Возведение фундамента — важнейший этап строительства, от которого напрямую зависит долговечность дома. Раньше для коттеджей и дач использовали железобетонную плиту или ленточное основание. Однако оба этих метода весьма затратные и имеют ряд существенных недостатков. Сегодня достойной альтернативой им стали винтовые сваи. Когда же стоит выбрать именно это решение?
Что такое винтовой фундамент и чем он отличается от других?
Самые распространенные виды столбчатых фундаментов — свайный железобетонный и свайный буронабивной. Первый — это система готовых железобетонных столбов (свай), которые забивают в грунт и связывают сверху ростверком. Второй тип возводят непосредственно на строительной площадке: в грунте бурят скважину, устанавливают арматурный каркас и заполняют ее бетоном. Очевидно, что в обоих случаях используется цементный раствор, что накладывает ряд серьезных ограничений:
- Нужна специальная бетономешалка для доставки бетона на участок.
- Работы рекомендуется вести только в теплую погоду, или, если приходится строить фундамент зимой, сооружать тепляк и отапливать его.
- Необходимо ждать затвердевания бетона, ведь он набирает прочность не менее 28 суток.
Винтовой фундамент принципиально отличается от свайного железобетонного и буронабивного. Каждая свая — это металлическая труба с заостренным концом и лопастью для вкручивания в грунт. По сути, это саморез длиной от 1,5 до 12 м, способный нести нагрузку от 5 до 20 тонн в зависимости от толщины стенки, длины и диаметра сваи, формы лопасти, типа почвы. Устанавливать такие «саморезы» можно в любое время года, при этом не требуется большое количество бетона.
Металлическая свая, контактирующая с грунтовыми водами, требует надежной защиты от коррозии. Для этого применяются различные покрытия: холодное и горячее цинкование, полимерные и полиуретановые составы, эпоксидная смола, а также специальные грунтовки и эмали. Некоторые производители (например, завод HelixPro, выпускающий сваи Helix-Pro и Helix-Zinc) покрывают опоры в два слоя: сначала специальным составом для холодного цинкования толщиной 60 мкм, затем поверх него наносят антикор Helix-100. Прочное двухслойное покрытие защищает сваи не только от коррозии, но и от повреждений при монтаже: их можно спокойно вкручивать в землю, не боясь поцарапать.
О прочности и долговечности винтовых свай красноречиво свидетельствует то, что их активно используют для укрепления берегов водоемов и при строительстве дамб.
Разновидности винтовых свай
Несмотря на кажущуюся простоту конструкции, винтовые сваи различаются по форме, размеру и количеству лопастей.
- Широколопастные сваи с одной большой лопастью — самые популярные. Они подходят для большинства грунтов с приемлемой несущей способностью.
- Многолопастные (с увеличенной площадью опоры) используются на слабых, проседающих грунтах.
- Узколопастные сваи ввинчивают в твердые или мерзлые почвы.
Длина винтовой (нарезной) части у большинства моделей составляет около трети длины ствола. Этого достаточно для относительно стабильных грунтов. Если же почва подвижная и рыхлая, придется заказывать опоры с увеличенной длиной винтовой части.
Чем слабее грунт на участке, тем длиннее должна быть винтовая часть сваи. В особо сложных случаях она может достигать практически полной длины ствола.
Диаметр свай варьируется от 57 до 325 мм, диаметр лопастей — от 200 до 550 мм, длина опор — от 1,5 до 12 м. Выбор диаметра и длины сваи зависит от почвы на участке и возлагаемой на нее нагрузки. Для беседок, заборов, теплиц, хозяйственных построек достаточно ствола диаметром 57 мм, а вот для каркасных, деревянных и блочных домов потребуются опоры 133 мм.
Еще один важный параметр — толщина стенки. Тут действует простое правило: чем толще, тем лучше. К сожалению, некоторые производители, стремясь удешевить свои изделия, делают сваи с тонкими стенками. Это приводит к тому, что при установке опоры (особенно при помощи спецтехники) свая попросту сгибается и становится непригодной для монтажа.
Завод HelixPro выпускает винтовые сваи различных типоразмеров. Опоры диаметром 57, 76 и 89 мм изготавливаются с толщиной стенки 3 мм. Сваи диаметром 108 и 133 мм имеют четырехмиллиметровую стенку, а для диаметра 159 мм этот показатель увеличивается до 5 мм. Наиболее мощные опоры диаметром 325 мм производятся из толстостенной трубы сечением 6–10 мм и способны выдерживать нагрузку до 40 тонн на одну сваю. В зависимости от модели варьируется и толщина лопастей — от 4 до 10 мм.
Такие опоры обходятся несколько дороже, однако потребитель получает гарантированное качество. На всю продукцию распространяется гарантия производителя сроком 20 лет.
Для каких построек подходит винтовой фундамент?
Область применения винтовых свай необычайно широка. В частном строительстве это прежде всего легкие жилые дома — каркасные, щитовые, брусовые и бревенчатые, а также бани, летние кухни, сараи и хозяйственные постройки. Активно используют такие опоры и для террас, веранд, беседок и других малых архитектурных форм.
Винтовые сваи востребованы и в более масштабных проектах: при строительстве мостов, причалов, пристаней, ограждений и объектов инфраструктуры. Ими укрепляют берега водоемов, возводят дамбы, применяют в промышленном строительстве.
Диаметр сваи, мм | Области применения |
57 | Заборы, навесы, беседки, малые архитектурные формы, легкие хозяйственные постройки |
76 | Заборы, гаражи, навесы, каркасные, блочные, деревянные хозпостройки, элементы ландшафтного дизайна |
89 | Заборы, ворота, калитки; теплицы; бани, сауны; веранды, террасы, пристройки; летние домики без утепления и отопления; легкий причал |
108 | Срубы, брусовые и щитовые дома средней площади, веранды, гаражи, ангары, склады, кабельные эстакады, рекламные щиты, дорожные знаки |
133 | Деревянные и каменные дома, блочные строения, промышленные и складские постройки, опоры линий электропередач, рекламные конструкции, гаражи и ангары, мостики, причалы |
159 | Отдельно стоящие магазины, ангары, складские помещения, промышленные цеха, опоры линий электропередач, причалы, пешеходные мосты |
219 | Вертолетные площадки, пирсы, пристани, гаражи, ангары, рекламные щиты, опорные башни ЛЭП |
325 | Промышленные здания, сложные рекламные конструкции, арки и надземные переходы, причалы, быстровозводимые модульные конструкции, опоры ЛЭП и контактные сети электротранспорта, башни сотовой связи и пр. |
Как определить количество и длину свай?
Чтобы правильно подобрать диаметр и длину свай, а также рассчитать их количество и схему расположения, нужно знать тип грунта на участке и глубину его плотного несущего слоя. В идеале для этого проводят полноценные инженерно-геологические изыскания с лабораторными анализами.
Однако на практике, чтобы сэкономить, большинство застройщиков ограничивается пробным бурением. Оно не дает полной картины, но позволяет примерно понять структуру грунта и его несущую способность.
Самый надежный способ — вкрутить две сваи разного диаметра в одну скважину. При этом важно замерять крутящий момент не «на глаз», а специальным прибором. Для точности бурение проводят в нескольких точках участка.
Калькулятор расчета стоимости фундамента
Преимущества и недостатки свайно-винтового фундамента
Рассмотрим особенности винтовых фундаментов: их преимущества, недостатки, существующие ограничения по применению, а также случаи, когда они могут быть оптимальным решением.
Плюсы
Основное преимущество винтового фундамента — возможность строительства на сложных, нестабильных грунтах, а также на участках с уклоном и большими перепадами высот, где возведение монолитной плиты или ленточного основания обходится неоправданно дорого.
Еще один плюс — простота и высокая скорость монтажа. Основание для террасы или беседки можно соорудить своими силами: достаточно команды из двух-трех человек, прочного длинного лома и строительного уровня. При больших объемах работ используется специальная установка с вращательным механизмом. Ее аренда требует некоторых затрат, но это все равно намного дешевле, чем рытье котлована и заливка монолитной железобетонной плиты.
Следующее достоинство — возможность установки в любое время года и при любой погоде. Более того, в некоторых случаях монтаж рекомендуется проводить именно в холода. Это актуально для береговых зон и водных объектов (причалы, мостки, бани у кромки водоемов), участков с высоким уровнем грунтовых вод, склонов, где существует опасность оползней, а также заболоченных и подтопляемых территорий. В морозы вода превращается в лед, грунт проморожен, уплотнен и стабилен, что облегчает установку свай.
Важно и то, что при монтаже винтовых свай не нужны масштабные земляные работы, превращающие участок в строительную площадку с горами грунта. Для небольших территорий, где просто негде складировать землю, такие опоры становятся настоящим спасением.
Винтовой фундамент — оптимальное решение при реконструкции и укреплении старого дома, а также при возведении пристроек.
И наконец, винтовые сваи обладают таким важным преимуществом, как демонтируемость. Решив, например, перенести беседку на другое место, можно выкрутить сваи из земли и установить их в новом углу участка.
Минусы
Недостатков у винтовых свай немного. Это относительно невысокая несущая способность (многоэтажный кирпичный дом на такое основание не поставить) и ограниченный срок службы — в среднем 50–70 лет. Впрочем, при надежной антикоррозийной защите сваи могут прослужить до ста лет и более. Так, расчетный срок службы фундамента на массивных опорах с двойным покрытием от HelixPro достигает 120 лет.
К другим ограничениям относится сложность использования винтовых свай на каменистых грунтах. Кроме того, в доме на таком фундаменте невозможно обустроить подвал или цокольный этаж.
На каких грунтах возводят свайный фундамент?
Винтовой фундамент — оптимальное, а зачастую и единственно возможное решение для слабых подвижных грунтов. К ним относятся суглинки и глины в текучепластичном состоянии, лессовидные грунты, плывуны и растительные слои. Рыть котлован и заливать бетонное основание в таких условиях бессмысленно: плотные слои, способные выдержать расчетные нагрузки, залегают слишком глубоко, а земляные работы обойдутся в баснословную сумму.
Что касается сильнопучинистых грунтов с низкой несущей способностью, здесь возможны два варианта — мелкозаглубленный ленточный фундамент или свайный. Однако стоит иметь в виду, что свайные конструкции способны выдерживать значительно бóльшие нагрузки, чем малозаглубленные.
Что такое свайный куст?
В тех точках фундамента, где по проекту на опору приходится повышенная нагрузка (например, от массивного камина с керамическим дымоходом, колонны или другой тяжелой конструкции), вместо одиночной сваи устанавливают так называемый свайный куст. Это группа опор, расположенных рядом друг с другом и объединенных замкнутым ростверком. Такое решение создает устойчивую и прочную базу, способную выдержать как увеличенную нагрузку, так и давление грунта.
В частности, свайные кусты применяют при возведении каменных заборов на подвижных грунтах — влагонасыщенных, осадочных и других, где несущие стойки постоянно подвержены риску смещения. Разумеется, установка трех свай вместо одной обходится дороже, требует больше времени и трудозатрат, даже если усиливать только самые проблемные участки, а не весь периметр ограждения. Однако ради того, чтобы откатные ворота не перекосило, такие вложения вполне оправданы.
Установка винтовых свай
Строительство свайного фундамента (как, впрочем, и любого другого) следует начинать с геодезического исследования участка. Только так можно точно определить уровень грунтовых вод, несущую способность почвы и другие важные параметры, чтобы избежать неприятных сюрпризов в процессе монтажа.
Для небольшой легкой постройки сваи можно установить вручную. Если свай много, для вкручивания можно привлечь специальную буровую установку или экскаватор с гидравлическим вращателем. Участок размечают с помощью веревки и колышков, затем ручным ямобуром делают приямки с шагом от 1 до 3 м — по всей площади будущего строения и на стыках внутренних стен.
Установку свай лучше вести командой из трех человек: двое вращают сваю, надев на нее специальный оголовок и вставив в отверстие лом, а третий следит за вертикальностью ствола с помощью уровня.
Важно! Сваю необходимо вкрутить ниже глубины промерзания грунта, а в идеале — до упора в твердый несущий слой. Обычно опоры заглубляют на 3–4 метра.
После установки полость сваи заполняют сухой цементно-песчаной смесью. Это утяжеляет опору, повышает ее устойчивость и защищает внутренние стенки от коррозии.
Завершающий этап — устройство обвязки (ростверка). Для небольших и легких построек подойдет брус. Под массивные здания требуется более мощная обвязка — из металла (швеллер или двутавр) либо железобетона.
После монтажа ростверка фундамент считается полностью готовым — можно приступать к строительству дома.
Свайно-винтовой фундамент под каркасный дом на участке с перепадом 1,3 м (©HelixPro)
Сваи длиной от 3 до 4,5 м связаны металлическим швеллером и усилены вертикальными и горизонтальными связями (©HelixPro)
Отделка цоколя
Мнения застройщиков относительно открытого пространства под свайным фундаментом расходятся. Одни оставляют его ради визуальной легкости постройки. Другие предпочитают закрывать цоколь: это придает дому законченный облик, предотвращает вымывание грунта, защищает от скопления листвы и снега, да и ветер под полом не гуляет.
Утепление свайного фундамента
В подавляющем числе случаев фундаменты домов требуют утепления. Но защищать от промерзания винтовые сваи нет смысла, ведь нижнее перекрытие дома приподнято над землей. А вот зашить цоколь профлистом или фасадными панелями будет отличным решением, чтобы пол не продувало.
Но даже при закрытом цоколе под домом, стоящим на винтовых сваях, будет довольно прохладно. Так что имеет смысл сделать утепление этого пространства, используя экструдированный пенополистирол или термопанели. Тогда перекрытия первого этажа точно не будут промерзать, а теплопотери существенно снизятся.
Материалы для отделки цоколя
Самый надежный и долговечный способ облицовки цоколя — кирпичная кладка. Однако это тяжелый и дорогостоящий материал, а возводить под него дополнительное железобетонное основание экономически нецелесообразно. Гораздо практичнее использовать ПВХ-сайдинг, металлический профнастил или плоский металлический шифер. Они отличаются долговечностью, прочностью, износостойкостью и, что немаловажно, доступной ценой.
Для крепления обшивки монтируется каркас — деревянная обрешетка из брусков 50×50 мм либо металлический профиль 40×20 мм. Металлические элементы привариваются непосредственно к сваям, а деревянные фиксируются к предварительно приваренным стальным уголкам.
Обшивка цоколя термопанелями
Конструкция цоколя винтового фундамента с обшивкой ЦСП и отделкой сайдингом или декоративным камнем
Отделка цоколя фасадными панелями
Проблемы со сваями
Чаще всего владельцы опасаются, что дом на винтовых сваях со временем просядет. Такая проблема действительно возникает, но лишь при нарушениях технологии:
- Разрушение сваи из-за коррозии вследствие некачественного защитного покрытия.
- Ошибки в выборе типа сваи и ее геометрических параметров (длины, толщины стенки, диаметра ствола).
- Неправильно рассчитанное расстояние между опорами.
- Нарушения технологии при монтаже.
Причиной коррозии винтовых опор может быть также высокая концентрация блуждающих токов в почве из-за близости с железной дорогой или электроподстанцией.
Как проверить качество сваи?
В отличие от железобетонных аналогов, качество винтовой сваи можно оценить визуально. Достаточно измерить толщину стенок на соответствие заявленным характеристикам и вручную проверить надежность крепления лопастей.
Важно также уточнить у производителя способ антикоррозийной защиты. Если используется эмаль, стоит узнать ее марку и изучить отзывы — дешевое покрытие быстро смоется при контакте с влагой.
Особого внимания заслуживают сварные швы: они наиболее уязвимы для коррозии. Чем меньше швов, тем дольше прослужит опора. Например, HelixPro свел их количество к минимуму, а на лопастях они отсутствуют полностью.
Реклама. Рекламодатель ООО «ХеликсПРО».