Фундамент дома на винтовых сваях: все 4 этапа устройства основания

Использование винтовых опор позволяет приподнять фундамент над самым сложным грунтом

Хотите построить небольшой коттедж или дом на сложном грунте без привлечения специалистов и сэкономить средства? Это реально. Но, пожалуй, не обойтись без фундамента на винтовых сваях — такое основание делается быстро и относительно просто, да и несущую способность обеспечивает достаточную.

Конечно, тонкостей и нюансов в возведении свайно-винтовых фундаментов хватает — вот об этом я подробно расскажу. Вы как минимум сможете составить четкий план по закладке такого основания.

Что нужно знать о технологии?

Принцип функционирования фундамента на винтовых опорах

Свайно-винтовые фундаменты можно рассматривать как альтернативу основаниям на других подземных несущих конструкциях — в первую очередь забивных и буронабивных сваях. Технология устройства винтовых фундаментов известна минимум с ХІХ века, но только в последние 15-20 лет она приобрела достаточную популярность.

Структура свайного фундамента:

1. Базовые элементы. Основу, обеспечивающую необходимую несущую способность, составляют погруженные в грунт сваи. Каждая свая представляет собой толстостенную металлическую трубу, нижняя часть которой снабжается концевиком. Форма концевика зависит от типа грунта, но чаще всего его делают коническим, с винтовыми спиральными лопастями.

Основные элементы конструкции винтовой сваи

Разновидности свай: вар.1 – базовая, вар.2 – усиленная, вар.3 – узколопастная для каменистых грунтов, вар.4 – цилиндрическая для вечной мерзлоты

2. Способ установки. При погружении свая не забивается в грунт, а ввинчивается в него. Погружение обеспечивается особой формой изделия: при вращении вдоль оси лопасти продвигают коническое острие все глубже в почву.

При монтаже фундамента на винтовых сваях критично важно правильно подобрать длину несущих деталей и форму лопастей. Конструкция будет эффективно работать только в том случае, если основания будут опираться на плотные слои грунта. Это, кстати, совсем не обязательно должен быть суглинок: при завинчивании в сухой песок (еще лучше с примесью гальки) под оголовком формируется конус уплотненного материала. Немного глинистых частиц, чуть-чуть влаги — и через полгода уплотненная смесь будет «держать» не хуже бетона.

Погружение опоры вручную – трудоемкий, но дешевый способ

3. Распределение нагрузки. После установки на проектную глубину верхние части всех свай срезаются на одном уровне. К выступающим частям привариваются специальные детали — оголовки. Поверх оголовков устраивают ростверк — раму из бруса, швеллера или бетонных блоков, связывающую опоры в единую систему.

За распределение нагрузки отвечает рама – ростверк

4. Утепление ростверка и цоколя. Зазор между грунтом и основанием здания, сформированным ростверком, обязательно перекрывают и утепляют. Для обшивки используется цокольный сайдинг, профнастил и другие материалы. Теплоизоляция проводится с применением полистирольных плит, минваты, жидкого пенопласта и т. д.

Утепление свайно винтового фундамента жидким пенопластом изнутри снижает теплопотери дома в целом и защищает трубы от промерзания

В результате формируется фундамент для дома, состояний из нескольких свай и приподнятый на определенную высоту. Независимое размещение опор и распределение нагрузки с помощью ростверка делает конструкцию вполне надежной. При этом гидро- и теплоизоляция надземной части позволяет снизить теплопотери через пол.

Преимущества винтовых свай

Принимая решение о постройке дома на сваях нужно оценить и достоинства, и недостатки таких фундаментов.

Использование винтовой технологии облегчает строительство дома на участках со сложным рельефом

Начнем с плюсов:

1. Нетребовательность к грунту. Использование свайно-винтовой технологии позволяет вести строительство на любом грунте, вплоть до обводных глин и плывунов. Главное — правильно интерпретировать данные геологоразведки и подобрать оптимальные несущие конструкции (важны длина сваи, ее диаметр и форма лопастей).

Можно монтировать фундамент и на обводненных, и на насыпных грунтах

Кстати, небольшой диаметр свай позволяет устанавливать их не только в нетронутый грунт, но и в почву с большим количеством проложенных коммуникаций. При тщательной подготовке и правильной разметке вероятность повреждения трубы или кабеля будет минимальной.

2. Малая трудоемкость. Даже при ручном завинчивании свай фундамент типового частного дома полностью (т.е. вплоть до ростверка) делается не более чем за 3 рабочих смены. Если же использовать мини-экскаватор со сваезакурчивателем, то справиться можно буквально за день.

Специальный экскаватор для установки свай механизированным способом

3. Простота организации. Винтовая технология не требует ни обустройства подъездных путей, ни планировки (т.е. выравнивания) участка. Это значит, что строить можно в любом месте — почти без исключений.

Как видно на фото, выравнивать участок вовсе не обязательно

4. Отсутствие усадки. Не нужно ждать, пока основание окончательно осядет после заливки, уплотнения и сушки бетона. При использовании деревянных или металлических ростверков дальнейшие работы можно начинать на следующий день.
5. Возможность совмещения с другими зданиями. Такой фундамент можно заложить буквально вплотную к уже существующему, при этом риск его смещения или усадки будет сведен к нулю.

Пристройка получается практически автономной, так что мы не рискуем смещением основания

А еще при необходимости сваи можно вывернуть и (теоретически!) использовать для устройства другого фундамента. Правда, на практике так делают редко — все-таки и коррозия в грунте, и уменьшение длины при обрезке отрицательно сказываются на несущей конструкции. Но иметь в виду такую возможность необходимо: как минимум для легкой хозяйственной постройки сваи б/у вполне подойдут.

Недостатки винтовых оснований

Многие специалисты (особенно представители «старой школы») относятся к свайно-винтовым основаниям с некоторой долей пренебрежения. И хоть я с этой точкой зрения не согласен, рациональное зерно в ней все-таки есть.

Для определения характеристик грунта требуются геологические изыскания с бурением скважин

Минусы винтовых свай:

1. Сложная подготовка. Если ленточное основание можно устраивать по типовому проекту, то дом на свайно-винтовом фундаменте желательно проектировать по результатам геологических изысканий. В противном случае велик риск непредсказуемой просадки свай из-за неравномерной несущей способности грунта.

Исключение — свайно-винтовые фундаменты од заборами, легкими каркасными постройками и т.д.

2. Меньший срок службы. Если реакция грунта отличается от нейтральной (то есть будет либо кислой, либо щелочной), то из-за коррозии эффективный срок службы винтовых свай сократится до 50–60 лет. У буронабивных конструкций из армированного бетона этот показатель будет на уровне 100–120 лет.

При длительном контакте с грунтом материал подвергается коррозии, что снижает срок службы фундамента

3. Ограничения по несущей способности. Каким бы прочным и стабильным ни был грунт, но механика винтовых свай не позволяет использовать их для высотного строительства, а также для возведения сильно нагруженных промышленных сооружений.
4. Высокая цена. В среднем при пересчете на единицу несомой нагрузки свайно-винтовое основание оказывается примерно на 10-30% дороже ленточного или буронабивного. Сэкономить можно, выполнив работы своими руками — но за это возьмется не каждый мастер.

Подпольное пространство нужно утеплить и гидроизолировать. А о подвале придется забыть!

5. Сложности с подполом. Во-первых, подвальное помещение обустроить не получится, поскольку это почти гарантированно приведет к снижению несущей способности свай на порядок. Во-вторых, во избежание коррозии и подмыва нужна гидроизоляция подпола, утепление и обшивка цоколя и устройство отмостки по периметру дома.

Итак, оценив и плюсы, и минусы, резюмируем — для каких же сооружений подходят винтовые сваи?

Эта технология буквально созданная для каркасных домов, отличающихся малым весом и высокой скоростью сборки

1. Каркасные дома и другие легкие здания с относительно небольшим сроком эксплуатации.
2. Деревянные бани. Здесь плюсом будет большой зазор между полом и грунтом.
3. Хозяйственные постройки и навесы.
4. Ворота и заборы.

Пример бани из бруса на винтовых порах

В общем, технология применима как раз для тех сооружений, которые можно возводить самостоятельно. Но важным условием в достижении результата будет именно правильность применения этой технологии!

Устройство свайно-винтового фундамента

Этап 1. Расчет количества свай и выбор их размещения

В идеале, как я уже отметил, расчет свайного фундамента нужно делать на основании геологических изысканий с отбором проб грунта и определением его несущей способности.

Впрочем, для возведения малонагруженных конструкций есть шанс обойтись и без них. В этом случае при расчетах просто используются минимальные значения несущей способности сваи, указанные в таблице:

Сваи 89х250х2500 – самая ходовая разновидность

Типоразмер указывает основные габариты изделия в мм. Так, у марки ВСК 89х250х2500 ствол сваи диаметром 89 мм, лопасть диаметром 250 мм, общая длина — 2,5 м.

Алгоритм расчета:

1. Определяем общий вес здания. Для этого вычисляем объем стен и умножаем полученную цифру на удельный вес строительного материала. Добавляем вес перекрытий, кровли, печи и мебели и получаем нужную величину.

Не забываем о внутренней нагрузке (в доме еще мы будем жить!). Это значение берем на уровне 100кг/м 2 площади.

2. Вычисляем снеговую нагрузку. Для этого площадь здания умножаем на нормативное значение снеговой нагрузки в вашем регионе.

Используя эту карту, можно определить снеговую нагрузку на основание

3. Рассчитываем ветровую нагрузку. Это делается перемножением площади основания дома на коэффициент (40+15h), где h — высота стен в метрах.
4. Определяем динамическую нагрузку. Площадь основания умножаем на 350 кг/м2.
5. Суммируем все значения, получая общую нагрузку на фундамент.

Дальше можно пойти двумя путями:

План здания с отметками на месте установки свай

1. Строим план здания, распределяя сваи под несущими конструкциями. Опоры нужно помещать под каждым углом и в месте каждого пересечения стен, а также под пролетами более 3 м шириной. Под тяжёлыми объектами вроде банной печи желательно заложить отдельную сваю или куст из нескольких опор. Делим общую нагрузку на полученное число свай и определяем минимально допустимую нагрузку на одну опору.

Вариант фундамента с линейным размещением опор

2. Выбираем тип используемых опор, и делим нагрузку от здания на несущую способность одной сваи. Получаем минимальное количество опор, которые нужны для обеспечения стабильности фундамента нашего дома.

Все значения желательно округлять в большую сторону. Так же я бы посоветовал делать запас по несущей способности минимум 20%. Это особенно актуально, если вы не уверены в структуре грунта на участке.

Этап 2. Погружение винтовых свай

Фундамент из свай винтового типа сооружается быстро. Но при этом нужно строго соблюдать последовательность работ, описанную в таблице:

Иллюстрация	Технологический этап
	Предварительная разметка. На участок наносим контуры будущего здания, отмечая точки, в которых будут установлены сваи. Эта разметка считается предварительной, поскольку место установки свай может корректироваться в зависимости от положения угловой (реперной) опоры.
	Рытье приямков. Под основание каждой сваи выкапывается стартовая лунка — приямок. Оптимальная глубина приямка составляет не более 25-30 см. Использование более глубоких приямков или лидерное бурение (то есть проходка всей глубины буром с меньшим диаметром) допускается в исключительных случаях. Решение об этом должны принимать специалисты.
	Монтаж кабестана. На верхнюю часть сваи устанавливается приспособление для завинчивания — кабестан (сваекрут). Для его фиксации в технологическое отверстие сваи забивается металлический штифт.
	Завинчивание свай. В кабестан устанавливаются длинные и прочные трубы, которые используются в качестве рычагов. Свая вращается, постепенно заглубляюсь. При установке глубоких опор или при работе на плотных грунтах приходится ставить минимум по два человека на рычаг, иначе провернуть винт не получится.
	Контроль вертикальности. В процессе завинчивания необходимо постоянно контролировать положение погружаемой сваи. Для этого используется водяной уровень. Допустимое отклонение от вертикали обычно составляет не более 2°.
	Закапывание приямков. После погружения опоры на необходимую глубину приямки закапываются. Грунт вокруг опоры уплотняется.
	Установка остальных свай. Когда реперная опора будет выставлена, ее берут за основу в разметке участка под остальные сваи. Разметку проводим с помощью шнуров с метками, что позволяет идеально точно выставить элементы фундамента относительно друг друга.
	Определение высоты оголовков. Используя водяной уровень, определяем высоту, на которую нужно обрезать сваи. На каждом стволе делаем отметку на одной высоте.
	Обрезка стволов. С помощью дисковой пилы по металлу аккуратно обрезаем надземные части свай на отмеченном уровне. Торцы стволов тщательно выравниваем и зачищаем, используя шлифовальную машинку.
	Бетонировка свай. Полости свай заполняем цементно-песчаным раствором маркой не ниже М300. Раствор заливаем послойно, по возможности уплотняя его и не допуская появления крупных пустот. Последние 15-20 см до оголовка заполняем сухой цементно-песчаной смесью. Она гидратируется уже после герметизации конструкции, постепенно подтягивая влагу из основного раствора. Делается это для предотвращения кипения воды при наваривании оголовков.
	Установка и выравнивание оголовков. Оголовки — опорные пластины, на которые будет опираться ростверк — устанавливаем на обрезанные стволы свай. Тщательно контролируем их положение: важно, чтобы детали находились строго в одной плоскости.
	Приваривание оголовков. Привариваем оголовки к опорам. Сварные швы тщательно зачищаем и обрабатываем составом, защищающим от коррозии.

В некоторых случаях оголовки на сваях можно и не устанавливать. Так, ростверк из швеллера приваривается прямо к опорам. При заливке бетонного ростверка верхние части свай соединяются сварным способом с арматурным каркасом, после чего выполняется бетонировка внутри съемной опалубки.

Этап 3. Монтаж ростверка

После установки опор, которые обеспечат несущую способность, нам нужно связать их в единую систему. Эту функцию в свайно-винтовом фундаменте выполняет ростверк.

Разновидности ростверков для домов на винтовых сваях

Для изготовления ростверка могут применяться:

1. Стальные профилированные изделия (чаще всего швеллеры).
2. Деревянные брусья.
3. Бревна.
4. Бетонные перемычки.
5. Монолитные бетонные конструкции.

Обработка деталей для ростверка антисептиком — обязательное условие их долговечности

В качестве примера рассмотрим технологию возведения ростверка из деревянного бруса. Для работы используем пиломатериалы 150х150 мм и более из качественно просушенной сосны. Перед монтажом ростверка обязательно обрабатываем все детали антисептическими пропитками.

Иллюстрация	Этап установки ростверка
	Укладка нижних венцов обвязки. Не оголовки свай укладываем брусья, которые будут выступать в качестве основных опор. На них в дальнейшем будет опираться основная обвязка, балки пола и все перекрытие.
	Фиксация нижних венцов. Каждый брус нижнего венца фиксируем к оголовкам сваи. Для этого с нижней стороны опорной пластины оголовка завинчиваем 4 самореза, диаметр которых соответствует диаметру крепежных отверстий.
	Стыковка брусьев. Брусья нижнего венца обвязки стыкуем на середине оголовка сваи. Тщательно подгоняем детали по длине, после чего фиксируем их стальными накладками (1,5–2 мм), закрепляемыми внутри периметра здания.
	Гидроизоляция нижнего венца. Во избежание загнивания древесины дополнительно обрабатываем нижние (продольные) венцы ростверка гидроизоляционной мастикой.
	Укладка верхних (поперечных) элементов. Поперек нижнего венца укладываем верхнюю часть ростверка, выступающую в роли несущей системы напольного перекрытия. Тщательно выравниваем все детали по плоскости.
	Соединение с нижней обвязкой. Скрепляем верхние поперечные брусья ростверка с нижними, используя угловые накладки из металла толщиной не менее 1,5 мм.
	Фиксация саморезами. Для повышения прочности соединения в места пересечения поперечной и продольной обвязки закручиваем саморезы длиной не менее 250 мм (для бруса 150 мм). Закручивание проводим по предварительному сверлению.
	Стыковка верхней обвязки. Помимо пластин и саморезов иногда возникает необходимость стыковки элементов верхней части ростверка. Для этого в месте стыка делаются неглубокие пропилы, в которые затем забиваются стальные скобы — по 2 на стык.
	Установка наружной доски. Торцы брусьев поперечной части ростверка обшиваем доской, устанавливая ее заподлицо с нижней обвязкой. Фиксируем доску снаружи гвоздями или саморезами.

Здесь приведен вариант с так называемым двойным ростверком, отличающимся более сложной конструкцией. Одинарная обвязка делается проще: при ней продольные и поперечные элементы стыкуются на оголовках свай с помощью вырубок. Чаще всего стыки рубятся «в полдерева» — так потери прочности оказываются минимальными.

Стыковка брусьев «в полдерева» позволяет минимизировать потери прочности одинарного ростверка

Этап 4. Утепление нижнего узла

Теперь нам нужно понять, как утеплить свайный фундамент деревянного дома максимально эффективно. Проблема здесь кроется не только в теплопотерях, но и в потенциально высокой влажности, так что решать ее нужно комплексно:

Иллюстрация	Этап работы
	Установка каркаса для обшивки. Монтируем вертикальные брусья, которые будут служить каркасом для обшивки цоколя. Тем, где переходит цоколь в пол дома и там, где брусья опираются на грунт, укладываем гидроизоляцию — небольшие фрагменты рубероида.
	Черновая обшивка цоколя. Снаружи обшиваем цоколь по каркасу либо доской (обязательно антисептированной), либо цементно-стружечной плитой (ЦСП). Обшивку стоит заглубить несколько ниже уровня грунта, выкопав по периметру неглубокую траншею.
	Вентиляция подпольного пространства. Для нормализации влажностного режима под полом дома на нашем фундаменте обязательно устраиваем вентиляцию. Для этого в обшивке (а значит, и в теплоизоляции) оставляем продухи. В зимнее время для минимизации теплопотерь и уменьшения риска промерзания полов продухи стоит перекрывать.
	Монтаж теплоизоляции. К обшивке крепим теплоизоляцию — панели из экструдированного пенополистирола. Материал наклеиваем на основание и фиксируем тарельчатыми дюбелями со стопорными шурупами. Стыки между плитами обязательно герметизируем монтажной пеной. Монтировать утеплитель можно как изнутри, так и снаружи. Наружная теплоизоляция эффективнее, но при внутренней проще выполнять обшивку декоративными материалами.
	Декоративная обшивка. Поверх теплоизоляционных панелей либо поверх обшивки из доски/ЦСП устанавливаем: цокольный сайдинг с теплоизоляционным слоем; металлосайдинг; листы профнастила и т. д. Сверху перекрываем цоколь козырьком, на углы устанавливаем защитные накладки.

Такая отделка позволит не только сделать нижнюю часть дома более привлекательной. Утепление и обшивка цокольной части снизит потери тепла в нижнем слое, а также защитит находящиеся под полом коммуникации — в первую очередь водопроводные и канализационные трубы.

Подсыпку лучше всего проводить сразу после монтажа ростверка — до начала обшивки

Перед тем как обшить свайный фундамент своими руками, нам нужно обратить внимание и еще на ряд нюансов:

1. Гидроизоляция грунта. Чтобы деревянные части обвязки, скрытые под обшивкой, не страдали от повышенной влажности, нужно принять меры. Для этого грунт в подпольном пространстве засыпаем слоем песка, трамбуем, после чего перекрываем полиэтиленовой пленкой, укладывая рулоны внахлест.

На 100% от влаги это не защитит ни ростверк, ни лаги пола. Но вместе с другими мероприятиями (вентиляция, пропитка антисептиками) результат будет обеспечен!

Перекрытие поверх винтовых свай нужно теплоизолировать — иначе будет продувать!

2. Эффективное утепление перекрытия. Высокий подъем винтового фундамента приводит к большим потерям тепла. Монтаж пенополистирольной обшивки цоколя решает эту проблему только частично. Так что для обеспечения комфортной температуры в доме между лагами нужно закладывать минимум 150-200 мм минваты.

Пароизоляция защитит теплоизоляционный слой от конденсата

3. Пароизоляция полов. Чтобы минеральная вата не страдала от конденсата, под нее обязательно подкладываем мембрану. Слой мембранного материала отсечет влажность подпольного пространства, и утеплитель будет функционировать максимально эффективно.

После завершения работ над фундаментом, цоколем и перекрытием можно возводить стены по любой технологии

На этом особенности строительного процесса, обусловленные закладкой винтового основания, заканчиваются. На таком фундаменте можно строить любое здание — лишь бы расчётная несущая способность позволяла!

Заключение

Фундамент на винтовых сваях нужно не только правильно рассчитать и соорудить, но и эффективно утеплить — тогда и дом на таком основании получится долговечным и уютным. Видео в этой статье содержит еще больше секретов профессиональной закладки таких оснований. Кроме того, ответ на любой вопрос по этой теме вы можете получить в комментариях.