связи между частицами материала. Когда капли воды замерзают в холодное время года, они расширяются в объеме, что приводит к образованию трещин. В первую очередь, влага попадает в стенки дома из почвы, поэтому эксперты рекомендуют поднимать цокольное перекрытие над уровнем земли.

В этом случае выражается главное преимущество свайного фундамента с нависающим ростверком – изоляция сооружения от контакта с рыхлой и переувлажненной почвы. В данном случае сваи обеспечивают необходимую устойчивость и жесткость, а ростверк отвечает за равномерное распределение нагрузок на несущий пласт земли.

Для свайно-ростверкового фундамента, которые применимы для газобетонных домов, относятся
такие преимущества:

возможность строительства на участках со сложным рельефом;
сравнительно небольшие затраты на строительство;
стойкость конструкции за счет связанного контура и т.д.

К недостаткам технологии необходимо отнести:

сложность инженерных расчетов;
потребность в качественной гидроизоляции фундамента;
трудоемкость и большие затраты на работу по возведению подземных помещений.

Как построить дом на сваях

Оценив положительные стороны и проанализировав слабые места фундамента, необходимо определить, подходит ли выбранная конструкция основания для вашего строения.

Постройка загородного дома на сваях имеет множество преимуществ

Такая технология обеспечивает устойчивость легких построек и конструкций, которые можно самостоятельно собрать за ограниченное время:

каркасных строений;
бревенчатых бань;
хозяйственных блоков;
различных навесов;
веранд;
выездных ворот;
деревянных и сетчатых заборов.

Рассмотрим основные этапы сооружения фундамента для постройки дома:

расчетную часть;
погружение в почву;
установку ростверка;
утепление нижнего уровня.

Остановимся на особенностях каждой стадии работ.

Установка винтовых свай

При большой глубине установки лучше воспользоваться спецтехникой
На объект доставляют технику, которая будет закручивать сваи. Стойки складируют и готовят к установке. Пробные опорные стержни вкручивают в нескольких местах на противоположных сторонах плана и считывают показания приборов для подтверждения несущей способности стоек по факту.

Сваю помещают в воронку гидродомкратом. Используют мотобуры, ямобуры, сваевинты – механизмы намного ускоряют вкручивание по сравнению с ручным способом. Забивным методом ставят гладкие сваи, а винтовые с лопастями закручивают в грунт.

Если сваи небольшого сечения, то для завинчивания ручным методом достаточно двух работников. На оголовок сваи надевают сварное приспособление в виде стакана с ушками, в которые вставляют лом.

На оба конца надевают обрезки труб большего диаметра, проверяют вертикаль отвесом или лазерным уровнем и начинают медленное закручивание. Работу продолжают до отказа сваи входить в почву. Это значит, что острие достигло прочного слоя или наткнулось на камень.

Механизмы более точно центруют стержень в воронке и закручивают с наименьшими отклонениями, но применение машин оправдано при большой глубине заложения и внушительном диаметре свай.

Рассчитываем количество опор

До начала проектирования следует выполнить геодезические изыскания, которые предусматривают:

отбор и анализ проб почвы;
определение глубины водоносных слоев.

Затем определяется нагрузочная способность. Для малответственных конструкции можно использовать табличные показатели нагрузочной способности для различных типоразмеров колонн.

Практически все виды свайных фундаментов рассчитаны на нагрузку от построек с малой этажностью

Рассмотрим примеры:

винтовая опора, выполненная на основе трубы диаметром 76 мм с диаметром рабочей части 200 мм, способна выдержать 1000 кг;
при увеличении диаметра трубы до 89 мм и размера спиральной части до 250 мм соответственно возрастает до 2000 кг расчетная нагрузка;
элемент на основе трубы диаметром 108 мм с диаметром рабочей части 300 мм обладает нагрузочной способностью, равной 250 кг.

Общий алгоритм расчета предусматривает выполнение следующих работ:

Определение массы строения. Она вычисляется путем перемножения объема стен на плотность стройматериала. К полученному значению следует прибавить массу кровли и элементов интерьера.
Расчет снеговой нагрузки. Для вычисления показателя необходимо площадь крыши строения умножить на нормативную величину снеговой нагрузки для конкретного региона.
Вычисление динамической нагрузки. Значение определяется путем перемножения площади основания на базовую величину, составляющую 350 кг на один квадратный метр поверхности.

Необходимо также учесть ветровую нагрузку. Она определяется по таблицам, учитывающим предельное значение скорости ветра для конкретного региона. Просуммировав все виды нагрузок, действующие на строение, получаем общую суммарную нагрузку, воспринимаемую фундаментом.

Прочность и долговечность дома зависит от качества используемого материала
Дальнейший порядок действий:

Начертите план строения, распределив опоры в угловых зонах и под несущими конструкциями.
Разделите суммарную нагрузку на общее количество колонн и вычислите нагрузку на один элемент.
Выберите конструкцию применяемых опор, ориентируясь на их несущую способность с коэффициентом запаса 1,2.

При выполнении расчетов необходимо округлить все значения в сторону большей величины.

Примеры расчета глубины погружения свай

Глубину погружения рассчитывают опытным путем. А вот глубина залегания плотных слоев грунта трудно просчитывается, так как является случайной величиной. Поэтому единственно верный вариант – бурить пробную скважину либо погружать опытную сваю, позволяющую выяснить глубину залегания твердых пород почвы. Так делать требует СНиП, а остальные методы не дают достоверной информации.

Определенная пробным методом глубина – один из показателей, которые используются при выполнении последующих расчетов. Расчеты фундамента свайно-ростверкового типа также предполагают определение числа свай на конструкцию. Его получают посредством деления расчетного веса дома на несущую способность 1 опоры. Так, если условная масса дома составляет 10 тонн, а несущая способность сваи равна 1 тонне, то свай нужно 10 штук.

Схема распределения свай зависит от проекта дома – его конфигурации. Самые ответственные участки в фундаменте – углы конструкции. В процессе проектирования сначала размещают на каждый угол по свае, определяют точку примыкания к несущим стенам, другим нагруженным узлам. Далее остальные опоры равномерно распределяют для адекватного восприятия и распределения нагрузки.

Опытные проектировщики советуют предусматривать определенный запас прочности для фундамента, чтобы он мог выдержать дополнительные нагрузки от эксплуатации, пристроек.

Завинчиваем сваи для дома

Соблюдайте указанную последовательность действий при завинчивании:

Произведите разметку и подготовьте приямки.
Последовательно установите опоры.
Закрепите приспособление для закручивания.
Завинчивайте опоры, контролируя вертикальность.
Уплотните грунт вокруг колонны.
Разметьте высоту труб и обрежьте лишнюю часть.
Заполните внутренние полости цементной смесью.

После застывания раствора установите и приварите оголовки к верхней части трубы.

При выборе опоры нужно изучить взаимосвязь между типом почвы и несущей нагрузкой сваи

Расчет фундамента для дачного дома

Для того чтобы не произошла значительная усадка опор, перед строительством фундамента необходимо провести расчет конструкции. Производиться расчет в три этапа:

вычисление прочности ростверка и подбор материала опоры
высчитывание прочности грунта
расчет винтовых свай.

Пример расчёта винтового фундамента для дома 10х10 (что учесть):

Длина фундамента: 10 метров
Ширина фундамента: 10 метров
Диаметр свай: 108 мм
Длина свай: 2,5 м.
Итоговое количество свай: 25

Итоговая стоимость + скидка = 65 500 рублей.

цена указана за

фундамент 10х10
при количества свай 25 шт

Так же необходимо с точностью рассчитать расстояние между сваями, учитывать возможную нагрузку на опоры, не забыть о нагрузки от силы ветра.

Монтируем ростверк

Одним из распространенных вариантов ростверка является конструкция на базе деревянного бруса.

На примере использования балки сечением 15х15 см рассмотрим последовательность действий по монтажу:

Пропитайте деревянный брус антисептиком.
Уложите балку на торцевые площадки.
Состыкуйте брусья с минимальным зазором.
Зафиксируйте нижний венец саморезами.
Уложите поперечные брусья.
Соедините их с нижним контуром.
Гидроизолируйте древесину мастикой.
Обшейте торцевую часть ростверка досками.

Эта конструкция ростверка – двойная. Возможен одинарный вариант, когда стыковка продольных и поперечных балок производится на оголовках.

Теплоизолируем опорную часть

Утепление нижней части выполняйте по следующему алгоритму:

Смонтируйте обшивочный каркас.
Закрепите черновую обшивку из досок или плит.
Выполните в ней вентиляционные каналы.
Прикрепите к черновой обшивке пенополистирол.
Зафиксируйте декоративную обшивку поверх теплоизоляции.
Установите защитные накладки и козырьки.

На эффективность теплоизоляции влияет правильно выполненная гидроизоляция грунта, а также утепление и пароизоляция пола строения.