Фундамент на винтовых сваях минусы и плюсы: какие бывают винтовые сваи под фундамент и принципы расчета

Последовательность сооружения

Теперь, когда все подсчеты сделаны, и проект готов, начинаем сооружение. Есть и здесь тонкости и правила, которые обязательно нужно выполнять. Фундамент – это очень важная часть дома и делать все кое-как не получиться.

Подготовительные действия

Перед началом установки свайно-винтового фундамента требует провести некоторые подготовительные работы на самом участке:

1. Убрать растительность – это необязательно, но, когда участок чистый, работать намного проще.
2. Избавиться от мусора и корней деревьев и кустарника, если таковы были на участке.
3. Разметить территорию под дом с учетом, что от каждой будущей внешней стены можно отступить хотя бы метр – для удобства работы.
4. Отмечают место для каждого несущего элемента.
5. Для дополнительной защиты сваи можно по грунтовать

Установка первой сваи

Самой первой должна быть установлена свая на самой высокой точке участка. Для этого проделывают следующие манипуляции:

• садовым буром проделывают небольшую скважину;
• помещают в отверстие сваю с прикрепленным магнитным уровнем;
• в специальные отверстия в свае, устанавливают монтировки или арматуру и начинают ввинчивать элемент, до нужного уровня (по проекту).

Монтаж оставшихся опор

Когда установлена первая опора, приступают к монтажу той, которая располагается по диагонали от первой. Далее, фиксируют угловые элементы, а на завершающем этапе — все остальные по периметру. Процесс установки последних ничем не отличается от первой.

Устанавливаем ростверк

Теперь выполняем ростверк. Для этого используются два вида материалов. Какой из них выбрать зависит из чего будет возведен дом. Итак:

1. Швеллер или двутавровая балка выдержит легкий дом из бруса или каркасник.
2. Монолитный бетон подойдет для тяжелых вариантов из кирпича.

Металлические детали приваривают к сваям, а для создания большей жесткости добавляют арматуру. Не забываем о дополнительном защитном слое.

Плюсы ленточного фундамента на сваях

• Один из немногих типов фундаментов, который можно возводить на участках со сложным рельефом;
• Сваи забиваются до уровня твердого и плотного грунта, а сама лента может лежать на сыпучем слабом грунте;
• Используется минимум строительных материалов и техники, максимально – это устройства для ввинчивания свай или мощная бетономешалка;
• Сваи выдерживают небольшие подвижки почвы, слабые толчки им не страшны;
• Набивные сваи можно сделать самостоятельно, используя подручные материалы;
• Для буронабивных свай можно применять различные виды опалубки, делать несущие конструкции круглой или квадратной формы;
• Рассчитан на эксплуатацию в условиях повышенного расположения грунтовых вод;
• Возвести основание можно самостоятельно за считанные дни, а уже через неделю после того как высохнет бетон ленточного ростверка, можно будет возводить стены.

Особенности ленточного фундамента

Ленточный фундамент в своей структуре имеет два подвида

Ленточный фундамент в своей структуре имеет два подвида:

• Сборный;
• Монолитный.

Единственная их отличительность друг от друга – это способ устройства.

Совместимость с грунтами

Для сборного основания характерными видами есть пучинистые и насыщенные водой грунты

Данный фундамент может функционировать, находясь на таких грунтах:

• Для сборного основания характерными видами есть пучинистые и насыщенные водой грунты;
• Монолитные конструкции устанавливаются в основном на почти всех видах грунта;

Не совместим данный фундамент только с органическими грунтами.

Плюсы ленточного основания

Плюсы, данного фундамента такие, он универсальный, может функционировать со всеми постройками

Плюсы,  данного фундамента такие:

• Он универсальный, может функционировать со всеми постройками;
• Простота монтажа монолитного вида;
• Герметичность;
• Сборный вид отлично подходит для проекта дома, где имеется подвал или цоколь.

Минусы фундамента с лентами

Как показывают отзывы жителей, такой фундамент предполагает большие денежные траты

Как показывают отзывы жителей, такой фундамент имеет следующие минусы:

• Большие денежные траты;
• Массивность конструкции;
• Трудимый процесс.

Виды свай

Основные виды винтовых свай

Основные виды винтовых свай для фундаментов показаны на рис. Слева – свая для вечномерзлых грунтов, песчаников и плотных суглинков с высокой несущей способностью. Столб грунта внутри нее сжимается, поэтому он держит сваю также изнутри. Для бетонирования эта свая непригодна, но подходящие для нее грунты и так отлично держат. s = (8-20 мм); L = (4-16) м с шагом в 4 м; d = 219 или 325 мм. Несомая нагрузка – до 4,5 т. Стоимость одной – от 4500 руб.

Сваи такой же конструкции благодаря невысокому ребру винта используются как бурозабивные, см. в конце. Для возможности бетонирования грунт из их стволов в таком случае вынимают специальными буровыми инструментами – ложковым буром или желонкой. Технология трудоемкая, но дает возможность строить 3-5 этажные капитальные здания прямо на вечной мерзлоте, болотах и торфяниках.

В центре свая для обычных грунтов, описанных выше. Для заборов и легких нежилых построек такие сваи можно сделать самому. s = (4-16 мм); L = (2,5-15) м с шагом в 2,5 м; d = 47, 75, 89, 108, 133, 159, 219, 325 мм. Несомая нагрузка – (0,7-2,5) т. Стоимость одной – от 2000 руб.

Справа – свая с уширенной пятой для рыхлых, пучинистых и плывущих грунтов. s = (4-16 мм); L = (3-15) м с шагом в 3 м; d = 159, 219, 325 мм. Несомая нагрузка – (1-3,5) т. Стоимость одной – от 3500 руб. Хотя ее наконечник с винтом может быть не литым или кованым, а сварным из листового металла, сделать такую самостоятельно сложно, т.к. лопасть ее винта должна иметь не менее 2-х оборотов и, сужаясь, доходить почти до острия наконечника.

Кроме этих основных типов, в продажу поступает довольно широкий ассортимент специальных свай: с многовитковыми и многозаходными винтами, дополнительными лопастями, со встроенной дренажной системой, из химически стойких материалов, и т.п. Они дороги, в индивидуальном строительстве почти не находят применения, требуют сложной технологии монтажа фундамента. Поэтому просто упомянем, есть, мол, и такие.

Об оголовках

В продаже имеются сваи с наваренными на них монтажно-технологическими оголовками. Стоят они, разумеется, дороже. Нужно иметь в виду, что монтажный оголовок необходим только для сборки на сваях деревянных домов; в прочих случаях без него вполне можно обойтись: ростверк фундамента (см. далее) из металлопрофиля приваривают прямо к стволу сваи, ее заворачивание ручным способом производят, используя технологические отверстия, а легкое машинное, при помощи мини-экскаватора, специального технологического оголовка не требует. Как устроен оголовок сваи, на всякий случай показано на рис., на сваю 133 мм. Для свай других диаметров размеры плиты остаются неизменными.

Монтажно-технологический оголовок винтовой сваи

Теплота пола

Есть мнение, что бетонный фундамент позволит забыть о холодных полах, а винтовые сваи будут постоянно продуваться. Это не так, и вот почему:

• Бетон обладает высокими показателями теплопроводности, поэтому все накопленное тепло он также быстро теряет.
• Так как его теплопроводность выше, чем у грунта, то и промерзать он будет быстрее, а значит будет и охлаждать пол в доме.
• Если во время укладки фундамента не подготовить слой гидроизоляции, то бетонная конструкция будет еще и постоянно намокать. А значит и пол будет еще холоднее.

Таким образом бетонный фундамент становится лишь преградой для ветра. Но он никак не сделает пол теплее. Таких же результатов можно добиться, зашив сваи. Кроме этого винтовые сваи позволяют обустроить более простую вентиляционную систему. Значит, земля будет суше, а пол теплее.

Плюсы и минусы свайно-винтового фундамента

Свайные фундаменты принципиально отличаются от ленточных и плитных тем, что каждая свая передает на грунт сосредоточенную нагрузку в отдельной точке. А свайно-винтовой фундамент в свою очередь отличается от свайно-забивного из железобетонных свай тем, что:

• Сваи – металлические трубы, гораздо хуже железобетона сопротивляющиеся изгибу.
• Металлические сваи в грунте подвержены коррозии.
• Заворачивание винтовых свай, в отличие от вбивания забивных, не уплотняет, а разрыхляет грунт.

Вследствие указанных факторов качество свайно-винтового фундамента очень сильно зависит от свойств подстилающего грунта. Идеальная «подушка» под винтовой фундамент – мощный сухой суглинок или слегка увлажненный аллювий, песок с включениями мелкой гальки. В последнем случае винт сваи при вкручивании толкает перед собой все более расширяющийся и уплотняющийся конус грунта. Из него при этом выжимается вода, а мелкие частички глины, всегда присутствующие в аллювии, цементируют его. В конце концов конус грунта приобретает прочность бетона, а конусы отдельных свай в глубине смыкаются. Свая заклинивается намертво, так, что ее легче свернуть в штопор, чем дальше завернуть или вывернуть; прочнейший фундамент теперь готов фактически без нулевого цикла.

Беседка с купальней на винтовых сваях

В плодородных многослойных грунтах большей части РФ свая фундамента работает по-иному. Как – разберем ниже, а пока укажем плюсы и минусы винтовых свай в России, за исключением горных районов и зоны вечной мерзлоты:

1. Не требуется планировка площадки и оборудование подъездных путей к ней – плюс.
2. Строительство не привязано к сезону, погодным/природным условиям и географическому положению объекта; сваи можно заворачивать и в болото, и в вечную мерзлоту – плюс.
3. Трудозатраты на устройство свайно-винтового фундамента на порядок и более меньше, чем любого другого; его можно собрать за 1-3 рабочих смены – плюс.
4. Не нужно ждать усадки фундамента, строительство можно начинать сразу после его монтажа – плюс.
5. Пристройки к основному зданию можно делать, не опасаясь усадки их фундаментов относительно старого – плюс.
6. Строительство возможно в зоне развитых подземных коммуникаций – плюс.
7. С применением промышленных методов сборки и в сочетании с железобетонным ленточным свайно-винтовой фундамент позволяет вести строительство на самых слабых грунтах, вплоть до плывунов – плюс.
8. Те же промышленные технологии строительства позволяют извлекать сваи из грунта для повторного использования – плюс.
9. Ограниченный срок службы: в увлажненных грунтах с химической реакцией, отличной от нейтральной, металлические сваи служат 50-60 лет; бурозабивные (см. далее) до 100-120 лет – минус.
10. Ограниченная свойствами грунта несущая способность: капитальное многоэтажное строительство на свайно-винтовых фундаментах невозможно – минус.
11. Свайно-винтовые фундаменты для жилых строений долговременного пользования на единицу несомой нагрузки от здания оказываются на 10-30% дороже свайно-забивных или ленточных – минус.
12. Устройство подвального помещения невозможно, т.к. нарушается взаимодействие свай с грунтом – минус.
13. Попадание текучей воды в подпол здания недопустимо, поэтому требуется достаточно сложная отделка цоколя и отмостка – минус.
14. Монтаж фундамента требует предварительных геологических исследований на месте строительства и достаточно сложных и трудоемких расчетов. Если для ленточных фундаментов можно разработать типовые проекты, то каждый свайно-винтовой проектируется индивидуально – минус.

В индивидуальном строительстве плюсы свайно-винтового фундамента безусловно оттесняют его минусы в следующих случаях:

• Временные легкие жилые дома. Скажем, берем недорогую посильную ипотеку на сборно-щитовой домик, а рядом понемногу строим сами капитальный особняк.
• Деревянные бани: надежная изоляция пола от грунта дает и от металлической печки достаточно легкий и мягкий пар.
• Хозпостройки, навесы, шпалеры.
• Заборы.
• Распашные ворота.

Столбы раздвижных ворот из винтовых свай делать не следует: под механизм все равно нужно основательное бетонирование, а его усадка в дальнейшем приведет к перекашиванию створки; также сваи неважно держат регулярные знакопеременные нагрузки при ее выдвижении/задвигании. Не очень подходят свайно-винтовые фундаменты и под гаражи; для въезда-выезда придется делать пандус высотой около 0,5 м, что неудобно, отнимает место на участке, усложняет и удорожает работу

Исключение – сварные металлические гаражи, но их эстетика всем известна.

Монтаж свайно-винтового фундамента своими руками

Установка свайно-винтового фундамента выполняется в несколько этапов:

1. Разметка участка.
2. Погружение и выравнивание свай.
3. Заливка бетоном.
4. Обвязка ростверком.

Разметка СВФ не представляет особых затруднений – поскольку земляные работы отсутствуют, достаточно наметить оси стен, перегородок и дополнительных конструкций либо оборудования. Это выполняется путем установки колышков немного дальше углов будущего строения, между которыми натягиваются шнуры. Можно использовать 2 колышка с горизонтальной перемычкой и между ними натянуть две нити по наружным размерам свай.

Фото 8. Разметка мест установки свай

Остальные этапы нуждаются в более тщательном рассмотрении.

Вкручивание свай и их выравнивание относительно горизонтальной плоскости

Технология ввинчивания свай не зависит от разновидности лопастей, наконечников и особенностей грунта:

• Подготовка направляющих приямков – для этого можно использовать ручной или мотобур. Скважины делаются на глубину до 0,5-0,7 м и диаметром немного меньше, чем лопасти. Это позволяют более точно позиционировать трубы и облегчить их вкручивания в грунт.
• Ввинчивание – в специальные отверстия в сваях продевается лом или длинная толстостенная труба подходящего диаметра и силами 2-х рабочих выполняется их вкручивание в грунт путем передвижения по кругу. Третий человек в это время контролирует вертикальный уровень сваи с помощью строительного уровня.

Фото 9. Погружение свайных опор фундамента вручную

Погружение может осуществляться и механическим способом, но для этого требуется специальное оборудование.

Фото 10. Вкручивание винтовых свай механическим способом

Технология устройства свайно-винтового фундамента предполагает необходимость обвязки свай ростверком (деревянными, металлическими или бетонными балками), который будет устанавливаться на оголовках. Поэтому все выступающие над поверхностью земли свайные опоры должны находиться в единой горизонтальной плоскости.

Выравнивание свай осуществляется следующим образом:

• Разметка единого горизонтального уровня на всех трубах – для этого можно использовать лазерный или водяной уровень.
• Обрезка трубы по разметке – выполняется с помощью болгарки.

Фото 11. Процесс обрезки винтовых опор

Подробная инструкция по монтажу свайно-винтового основания рассмотрена в следующем видео:

Заливка бетоном

Эксперты настоятельно рекомендуют выполнять монтаж свайно-винтового фундамента с заливкой полостей труб бетоном. Это обусловлено склонностью труб к образованию конденсата на внутренних поверхностях даже при условии абсолютно герметичной приварки оголовков. А заполнение полости бетоном позволяет предупредить этот эффект и увеличить пространственную жесткость конструкции.

Фото 12. Заливка свай бетоном

Обвязка свай ростверком

Как правило, ростверк сооружается на высоте 0,5-0,7 м от поверхности земли. Для этого могут применяться деревянные и металлические балки. Также обвязка может быть выполнена путем заливки монолитной железобетонной ленты.

Технология обвязки свай разными материалами:

• Железобетон – стоит дороже по сравнению с другими видами обвязки, но позволяет возводить даже здания даже из кирпича. Техника работ заключается в сборке опалубки, изготовлении армирующего каркаса, его связке со сваями с помощью рифленой арматуры и последующем бетонировании.

  Фото 13. Свайное основание с железобетонным ростверком

• Деревянные балки – применяются преимущественно при строительстве брусовых, бревенчатых и каркасных домов. Технология работ предполагает необходимость приваривания плоских оголовков для крепления бруса. Балки между собой соединяются в полдерева и фиксируются к оголовкам с помощью саморезов, болтов или гвоздей.

  Фото 14. Свайный фундамент с обвязкой из деревянных балок

• Металлические балки – для обвязки обычно применяются швеллеры, которые крепятся тоже к оголовкам, но при помощи сварки.

  Фото 15. Обвязка свай с применением стального швеллера

Как видите, сделать винтовой фундамент своими руками вполне реально и для этого необязательно привлекать бригаду строителей и нанимать спецтехнику. Главное здесь – правильно определить глубину залегания плотных несущих пластов, шаг установки свай и их количество. 

Брус обрезной 200х200х6000 ГОСТ 1-й сорт СофриноБрус изготавливается из сосны и ели — хвойных пород с естественной влажностью 20-30%.

От 11500 руб/м³Подробнее

Брус обрезной 150х150х6000 ГОСТ 1-й сорт СофриноБрус изготавливается из сосны и ели — хвойных пород с естественной влажностью 20-30%.

От 11500 руб/м³Подробнее

Брус обрезной 200х200х6000 ГОСТ 1-й сорт Софрино

Брус обрезной 150х150х6000 ГОСТ 1-й сорт Софрино

Минусы и плюсы свайного фундамента

Теперь подробнее поговорим о достоинствах и недостатках свайного фундамента. К неоспоримым достоинствам можно отнести следующие аспекты:

• Возможность возведения фундамента на участках со сложным рельефом и большим уклоном. Там, где для других видов фундаментов пришлось бы разориться на бетон, или же потратить много денег на земляные работы, выравнивая участок, сваи на голову обыгрывают своих конкурентов, так как свайный фундамент не имеет практически никаких ограничений по перепадам высот.
• Возможность использования свай практически на любых грунтах – он будет устойчив как на заболоченной местности, так и на глинистых грунтах. Закладывание фундамента на сваях целесообразно, когда верхний слой почвы отличается малой несущей способностью и значительной толщиной:

1. На черноземных, плодородных и заиленных землях, рядом с лесными угодьями.
2. В болотистой местности, на торфяниках, песчано-глинистых плывунах, глинах и суглинках в пластичном состоянии.
3. На солончаках, просадочных грунтах.
4. В регионах с вечной мерзлотой, при значительной глубине промерзания.
5. В районах с высоким УГВ (уровнем грунтовых вод), с угрозой подтопления.
6. На лесовидных почвах, теряющих прочность при насыщении водой.
   Во всех указанных случаях нагрузку от дома необходимо передать на плотные слои грунта. Ленточные фундаменты или утепленная шведская плита при такой глубине становятся экономически невыгодными, да и попросту, такие фундаменты могут оказаться непрочными.

• Небольшая трудоемкость работ. Если рассматривать винтовые сваи, то процесс монтажа заключается в завинчивании свай в грунт. Как правило, с этой работой может справиться два человека без использования специальной техники. Отсюда вытекает еще один плюс – возможность проведения работ своими руками без привлечения наемных специалистов.
• Высокая скорость работ. Фундамент из винтовых свай может быть возведет за один день, а уже на следующий день можно проводить дальнейшие работы по возведению дома.
• Низкая стоимость. Готовый фундамент из буронабивных или винтовых свай обойдется на порядки дешевле других видов фундамента.

Существуют у такого вида фундамента и минусы:

Пониженная несущая способность свай по сравнению с другими видами фундаментов. При неправильном расчете нагрузки на сваи, они могут просесть, повредив каркас строения

Поэтому перед выбором вида фундамента важно сделать все необходимые расчеты и убедиться, что будущий фундамент будет способен нести нагрузки от строения.
Если для стройки выбраны винтовые сваи, но при этом вы планируете построить тяжелый дом, то выходом из этой ситуации будет использование винтовых свай диаметром больше чем 133 мм (стандартный диаметр винтовых свай). При этом проблемой является то, что многие компании, работающие на рынке, не имеют возможности и специальной техники для монтажа таких свай.
Отсутствие подвала. В домах на свайных фундаментах нет возможности организовать полноценный подвал, так как при монтаже фундамента не происходит выемки грунта под домом

Однако, при расположении домов на большом уклоне, получится организовать хозяйственные помещения в образовавшемся пространстве

В домах на свайных фундаментах нет возможности организовать полноценный подвал, так как при монтаже фундамента не происходит выемки грунта под домом. Однако, при расположении домов на большом уклоне, получится организовать хозяйственные помещения в образовавшемся пространстве.

Необходимость дополнительного утепления цоколя здания. Минусов свайных фундаментов является продуваемый цоколь строения. Это создает обязательную необходимость (в отличие от бетонных фундаментов) в утеплении.

Факторы, влияющие на выбор фундамента

На выбор типа основания влияет особенность грунта

Стоит заметить, что только при соблюдении всех требований к строительству данного элемента, можно добиться прочного и долговечного результата. Для того чтоб определиться с видом основания для вашего участка, необходимо изучить такие нюансы:

• Особенность почвы;
• Необходимо ознакомиться с фундаментами, которые можно возвести на вашей территории проживания, их достоинствами и недостатками;
• Провести анализ и определиться с выбором.

Ниже приведены итоги анализа проведенного нами на основе изучения литературы, видео и фото схем, а также геологических карт, где указано соответствие определенных фундаментов видам почв и климатических условий.

Тип грунта при выборе фундамента

Почва есть сложной системой, которая состоит из большого количества геологических компонентов

Почва есть сложной системой, которая состоит из большого количества геологических компонентов. На сегодняшний день существует большая разновидность грунтов, которые имеют свои особенности

И поэтому так важно учитывать его при строительстве фундамента

Грунты находятся в постоянном движении и поэтому имеют такой ряд характеристик:

• Осадка. Ее появление связано с давлением постройки. Может появляться сразу или через определенное время после постройки.
• Просадка. Может происходить из-за грунтовых вод или веса сооружения.
• Движения почвы. Зависит от влаги, которая меняет структуру земли, что приводит к осадке или поднятию.
• Деформация. Это самое опасное для зданий явление, так как ее неравномерность приводит к невозможности создания ровной поверхности.

Теперь рассмотрим типы фундаментов. Многочисленные отзывы показывают, что самые популярные основания – это ленточный, свайный и ленточно-свайный. О них мы и поговорим более подробно.

Фундамент на винтовых сваях

Что такое винтовые сваи? В чем их особенность и удобство? И как с их помощью сделать фундамент? Винтовые сваи — это такая опорная конструкция. Представляет она собой систему труб, которые погружены в грунт на определенную глубину. В нижней части этих труб приварены спиралевидные лопасти (как на фото). Эта конструкция позволяет вкручивать сваи в грунт. А лопасти играют роль нарезки, примерно с таким же эффектом действия, как и на шурупах. Острый наконечник сваи позволяет легче ей входить в грунт. А нарезка помимо того, что используется для вкручивания, также является опорным узлом, на который собственно и опирается свая.

За счет чего держится опора и на сколько она надежна, спросите вы? Отвечаем: такая свая держится за счет силы трения, которая возникает между грунтом и боковыми поверхностями сваи (трубы). Усиливают такую конструкцию те самые лопасти, о которых мы уже говорили. На них и о приходится часть нагрузки, что делает такую опору весьма надежной, при грамотной установке конечно. Кстати, сама установка таких свай имеет массу тонкостей, которые нужно соблюдать. Несоблюдение их может привести к тому, что свая будет хлипкой и ненадежной. Так вот, чтобы равномерно распределить нагрузку на каждую сваю, установка выполняется по заранее просчитанной схеме. Образуется так называемое свайное поле. Оно обеспечивает равномерную нагрузку на каждую опору.

Ростверк

Когда сваи уже погружены их верхние части срезают таким образом, что бы получилась ровная плоскость. Затем делают ростверк или по другому называют несущий пояс. Он-то и является основной конструкцией, которая распределяет нагрузку от стен. А самое главное, благодаря ему нагрузка на систему свай распределяется равномерно, не перегружая не одну из свай, что придает данной конструкции надежность и долговечность.

Строение и функции ростверка очень схожи с конструкцией ленточного фундамента. Отличием в данной конструкции является то, что у ростверка, вместо опоры на грунт, как у ленточного фундамента происходит на сваи. Для того чтобы конструкция приобрела жесткость и была менее восприимчива к боковым нагрузкам, полые трубы свай заливают бетоном после их установки. Это и создает дополнительную устойчивость и жесткость конструкции.

Конечно, и плюсы и минусы свайного фундамента имеют место быть. Но явным плюсом винтовых свай является то, что при их установке не обязательно погружать их до контакта с плотными слоями грунта, как с другими сваями. Особенность их конструкции позволяет надежно удерживать здание при достаточном углублении в грунт. Винтовые сваи являются висячим типом свай.

Устройство ростверка

Виды винтовых свай

Рационально использовать свайно-винтовые фундаменты для малоэтажного строительства, при реконструкции зданий, когда необходимо исключить вибрационное воздействие, для легких построек и сооружений, а также при работе в ослабленных, обводненных и просадочных грунтах.

Широколопастные сваи

Классификация завинчиваемых свайных столбов представлена следующими разновидностями:

• Широколопастные – конструктивно представляют собой соединение ствола со шнековым лопастным наконечником. Дополнительно делятся на:
• Однолопастные – рекомендуется использовать для легких построек или под ненесущие стены;
• Многолопастные – с двумя или более лопастями, равномерно расположенными по телу ствола. Также существует вариация со шнеком постоянного сечения, расположенным по всей длине сваи.
• Узколопастные – ствол с отлитым многовитковым наконечником, соединенные с помощью сварочного шва. Наконечники бывают двух видов:
• Конусовидный наконечник – с двумя и более витками;
• Цилиндрический наконечник – обрез сваи в виде прямой фаски или в виде зубчатого фрезера.

Существует подвид винтовых свай, принципиально отличающийся от классических – это ступенчатые конусовидные сваи, диаметр которых скачкообразно уменьшается по мере приближения к наконечнику. Они также оборудованы шнеком, но из-за наличия порогов в местах изменения диаметра, обладают повышенной несущей способностью. Часто их изготавливают из высокопрочного металла и оцинковывают горячим способом, что обеспечивает усиленную защиту от коррозии.

Расчет несущей способности

Нормативные документы, а именно СНиП 1.04.05-93, предлагают два метода расчета предела прочности свай. В индивидуальном жилищном строительстве обычно используются винтовые свайные столбы диаметром до одного метра и длиной до 10 метров. Их несущая способность рассчитывается в следующей последовательности:

 Расчет ведется по формуле:

Свайное поле

где kc – множитель условий работы, который зависит от разновидности нагрузки, действующей на сваю, типа грунта и определяется по Таблице № 8 вышеуказанного СНиП;

t1, t2 – коэффициенты, которые принимаются по Таблице № 9 и зависят от показателя внутреннего трения грунта под рабочей зоной сваи;

y1 – Удельное значение глинистых или характеристика линейности песчаных грунтов;

k1 – среднее значение удельного веса грунтов, расположенных в слоях выше лопасти сваи;

h1 – глубина заложения свайной колонны, отсчитываемая от верхней отметки начала бурения;

B – площадь лопасти, величина, зависящая от типа нагрузки – при работе на сжатие (работа в фундаменте), считается по внешнему диаметру лопасти, при выдергивающем воздействии (например, работа в качестве ригеля на склоне) считается за вычетом площади ствола;

ji – усредненное значение сопротивления грунта, принимаемое по Таблице № 2;

p – периметр стволовой части;

hs – длина сваи, без учета непогруженной в грунт части;

ds – диаметр лопасти шнека.

•  Результаты геологических исследований, которые покажут состав грунтов, позволят выбрать соответствующие значения коэффициентов из таблиц СНиПа;
• По схеме, указанной в СНиП 22.31.14-95 рассчитывается масса здания с учетом временных нагрузок, затем определяется нагрузка на 1 м периметра, что позволяет посчитать нагрузку на одну сваю при определенном шаге свай.

Минимальная глубина погружения винтовых свай должна начинаться от двух метров. Дальнейшие расчеты связаны с проектированием свайного поля и особенностями размещения и компоновки свайных колонн в периметре здания.

Проектирование свайного поля

Свайное поле

Особенности расположения свай связаны с тем, что в отличие от ленточных фундаментов, свайные опираются на боковые стенки скважины. Поэтому, минимальное расстояние между сваями должно равняться не менее двум-трем диаметрам сваи.

В случае с завинчиваемыми свайными стержнями, диаметр принимается по самой широкой части – шнеку. Если нагрузка предполагает устройство минимального шага свай менее рекомендуемого, следует увеличить несущую способность сваи путем увеличения длины стойки или диаметра поперечного сечения.

Поскольку обычно ростверк на свайно-винтовых фундаментах располагается над землей, максимальный шаг колонн не должен превышать двух метров. Это предотвратит прогиб балок в местах приложения наивысшей нагрузки – обычно, в центре участка. Располагать сваи можно в произвольном порядке с учетом этих двух предельных значений. Следует обязательно устанавливать сваи в угловых точках периметра. Расчет свай ведется под несущие стены –для ненесущих стен и перегородок можно увеличивать шаг колонн или брать сваи меньшей прочности.

Преимущества и недостатки

Типы свайного фундамента разделяют в первую очередь по способу устройства на забивные, набивные и винтовые. Каждая модель конструктивного элемента характеризуется своими особенностями.

К общим достоинствам всех типов свай следует отнести следующие:

1. Применимость для всех типов грунтов и рельефов любой сложности. Там, где закладка ленточного или плитного основания будет неэффективной или нецелесообразной, используют опоры.

   Свайные фундаменты можно строить на неустойчивых, переувлажненных грунтах, участках с риском оползней или подтопления, заболоченных территориях, а также на склонах и впадинах.

2. Экономическая целесообразность. Закладка одиночных силовых элементов, связанных в единую конструкцию обвязкой, обходится на 30–40 % дешевле, чем строительство плитного или ленточного заглубленного основания.
3. Возможность подобрать силовой элемент для любых условий. Популярность свайной технологии обусловила рост предложений от производителей свай. Сегодня можно подобрать опоры с несущей способностью от 0,8 до 15 и более тонн, а для глубокой закладки используются составные элементы.
4. Небольшой объем земляных работ. Если в случае с заглубленным ленточным или плитным основанием нужно рыть котлован на проектную глубину, то для устройства набивных свай достаточно пробурить скважины в грунте, а забивные и винтовые столбы погружаются в почву посредством силового воздействия.

Недостатки свайной технологии:

1. Сложность инженерных расчетов. Технология свайного фундамента может удовлетворить практически все гидрогеологические и проектные условия, но для этого потребуется провести ряд инженерных вычислений. Перед проектированием конструктору необходимо изучить нормативные требования к строительству фундаментов, что учесть возможные нюансы для каждого типа опор.
2. Трудоемкость работ по обустройству подвальных помещений. Организовать строительство подземных помещений в пространстве между силовыми элементами возможно, но это приведет к значительному удорожанию проекта, которое практически перекроет выгоду от применения свайной технологии.

Для частного дома

Частные жилые дома и коттеджи отличаются сравнительно небольшим весом по сравнению с многоэтажками и промышленными объектами. Эта особенность позволяет отказаться от закладки дорогостоящего железобетонного ленточного или плитного основания в пользу заводских или самодельных свай.

Преимущества свайной технологии для частного строительства:

• возможность закладки фундамента своими руками (винтовые, набивные сваи);
• при необходимости доступны способы усиления основания (при строительстве пристроек, увеличении этажности, замене перекрытий в доме и т.д.);
• ремонтопригодность.

Почему не стоит строить частный дом на свайном фундаменте:

• значительные теплопотери за счет подъема дома над уровнем земли;
• трудоемкая процедура инженерных расчетов;
• на участке наблюдается высокая сейсмическая активность.

Разных видов свай

Выбор свай основывают на результатах гидрогеологических изысканий грунта, а также инженерных расчетов по проектным нагрузкам. Сравнительная таблица по плюсам и минусам для различных типов силовых конструкций:

Тип опор	Преимущества технологии	Недостатки технологии
Забивные железобетонные	повышенная несущая способность (до 20 т); долгий срок службы (более 100 лет); стойкость к коррозии.	необходимость применения спецтехники для заглубления в грунт; появление динамических нагрузок и вибрации, действующих на грунт и ближайшие постройки.
Забивные стальные	широкий выбор моделей с различными конфигурациями и характеристиками; высокий эксплуатационный ресурс.
Забивные деревянные	дешевизна и доступность материала; экологическая чистота.	ограниченная грузоподъемность; сравнительно короткий срок службы; подвержены воздействию почвенной влаги.
Буронабивные	большая несущая способность; продолжительный срок службы; изготовление ручным способом.	большой расход бетона; сложно рассчитать несущую способность; необходимо укреплять стенки от обрушений.
Винтовые металлические	относительная дешевизна; высокая грузоподъемность; возможность монтажа своими руками; возможность повторного использования.	подверженность коррозийным процессам; недопустимость заглубления в грунт с каменистыми включениями, которые могут повредить лопасти.
Винтовые железобетонные	прочнее металлический винтовых свай и удобнее при монтаже, чем забивные ж/б аналоги; не подвержены коррозии.	имеют значительный вес; сложно выдержать соосность при монтаже.