Пристрій свайно-гвинтового фундаменту: як звести підставу своїми силами?

Особливістю паль є здатність занурюватися на необхідну глибину, досягати щільних шарів ґрунту і забезпечувати надійну основу для будівель будь-якої категорії, аж до наймасивніших, відповідальних і специфічних.

Можливості пальового фундаменту досить широкі, що наочно демонструє кількість різновидів і варіантів конструкції опор.

Існують потужні і важкі зразки, працювати з якими можна тільки за допомогою будівельної техніки.

Є і більш легкі види, доступні для самостійного монтажу, наприклад - гвинтові палі.

Головна відмінність пальового фундаменту від плитного або монолітного - відсутність земляних робіт. Це особливо важливо при неможливості під'їзду землерийної техніки для пристрою котловану. Також до переваг гвинтової підстави відносять:

• Можливість зведення споруди на слабкому ґрунті (суглинки, льоси, пливуни, піщаники тощо). При використанні гвинтових паль навантаження буде сприйматися не верхнім, а нижніми, більш сильними шарами ґрунту.
• Теплі підлоги в будинку. Завдяки не суцільній конструкції пальового фундаменту між ґрунтом і основою будинку утворюється повітряний прошарок, який є відмінним теплоізолятором.
• Пристрій на похилій ділянці. При наявності складного рельєфу з різними висотами і перепадами на ділянці гвинтової фундамент можна застосовувати без дорогих ландшафтних робіт.
• Простота і висока швидкість монтажу. Виконати свайно-гвинтовий фундамент можна своїми руками без залучення будівельної техніки. Займатися пристроєм гвинтової основи для дому можна цілий рік за будь-якої температури.
• Низька собівартість. Гвинтові палі обходяться у багато разів дешевше, ніж заливка монолітної або укладання плитної основи. У середньому ціна пальового фундаменту на 50-60% нижча, ніж аналогічного за площею монолітного.
• Ремонтопридатність. Якщо гвинтова паля деформується або лопне, її легко можна замінити.
• Не притягує вологу. Завдяки тому, що з грунтом стикається невелика за площею частина фундаменту, волога і ґрунтові води не потрапляють у будинок. Цоколь і підвал, влаштовані на пальовому фундаменті, завжди сухі і теплі.

Незважаючи на переваги, варто зазначити, що в багатьох випадках зведення гвинтового фундаменту недоцільне через такі його недоліки:

• Потребує ретельного інженерного розрахунку.
• Не підходить для важких монолітних споруд.
• Не застосовується на скельних ґрунтах.
• Металеві гвинтові палі схильні до корозії.
• Не використовується для кам'янистих ґрунтів.
• Дорогий і складний пристрій підвалу.

Використовувати пальовий фундамент як стіни підвального приміщення не вийде. Стіни можна викласти з цегли або блоків, але це призведе до значного подорожчання будівництва. Саме тому 90% будинків на гвинтових палях не мають додаткової корисної площі у вигляді цокольного поверху та підвалу.

Будинок за канадською технологією

10.38%

Проголосувало: 1214

Принципи розрахунку і проектування

Навантаження від будинку, таким чином, передається прямо на несучу ґрунтову основу, чим забезпечується надійне і міцне положення будови.

Глибину залягання несучих пластів ґрунту визначають шляхом дослідного буріння і відбором зразків ґрунту, з подальшим їх випробуванням. Також цей параметр беруть з вертикальної зйомки з прив'язкою до місця будівництва, яка є в кожному відділенні архітектури місцевого виконкому.

Шляхом збору навантажень (вага всіх конструкцій будови, меблів, обладнання різного призначення, максимальної кількості людей та іншого, снігове навантаження) і діленням їх на загальну площу гвинтових паль визначають питомий тиск на ґрунт. Воно повинно бути менше опору несучого шару ґрунту. Цим співвідношенням коригують кількість гвинтових паль на плані СВФ.

Оперуючи числом паль, видом опорного шару ґрунту і заводськими даними несучої здатності стандартних гвинтових паль, визначають тип і марку ВС.

Універсальність і швидка установка СВФ приваблює багатьох забудовників зводити фундаменти не тільки в місцях, де розташовуються пучинисті ґрунту, але і на цілком міцних несучих підставах. Єдиним винятком є кам'янисті ґрунти, які своїми твердими включеннями можуть пошкодити і повністю зруйнувати лопаті гвинтових паль.

Існують нормативи відбору типорозмірів паль для будівництва різних об'єктів. Основним показником є діаметр стовбура опори, який безпосередньо взаємопов'язаний з величиною її несучої здатності. Для ручної установки паль застосовуються опори діаметром від 57 до 133 мм.

Діаметр палі, мм	Навантаження, кг	Перегляд ґрунту	Будова
57	800	Перезволожений ґрунт	Легкі споруди каркасного типу
89	1400	Болотисті і торфовища	Дачні будиночки, гаражі
108	3500	Всі крім кам'янистих	Бревенчаті будинки (зруби)

Довжину палі розраховують виходячи з того, що нижній її кінець повинен зануритися в несучий шар ґрунту мінімум на 300 мм. До цього додають висоту наземної частини опори. Проектом будівництва закладається величина просвіту між землею і обв'язкою ЗС (ростверком).

Мінімальний технологічний зазор припустимо висотою 150 мм. Сюди слід додати відстань до технологічних отворів + 100 мм. У загальній сумі це буде оптимальна довжина палі.

Практичний досвід показує доцільність ручної установки гвинтових опор при їх довжині до 1,8 м. При більшому розмірі монтаж СВФ можливий тільки за допомогою спецтехніки.

Як скласти креслення пальового поля?

Після всіх розрахунків приступають до формування креслення розташування ЗС на плані будівельної ділянки.

При розстановці опор на присадибній ділянці керуються такими правилами:

• Палі повинні бути встановлені у всіх кутах плану фундаментного заснування.
• Опори для монолітної плити під обладнання (піч, котел тощо) будуть у кутах і по периметру через кожні 1,5 м.
• По осях розташування несучих стін центри паль поміщають з проміжком від 1,5 до 2 м., залежно від матеріалу ростверка (обв'язки). Наприклад, для бруса - 1,5 м, а для швелера достатньо буде встановлювати опори кожні 2 - 2,5 м.

Приклад виконавчої схеми та план свайно-вінтового фундаменту:

Які найкраще підходять для приватного будівництва

Вибір конкретної марки і розміру стовбурів, насамперед, проводиться виходячи з типу і особливостей ґрунту.

Після визначення найбільш підходящого різновиду (одне-або багаторічні, довжина, тип наконечника) виробляють вибір діаметра ствола. Розрахунок проводиться за несучою здатністю опори.

Для приватних будинків зазвичай застосовують стовбури відносно малого діаметру:

• ВС-57.
• ВС-76.
• ВС-89.
• ВС-108.

Великі діаметри потребують значних зусиль при зануренні, тому для приватного домобудування практично не використовуються.

Як встановити самому: покрокова інструкція

Справжня інструкція не є догмою, а носить виключно рекомендаційний характер. Слід звернути увагу на деякі ключові пункти, виконання умов яких обов'язково.

Інструменти та матеріали

Перед початком робіт готують такі інструменти і матеріали:

• садовий бур;
• розчиношалка;
• лопати;
• магнітний рівень;
• кутова шліфмашина;
• лазерний рівень;
• відрізки водопровідних труб довжиною від 2 до 3 метрів;
• монтажна насадка;
• гвинтові палі;
• оголовки;
• електрозварювання.

Підготовка

З території будівельної ділянки прибирають сміття, і по можливості видаляють рослинність і родючий шар ґрунту (100 - 150 мм).

Далі виконують такі дії:

• За допомогою шнура і колиць переносять план свайно-гвинтового фундаменту на ділянку.
• У точках розмітки кутових опор садовим буром роблять приямки глибиною 300 мм.
• Правильність побудови прямокутників розмітки перевіряють рівністю діагоналів між протилежними кутами, вимірюючи їх шнуром.
• На прямих ділянках ліній розмітки під опори теж бурять приямки. Діаметр приямка повинен бути таким, щоб гвинт щільно входив до нього. Це потрібно для точного коригування початкового вертикального положення ВС.

Як правильно вкрутити?

Підготувавши пальове поле, переходять безпосередньо до монтажу паль. Для того, щоб самому правильно закрутити опори можна застосувати один з трьох способів:

• У процесі встановлення беруть участь 2 людини. Один, продівши важіль у монтажний отвір, обертає палю навколо своєї осі, а другий утримує двома руками опору у вертикальному положенні. Такий спосіб ефективний при глибині закладення фундаменту не більше 1,5 м і діаметрі ствола 57 мм.
• ЗС монтують три людини. Два працівники, вдів відрізки труб у верхній кінець палі з протилежних сторін, рухаються навколо по годинниковій стрілці. Третій працівник контролює рівне входження палі перпендикулярно горизонту.
• Третій спосіб - це застосування монтажного оголовка, який надягають на верхівку труби і фіксують відрізком труби через монтажні отвори стовбура опори. По обидва боки оголовка зроблені петлі з арматури, які дозволяю продіти крізь них труби-важелі будь-якої довжини і діаметра.

Це дозволяє значно збільшити обертальні зусилля і скоротити час монтажу. Для контролю вертикального положення опори на ствол кріплять магнітний рівень. Працівник, дивлячись на положення бульбашки приладу, зусиллям рук виправляє положення палі щодо горизонту і вертикалі.

Обрізка

Після закінчення загвинчування приступають до обрізки паль:

• вибирають найкоротшу опору і нижче її отворів роблять позначку за допомогою лазерного нівеліру;
• позначку надземної висоти стовбура переносять на всі опори за допомогою того ж нівеліру;
• вирівнювання висоти СВФ відносно горизонтальної площини виробляють спилюванням частин труб вище позначки кутової шліфмашиною.

Бетонування

Процедура здійснюють таким чином:

• заливають порожнини паль бетоном М 300. Його готують в розчинимешалці або ручним способом у відповідній ємності. У місткість засипають цемент М 400 - 500, пісок і щебінь у пропорції 1:2:2;
• в процесі перемішування поступово додають воду до отримання рідкої тестоподібної однорідної маси;
• для швидкої заливки без втрат в опору вставляють саморобну лейку, згуртовану з шматка жорсткості;
• у міру заповнення стовбура бетон ущільнюють відрізком арматури, видавлюючи з нього повітря.

На верхні кінці ЗС надягають оголовки і приварюють їх до паль за допомогою електрозварювання. На майданчики оголовків укладають металопрофіль ростверка. Далі приступають до монтажу перекриттів і стінових огорож.

Якщо планують монтувати ростверк з швелера, то відразу після заливки встановлюють оголовки. У разі формування обв'язки з бруса або брівен, всередину паль поміщають відрізки арматури і дають бетону застигнути протягом 10 - 14 днів.

Можливі помилки рекомендації щодо зведення СЗФ

Якщо ви зібралися поставити свайно-гвинтовий фундамент своїми руками, забудовнику важливо знати, як уникнути помилок під час монтажу:

• Неправильний розрахунок необхідної несучої здатності точкової опори може призвести до руйнування фундаменту або зайвих витрат. Щоб уникнути прорахунків, краще звернутися до професіоналів, які зроблять точне техніко-економічне обґрунтування зведення СЗФ.
• Використання неякісних гвинтових паль неминуче призведе до таких сумних наслідків, як нерівномірне просідання будови. Треба купувати палі у перевірених виробників з гарантією якості продукції.
• Потрапляння лопатей гвинтових опор в зону промерзання ґрунтової основи загрожує сезонним виштовхуванням опор з ґрунту. Якщо самостійно точно визначити глибину занурення палі не вдається, то краще звернутися до спеціалізованої будівельної організації.

Види паль

Гвинтові палі мають два основні види:

• Зварні.
• Литі.

Відмінність між ними полягає в конструкції наконечника. Це важливий елемент, що приймає на себе основне навантаження при зануренні.

Від якості наконечника залежить, як поведеться свая при появі контакту з техногенною або природною перешкодою, що не є щільним ґрунтовим шаром. Зварні наконечники в цьому відношенні менш міцні, при зустрічі з уламками скельних порід часто деформуються і виходять з ладу.

Литий наконечник набагато міцніший і здатний проходити перешкоди, руйнуючи їх і не втрачаючи працездатності палі.

Крім того, є відмінності за кількістю лопатей.

Існують гвинтові палі:

• Однолопастні.
• Багаторічні.

Однолопастні палі мають єдину спіралеподібну лопату, що забезпечує поступальний рух при обертанні палі навколо вертикальної осі. Вони призначені для встановлення у відносно м'який і однорідний грунт, що не має щільних або скельних включень.

Несуча здатність таких паль нижча, ніж у багаторічних зразків, які набагато стійкіші і міцніші з'єднуються з ґрунтом. Наявність декількох опорних вузлів дозволяє зменшити діаметр стовбура, що полегшує установку і забезпечує цілісність конструкції.

У комплекті з литим наконечником вони оптимальним чином підходять для роботи на щільних ґрунтах, у зонах вічної мерзлоти або з великою кількістю техногенних включень.

За типом захисного покриття палі діляться на оцинковані та неоцинковані. Останні практично нічим не захищені від впливів ґрунтової вологи, оскільки шар фарби, який наноситься для надання виробам більшої солідності, сходить при завинчуванні.

Крім того, всі типи гвинтових паль практично не захищені від електрохімічної корозії або впливу блукаючих струмів, що складно заздалегідь передбачити або визначити.

Для яких ґрунтів вони підходять?

Занурення гвинтових паль проводиться на достатню глибину, щоб виключити вплив вертикальних навантажень морозного пучення. Залишаються лише бічні впливи, які, зважаючи на малу площу контакту, не здатні чинити вирішального впливу на опори.

Тому при визначенні придатності ґрунту прийнято розглядати тільки механічні якості.

Найбільш підходящими видами є такі типи ґрунту (зі збування ступеня придатності):

• Піщані.
• Супесі.
• Суглинки.
• Глинисті.

Абсолютно невідповідними ґрунтами є скельні та скельно-уламкові види. Крім того, протипоказані біогенні типи - торфовища, або пухкі саджувальні грунти.

З обережністю треба ставитися до сильно обводнених ділянок, схильних до сильних сезонних коливань рівня ґрунтових вод.

При будівництві на подібних ділянках треба виробляти пробне буріння і збільшувати глибину занурення до максимуму.

Обв'язка ростверком

Ростверк - це пояс обв'язки, що з'єднує окремі опори в єдину систему. Він потрібен для прийняття ваги стін або інших елементів конструкції будинку, рівномірного розподілу навантаження по всьому пальовому полю.

Існують різні способи монтажу ростверка, обумовлені матеріалом виготовлення:

Дерев "яний

Використовується дерев'яний брус мінімальною товщиною 150: 150 мм. Як варіант, можна застосувати пачки з дощок товщиною 50 мм і шириною 200 мм, з'єднані в єдиний пакет розміром 150: 200 мм. Використовується якісний сухий пиломатеріал 1 або 2 сорти.

Поверхня дерева покривається антисептичним і антипіреновим складом (в даний час існує прожитка, що виконує обидві функції). З'єднання брусів виробляється під деревом і тільки над оголовком палі.

Стики, розташовані в прольоті, не допускаються. Між металом і деревом у всіх місцях прокладають подвійний шар руберойду (гідроізоляція). Установка виконується так, щоб паля розташовувалася точно по поздовжній вісі бруса.

Металевий

Використовуються різні види металопрокату:

• Швеллер.
• Двутавр.
• Труба прямокутного перерізу.

При використанні швелера не потрібні оголовки, хоча для труби або двутавра їх присутність обов'язкова. Для швелера використовуються спеціальні закладні деталі, встановлені в трубу при заливці бетону.

З'являється можливість обійтися без гідроізоляції між оголовками і обв'язкою, але між металом і стіною вона застосовується в будь-якому випадку. З'єднання деталей проводиться зварним способом з обов'язковим посиленням болтами.

При підвищеній міцності металевого ростверку, виникає великий металевий елемент конструкції, який потребує обслуговування - періодичного фарбування захисними складами.

Залізобетонний

Це найбільш трудомісткий і довгий варіант створення ростверку, але і найміцніший і надійний, не схильний до корозії або гниття. Для його створення необхідно виготовити опалубку, встановлену поверх оголовків.

Всередину поміщають арматурний каркас, після чого приступають до заливки бетону.

Опалубка зсередини встилається шаром руберойду або поліетилену для виключення витоків вологи. Іноді ростверк заливають нижче рівня оголовків, приварюючи арматурний каркас безпосередньо до стовбурів. Найчастіше таке виробляється при достатній висоті на рівнем ґрунту.

У таких випадках підрізання по горизонталі виконують після затвердження бетону (28 днів), а заповнення стовбурів проводять після підрізання.

Облаштування та утеплення цоколя

Повноцінного цоколя з корисним простором при пристрої гвинтового фундаменту не вийде. Тому, говорячи про цокол, будівельники мають на увазі фальш-цоколь, що надає будові закінчений естетичний вигляд. Оздоблення фальш-цоколя має відповідати наступним вимогам:

• бути вологостійкою і морозостійкою;
• мати мінімальну теплопровідність;
• бути стійкою до цвілі, комах, гризунів.

Вибір оздоблення для цоколя залежить тільки від переваг і фінансових можливостей власника. Закрити цоколь можна облицювальною цеглою, плиткою, штучним і природним каменем. Можна використовувати звичайні ж/б плити з подальшим оштукатуренням або фарбуванням. Для дерев'яних і брусових будинків відмінний варіант - обшити цоколь вагонкою.

Для збереження тепла і створення комфортного мікроклімату в будинку цоколь і ростверк рекомендується утеплити. Утеплення може проводитися всередині або зовні залежно від того, який матеріал був обраний для фінішного оздоблення. В якості теплоізоляції використовуються легкі утеплювачі з високими теплоізолюючими параметрами:

• екструдований пінополістирол (піноплекс);
• рідкий напилюваний пінополіуретан;
• звичайний пінопласт у плитах ПСБ-С 35.

Роботи з утеплення починаються з покриття ростверка і цоколю гідроізоляцією. Як гідроізоляційний матеріал використовують спеціальні мембрани або дешевий і простий у монтажі руберойд. Обшивка ростверка утеплювачем у вигляді плит виробляється з використанням кріпильних дюбель-цвяхів. Якщо в якості утеплювача був обраний пінополіуретан, то його напилення здійснюється шаром 3-5 см. Теплоізоляцію необхідно зачепити обшивкою з дощок або ЛДСП-панелей.

Чи потрібно утеплювати металеві гвинтові палі? Будівельники відповідають на це питання негативно. Утеплення паль в цьому випадку не тільки економічно не вигідно і клопітко, але і призводить до зниження експлуатаційного ресурсу підстави за рахунок посилення корозії.