Узнай плюсы и минусы винтовых свай для фундамента дома. Попробуй удобный расчёт свайного фундамента!
Калькулятор винтовых свай
Параметры дома

-тип (толщина) стен

-число этажей (без мансарды)

-длина основания дома (метров)

-ширина основания дома (метров)

Параметры грунта

-тип грунта под сваей

-сухой   -водонасыщенный

-плотный   -средней плотности

Вес дома: 52.1 тонн
Расчётное сопротивление грунта: 1 кг/см2

На фундамент нужно:

55 - свай СВ 133х350

цена с монтажом: 227150 руб.

смотреть с другим типоразмером

-выберите типоразмер

Фундамент на винтовых сваях

дом на винтовых сваях Винтовая свая – это стальная труба с приваренной на конце лопастью, по сути бур, который закручивается в грунт, как винт. Главный элемент винтовой сваи - винтовой наконечник с лопастью, который является одновременно опорой сваи и передаёт нагрузку веса здания на грунт. Также винтовой наконечник одновременно служит анкером, препятствующим выдергиванию сваи из земли силами морозного пучения при замерзании почвенного слоя. Проблема зимнего пучения особо часто встаёт при строительстве лёгких деревянных конструкций на глинистых водонасыщенных землях. В этом случае заглубление фундамента дома ниже линии промерзания может не дать положительного результата, т.к. касательные силы морозного пучения, действующие на боковую подземную часть фундамента, довольно велики и не уравновешиваются малым весом здания, вследствие чего происходит выдавливание фундамента или его части вверх. Если же фундаментная опора имеет в нижней части расширение (анкер), то выдавливания сваи не происходит, т.к. анкер расположен ниже линии промерзания и удерживается значительным слоем плотного грунта. При этом разрыв самой стальной сваи не грозит, т.к. касательные силы пучения достигают 0,1-0,2 МПа, а предел прочности стали на растяжение составляет 330-600 МПа.

Основное назначение винтовых свай – устройство быстровозводимых и экономичных фундаментов для лёгких хозяйственных построек и деревянного домостроения в индивидуальном строительстве. Категория строения предопределяет типоразмер винтовой сваи. Основные типоразмеры для частного домостроения: СВ89х250, СВ108х300, СВ133х350, где первая цифра означает диаметр ствола (мм), а вторая – диаметр лопасти винта. Примерное распределение назначения сваи в зависимости от диаметра её ствола: 76мм – лёгкие ограждения, садовые конструкции; 89 мм – кирпичные столбы забора, дачные веранды, беседки и навесы; 108мм – небольшие бревенчатые, брусовые и каркасные дома; 133мм – тяжёлые бревенчатые дома и сооружения из блоков пенобетона (газобетона). Целесообразность применения того или иного типоразмера лучше проверить расчётом на приведённом здесь калькуляторе винтовых свай.

плюсы и минусы винтовых свай Основные плюсы фундаментов на винтовых сваях: быстрота и всесезонность монтажа винтовых свай, повышенная устойчивость к зимнему пучению грунтов, возможность установки на сложных рельефах и насыпных грунтах, а также серийное заводское производство свай, снижаюшее стоимость, по сравнению с традиционными типами фундаментов, - всё это делает данный тип фундаментов необычайно популярным, а в ряде случаев – просто незаменимым.

Минусами винтовых свай считают меньший, по сравнению с бетонными, ресурс из-за усиленной коррозии во влажном грунте и объективную вероятность применения производителями некачаственных материалов, сварки, антикоррозионной обработки. На срок службы винтовых свай значительно влияют марка и толщина стали, качество сварного шва винтовой лопасти, наличие и состав антикоррозийного покрытия, влажность и минеральный состав грунта. Применение стальных свай для фундамента дома оправдано только при наличии документальных доказательств качества свай: сертификатов, паспортов, протоколов заводских испытаний и т.п. Уменьшение ресурса до нескольких лет может произойти также из-за неправильной эксплуатации стальной сваи, например, по причине одновременного использования её в качестве заземлителя в электроснабжении дома: при обрыве нулевого проводника электропитающей линии, рабочий ток потечёт через стальную заземлённую опору, что вызовет её ускоренное ржавление, особенно в зоне сварных швов. Присутствие рядом с домом (до 50м) электрических подстанций, сооружений сотовой связи, железнодорожных путей, в случае водонасыщенного грунта, тоже сократит ресурс эксплуатации свайно-винтового фундамента, из-за возможных утечек электричества в землю и повышенного уровня блуждающих токов в грунте, способствующих электрохимической коррозии.

Типы винтовых свай

сваи со сварными наконечниками Различают два основных типа винтовых свай: со сварным наконечником и с литым наконечником. Первые представляют собой эконом-вариант из трубы с приваренной на заострённом конце буровой лопастью. Качество подобных свай зачастую довольно низкое, они нередко изготавливаются в кустарных условиях, правда, и стоят недорого. Практически все отрицательные отзывы об винтовых сваях относятся к сварным сваям плохого качества. Если лопасть приварена недостаточно точно, то при ручном завинчивании свая может отклоняться от вертикали и уходить от осевой разметки фундамента. Также при закручивании в плотный грунт или наличии в земле камней, крупных кореньев и т.п. часто случается деформация и даже отрыв слабо приваренной лопасти от тела сваи, в результате чего свая перестаёт быть надлежащей опорой и дом может перекоситься или осесть. Отрыв лопасти сваи легко чувствуется при ручном закручивании: свая начинает вдруг легко проворачиваться. Ещё хуже, когда через 5-8 лет эксплуатации дома на сваях, у какой либо свайной опоры отрывается лопасть (например, от коррозии или брака сварного шва). При этом резко возрастает нагрузка на соседние сваи, над проблемной опорой начинает деформироваться ростверк фундамента, а дом быстро становится аварийным.

Лучшее использование недорогих сварных винтовых свай – устройство заборов и временные хозяйственные сооружения. При строительстве дома нужно обязательно уточнять у подрядчика, из какого типа винтовых свай он собирается строить фундамент.

литые наконечники для свай Более надёжным вариантом является свая с литым винтовым наконечником. Литые наконечники для свай изготавливается на специальном производстве методом точного литья в вакуумной среде из стали СТ-25, СТ-35. У цельнолитого наконечника толщина лопасти у основания достигает 13 мм для диметра 300мм (у сварных обычно 5мм), а геометрические параметры отличаются большой точностью. Ствол свайной опоры делается из стальной трубы, в конец которой вставляется и обваривается литой винтовой наконечник. Для диаметра ствола в 108 мм, толщины стенки 4мм и длины ствола 2,5 м вес сваи составит около 35 кг. Несущая способность такой сваи составит до 6 тонн (в зависимости от характеристик грунта и момента закручивания сваи). Винтовые сваи с литым наконечником стоят примерно на 25% дороже сварных. Также при выборе свай следует отдавать предпочтение варианту оцинкованной трубы, ещё лучше – с полимерным покрытием ствола. Антикоррозийная обработка литого винтового наконечника необязательна, т.к. во-первых, трение о грунт при закрутке сваи весьма велико и покрытие наконечника может стереться до металла, а во-вторых, содержание кислорода в плотных слоях грунта незначительно и коррозия стали может длиться десятками лет. Сваи с литым наконечником служат надёжной опорой дома, завинчиваются без повреждений даже в грунт со строительным мусором или мелкими камнями. Срок службы такого фундамента в благоприятных почвенных условиях может превышать сто лет.

Однако при покупке свай с литыми наконечниками нужно быть тоже внимательным, т.к. на рынке сегодня довольно много подделок, псевдо-литых наконечников или просто брака. На качество литого наконечника сильно влияет точность соблюдения заводской технологии, например, обязательная термообработка изделия после литья, соответствие марки стали и т.д. Винтовой наконечник из некачественного литья может быть хрупким, причём терять прочность под нагрузкой со временем. Определённой гарантией качества могут служить заводские паспорта и сертификаты на сваи с литыми наконечниками и привлечение специальной техники для монтажа свайного фундамента. Поэтому лучше отдельно купить винтовые сваи у завода-производителя, а при монтаже использовать технику с контролем силового момента закрутки свайных опор или, после завинчивания, проводить испытания давлением на опору.

Особо нужно выделить сварные сваи из толстостенной насосно-компрессорной (НКТ) трубы. Качество и надёжность таких свай не уступает сваям с литым наконечником. В производстве таких свай для ствола сваи применяют толстостенные трубы с толщиной стенки 6,5–7,5мм, применяемые в газовой и нефтяной промышленности и способные выдерживать большие давления. Специальная сталь трубы предназначена для работы без защитного покрытия в агрессивных средах. В сравнении с обычно применяемой другими производителями водо-газопроводной трубой со стенкой 3,5-4мм, свая НКТ выше по прочности в 5 раз, а по коррозионной стойкости – до 7 раз. Лопасть такой сваи делается из конструкционной стали, которая прочнее на 35% стандартного варианта. Применение толстостенных винтовых свай позволяет существенно улучшить главную проблему стальных свай – недостаточную коррозионную стойкость, уменьшающую ресурс винтового фундамента.

Следует учесть, что цена качественных винтовых свай часто сопоставима со стоимостью железобетонных буронабивных, в т.ч. выполняемых по технологии ТИСЭ с расширением в нижней части сваи (для противодействия морозному пучению грунта). В этом случае выбор фундамента на винтовых сваях будет оправдан лишь необходимостью срочной постройки дома или наличием сложных грунтовых (например, насыпных, торфянников) или погодных условий.

Установка винтовых свай

Основные этапы работ по установке винтовых свай следующие:

  • проведение топографической съёмки и разметки свайного поля;
  • расчистка и подготовка площадки свайного поля;
  • ручное или механизированное вкручивание свай;
  • подрезка свай по уровню; -заливка свайных стволов бетоном;
  • приварка швеллера или крепёжных пластин.

Стоимость и сроки работ зависит от способа завинчивания: ручное или механизированное.

ручная установка винтовых свай Сваи с диаметром лопасти до 300мм и до 3м длины реально завинтить ручным способом. Рассмотрим типовую технологию ручного монтажа винтовых свай. Перед началом работ нужно расчистить строительную площадку, обязательно выкорчевать пни и крупные корни, выбрать крупный металлический и каменный мусор. Для ручного вкручивания обычно сначала делают лунки диаметром несколько меньшим или равным диаметру ствола сваи и глубиной не более полуметра для обеспечения точности установки свай по линии фундамента и вертикали. Большая глубина предварительного забуривания нежелательна, поскольку это несколько ослабляет нагрузочную способность опоры, а также приводит к большему «расшатыванию» надземной части сваи. Для работы со сваями 108/300 (диаметр ствола-108мм, лопасти-300мм) потребуется бригада из 3-4-х человек и два лома или обрезка крупной арматуры по 1,5-2 м. При вкручивании такого типоразмера сваи требуется создание крутящего момента до 450 кг.м, в зависимости от размера лопасти, длины сваи и характеристик грунта. Сначала двое рабочих вставляют в отверстия в оголовке сваи (под углом 45 град. к стволу) по лому для образования рычагов. Затем один монтажник прикладывает к стволу сваи пузырьковый уровень (удобнее использовать уровень с магнитом) и придерживает и выравнивает сваю по вертикали, а двое других начинают закручивать сваю по часовой стрелке, упираясь в установленные рычаги. Когда свая опустится примерно до уровня 1,5м от земли до оголовка, ломы вынимают, а в сквозные отверстия продевают трёхметровый прут из толстой арматуры и продолжают закручивание. Для обеспечения необходимого крутящего момента при углублении сваи, на концы арматурных рычагов можно насадить дополнительные обрезки удлиняющих (до 4м) труб. В процессе вкручивания один монтажник постоянно поправляет ствол сваи по вертикальному уровню, допустимый угол отклонения сваи от вертикали – не более 2 град.

Ручная технология требует большого физического труда, а главное, качественных свай, т.к. неточно приваренные лопасти будут способствовать уходу вкручиваемой сваи от точного местоположения. Ошибкой будет завинчивание всех свай на одну глубину, т.к. несущая способность и состав грунтов могут отличаться даже в пределах строительной площадки, например, могут быть зоны с насыпным грунтом. Правильной является технология завинчивания свай до определённого крутящего момента, с контролем по соответствующему измерительному устройству (динамометру). На практике достаточный крутящий момент достигается усилиями 2(4)-х рабочих с 4(2,5)-х метровыми рычагами с каждой стороны ствола сваи, до момента остановки опускания сваи (до «упора») и начала деформации рычажных отверстий свайного ствола (для толщины стенки трубы - 4мм). Такое усилие примерно соответствует 350-450 кгс*м, что даёт для сваи 108/300 4,0-6,0 тонн нагрузочной способности. В любом случае глубина закрутки лопасти сваи должна быть не менее 1,7 м (для Московской области), чтобы лопасть была ниже зоны промерзания почвы и служила анкером фундаментной опоры. В засушливый сезон вкручивание сваи (особенно в глинистый грунт) может быть особенно трудным, поэтому рекомендуется периодически заполнять установочную лунку водой, т.к. в мокрый грунт винтовая свая входит значительно легче. После вкручивания сваи предварительно пробуренная ямка вокруг ствола сваи заполняется грунтом и трамбуется, а наземные части труб обрезаются по нивелиру (лазерному уровню). В случаях рыхлых верхних слоёв почв (чернозём, насыпной грунт и т.п.), а также подрезке свай выше 50см от земли, винтовые сваи надлежит связать сварным каркасом с раскосами для повышения их устойчивости. Ручное завинчивание свай, помимо проблем с точностью установки и вертикальностью, имеет небольшую производительность: бригада из 4-х рабочих обычно устанавливает за смену до десятка винтовых свай.

механическая установка винтовых свай Более качественным способом вкручивания винтовых свай является механический монтаж с помощью машин с гидравлическим приводом. Обычно это мини-экскаваторы с гидробуром или самоходные ямо-буры с гидроприводом на стреле, развивающих крутящий момент в диапазоне 7500-10000 Н/м. Некоторые модели оснащены выдвижными телескопическими стрелами до 14м, что позволяет проводить установку свай на удалённых и неудобных для подъезда площадках.

    Основные преимущества монтажа винтовых свай при помощи этой техники:
  • обеспечение точности и вертикальности установки свай;
  • создание большого крутящего усилия для требуемой нагрузочной способности опоры;
  • возможность установки свай большого диаметра и на значительную глубину;
  • возможность установки всего свайного поля без перемещения машины за счёт выдвижной стрелы;
  • проверка нагрузочной способности установленной сваи путём надавливания весом экскаватора;
  • работоспособность на твёрдых грунтах и участках с каменистыми и корневыми помехами;
  • быстрота изготовления свайного поля (до 30 свай за смену).

После вкручивания, винтовые сваи обрезаются по проектному уровню и заполняются бетоном. Бетонирование увеличивает прочность опоры и препятствует коррозии изнутри свайного ствола. Для свай из водо-газопроводных сварных труб с толщиной стенки до 4 мм бетонирование ствола обязательно, т.к. при попадании и замерзании воды такая труба может разрушится. Сверху на свайные опоры устанавливают ростверк – деревянный брус или стальной швеллер. Ростверк связывает отдельные опоры в единый конструктив, повышая боковую устойчивость и устраняя расшатывание одиночных винтовых свай.

Устройство цоколя для фундамента на винтовых сваях

сайдинг на винтовых сваях Как правило, цоколь для фундамента на винтовых сваях делается из декоративных фальш-панелей на деревянной или металлопрофильной обрешётке. Это могут быть полимерные панели фундаментного сайдинга (под кирпич или камень) или отрезные полотна из плит ЦСП. Причём цокольные панели подвешиваются на обрешётку с зазором 10 см до уровня грунта, чтобы избежать их деформации и отрыва при морозном пучении подлежащего грунта. Оставленную снизу щель в 10 см можно закрыть с внешней стороны отмосткой из тротуарной плитки на песчаной подсыпке. В этом случае, при замораживании придомового грунта, будут происходить сезонные подъём/опускание плитки без деформации цокольных панелей. По этой же причине не стоит делать отмостку из монолитного бетона, т.к., в отличии плитки, бетонных плиты после зимы будут треснутыми или перекошенными. Самое лучшее решение – это использовать эффективное утепление цоколя и отмостки плитами экструзионного полистирола, которое практически полностью снимает проблему морозного пучения грунта. Для утепления цоколя достаточно использовать полистирольные плиты толщиной 5см, а для утепления отмостки, под песчаную подсыпку плитки кладут листы полистирола толщиной 10см и шириной 1,5м от линии цоколя.

Расчёт винтовых свай

Подробный расчёт несущей способности винтовой сваи приведён в СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты» (актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85). Однако, проведение указанного расчёта потребует специального образования и опыта.

Для быстрого расчёта количества винтовых свай можно воспользоваться упрощённым калькулятором, который учитывает только три группы исходных данных:

  • тип и размер строения;
  • преобладающий тип несущего грунта;
  • типоразмер сваи.

Оптимальный (по трудозатратам и цене) типоразмер сваи рассчитывается автоматически, но можно проверить и другие типоразмеры, по различным нагрузкам и грунтам. В калькуляторе нагрузка дома на грунт рассчитывается по виду строения и его размеру (с учётом эксплуатационной и снеговой нагрузок), нагрузочная способность грунта определяется его типом, а типоразмер сваи задаёт площадь опоры. Для определения типа грунта потребуется пробное бурение до расчётной глубины, выемка и анализ грунтовых слоёв, прилегающих к свайной опоре. Также подобную информацию можно получить от соседей, уже копавших рядом фундаменты или колодцы. Отсутствие же данных по типу грунта (пески, глины, суглинки и т.д.), степени влажности и плотности делает невозможным корректный расчёт несущей способности винтовой сваи. Глубина вкручивания сваи должна быть не менее уровня промерзания почвы (для Подмосковья – не менее 1,7 м), поэтому, оптимальная длина сваи выбрана для расчёта - 2,5 м с учётом цокольной надземной части. Максимальное расстояние между сваями в расчёте не превышает 3-х метров.

Определение типа и параметров грунта

Песок определить легко – влажный комок песка при сдавливании рассыпается, а в сухом состоянии отличается сыпучестью. Если песчинки размером до 5мм, то песок считается крупным и имеет несущую способность 5-6 кг/см2 , до 1мм – средний (4-5 кг/см2), до 0.1мм – мелкий (3-4 кг/см2). Крупный и средний песок практически не меняют нагрузочной способности при намокании, а у мелкого она падает до 2 кг/см2. Более крупный песок плохо удерживает влагу и не подвержен морозному пучению.

Супесь представляет собой смесь песка и небольшого количества (до 10%) глины. В сухом состоянии супесь имеет комковатую структуру и не обладает сыпучестью чистого песка. Во влажном состоянии комок супеси разваливается при нажатии. Несущая способность супеси меняется в диапазоне 2-3 кг/см2, в зависимости от влажности и плотности.

Суглинок – песчано-глинистый грунт с содержанием глины от 10 до 30%. Слепленный из влажного суглинка ком сжимается в лепёшку, растрескиваясь по краям из-за большого содержания песка. Несущая способность сухого суглинка равна 2-3 кг/см2, в зависимости от плотности, для влажного снижается до 1 кг/см2. Суглинки впитывают больше воды, чем супеси и подвержены зимнему пучению.

Глина – это грунт из очень мелких глиняных частиц и малым содержанием песка. Глина весьма пластична, при надавливании не образует трещин, легко формуется. Несущая способность глин более всего зависит от содержания воды - для сухих плотных глин составляет 6 кг/см2, а для водонасыщенных и неплотных падает до 1 кг/см2. Сырой глине в большей степени свойственно пучение – разбухание в объёме при замораживании.

Влажность или водонасыщенность любого грунта напрямую зависит от уровня грунтовых вод. Если при пробном бурении до 2м глубины в скважину начинает сочиться вода, а вынимаемый грунт мокрый – значит следует считать данный грунт водонасыщенным.

Плотность грунта сильно зависит от его пористости и различна на разной глубине скважины. Если на месте строительства грунт не насыпной, а природный песчаный или глинистый, то на глубине 1,5-2м его можно считать достаточно плотным. Исключение составляют площадки со сложным рельефом, склоны, а также земли с толстым плодородным слоем (чернозёмы). В плотный сухой грунт винтовая свая входит с максимальным усилием.

Калькулятор рассчитывает цену винтовых свай с монтажом на основе среднерыночных расценок для свай со сварным наконечником и стволом из трубы с толщиной стенки 4мм.

Данный расчёт позволяет избежать типичных ошибок, когда под дом устанавливается недостаточное количество или выбран неоптимальный типоразмер свай.

Автор статьи: Андрей Атякшев