Гвинтовий фундамент розрахунок і технологія будівництва

Гвинтовий фундамент - основа, що складається з металевих паль. Переваги такого фундаменту - простий монтаж і мінімальний термін облаштування, економічність, стійкість в проблемних грунтах і тривалий термін служби роблять його оптимальним рішенням для будівництва будинків з легких матеріалів - бруса, зрубу, каркасних панелей або невеликих цегельних будівель.

Будинок на гвинтових палях

У даній статті розглянуто пристрій фундаменту на гвинтових палях, його плюси і мінуси, розрахунок і технологія монтажу, слідуючи якій ви зможете зробити гвинтовий фундамент своїми руками.

Конструкція гвинтового фундаменту

Гвинтовий фундамент складається з двох конструктивних елементів - паль і ростверку, що з`єднує опори між собою. Ростверк на палях забезпечує рівномірний розподіл навантажень, що виходять від ваги споруди, між палями. Також вона підвищує стійкість кожної опори, оскільки палі починають працювати як єдина конструкція, стійка до зрушень грунту, пученію і перекидання.

Пристрій гвинтового фундаменту припускає використання стрічкового ростверку, конфігурація якого повторює контури стін будівлі. Обв`язка має однаковий перетин по всьому периметру. Залежно від рівня розташування над грунтом виділяють наступні види ростверків:

• піднята обв`язування, що височіє над рівнем грунту на 30-50 см;
• наземна обв`язування, укладається на поверхню грунту;
• поглиблена обв`язування, верхній контур якої розміщується на рівні землі.

В умовах здимаються виконується пристрій піднятого ростверку, оскільки обв`язка наземного типу має обмежений термін служби - вона може бути відірвана від свайне опори виштовхує навантаженнями, що виникають в процесі розширення грунту.

Способи обв`язки гвинтового фундаменту

Стрічковий ростверк може виготовлятися в трьох варіаціях - практикується обв`язка паль гвинтового фундаменту брусом, металопрокатом (швелером або двотаврової балкою для опалубки) Або залізобетонної стрічкою, монтаж якої вимагає облаштування і бетонування опалубки.

щоб зробити свайно-стрічковий фундамент для будинку потрібно використовувати гвинтові опори діаметром 89 і 108 мм. Конструкції меншого діаметра придатні лише для пальового фундаменту важких зборів, для будівель їх грузонесущей здатності недостатньо.

Довжина паль вибирається виходячи з глибини промерзання грунту на ділянці. Лопаті опори повинні розміщуватися зовні промерзає шару ґрунту, товщина якого відрізняється для різних регіонів. Найчастіше застосовуються палі довжиною 3-5 метра. Опори розміщуються на рівновіддаленій відстані один по периметру стін будинку, установка паль в місцях перетину стін і в кутах будинку обов`язкове.

Про підстави на гвинтових палях (відео)

Переваги і недоліки

Стрічково-гвинтовий фундамент за сукупністю експлуатаційних характеристик перевершує більшість видів залізобетонних підстав. Даний фундамент має наступні плюси:

1. Дає можливість будувати будинок на ухилом ділянці без необхідності вирівнювання рельєфу (в такому випадку використовуються різні по довжині опори, які після установки вирівнюються по одному рівню).
2. Гвинтовий фундамент має мінімальний термін облаштування - монтаж фундаменту здійснюється за 2-3 дня, після чого можна відразу ж приступати до підняття стін, тоді як класичний стрічковий фундамент після бетонування потрібно витримувати 25-30 днів (термін набору бетоном міцності).
3. Гвинтові палі дозволяють зробити недорогий фундамент, вартість якого значно нижче, ніж у столбчатого або плитного аналога. Ціна гвинтового фундаменту під цегляний будинок площею 6 × 6 м. Становить 40-50 тисяч рублів.
4. Фундамент на палях стійкий в проблемних грунтах - будинок можна будувати на пучинистих, нізкоплотний або рухомий грунті (опори переносять навантаження від будівлі на твердий глибинний грунт).
5. Зробити гвинтовий фундамент можна своїми руками, його пристрій не вимагає залучення спецтехніки.
6. Підстава має тривалий термін служби - експлуатаційний ресурс паль перевищує 50 років.
7. Пальово-стрічковий фундамент має високу ремонтопридатність - щоб відремонтувати старий фундамент будинок піднімається за допомогою гідравлічних домкратів і пошкоджені опори міняються на нові.

Мінуси стрічково-гвинтового фундаменту - обмежена грузонесущая здатність (підходить для будівництва легких будівель з дерева, пінобетону або каркасних панелей, важкий двоповерхових цегляний будинок такий фундамент не витримає) і схильність паль корозії під впливом грунтових вод.

Також мінуси можуть бути пов`язані з якістю самих паль. Опори діляться на два види - зварні і литі, рекомендуємо використовувати останній варіант. Такі палі мають підвищену міцність і тривалий термін служби, оскільки в них відсутній слабке місце у вигляді зварного стику між лопатями і стовбуром.

Технологія монтажу гвинтового фундаменту

Щоб зробити гвинтовий фундамент своїми руками вам буде потрібно два помічника - монтаж опор виконується зусиллями трьох осіб, два з яких загвинчують палю за допомогою важеля, а третій контролює вертикальність її входження за допомогою будівельного рівня і вносить в процес корективи.

В якості важеля використовується лом, протягнуто в технічний отвір на стовбурі палі. Для збільшення ККД лом потрібно подовжити сталевими трубами довжиною 1.5-2 метра, одягненими з двох сторін. Монтаж починається з кутових паль, після чого закручуються опори по внутрішньому периметру будівлі.

Після завершення монтажу опор виконується обв`язка паль ростверком. Найбільш простий варіант - обв`язка брусом 20 × 20 см. Спочатку потрібно вирівняти стовбури паль одного рівня, обрізавши їх за допомогою болгарки, і встановити наголовники, які фіксуються на палях за допомогою зварювання.

Обв`язка брусом проста у виконанні. Вам необхідно укласти ростверк на наголовники опор, зістикувавши його кути в центральній частині пластини, і закріпити брус за допомогою «глухарів» - болтів для дерева з шестигранними шапками (на наголовники передбачені технічні отвори під болти).

До підняття стін будинку можна приступати на наступний день після монтажу підстави. Раціонально закрити зовні гвинтовий фундамент, щоб в підпіллі, утвореному піднятим ростверком, взимку не гуляли протяги і не накопичувався сніг.

Щоб закрити ростверк вам буде потрібно змонтувати на опорах несучий каркас з двох поздовжніх поясів бруса, закріпленого на палях саморізами. Зовні каркас можна обшити профнастилом, термопанелями або закрити цокольним сайдингом. Також щоб закрити підпілля нерідко облаштовується цегляний фальш-цоколь.

Розрахунок гвинтового фундаменту

Розрахунок стрічково-гвинтового фундаменту вимагає наявності даних про характеристиках грунту на ділянці, без наявності інформації про яких виконати розрахунок грузонесущей здатності палі неможливо. Отримати дані можна провівши на майданчику геодезичні дослідження або скориставшись таблицями, в яких наведено питомий опір різних видів грунту.

Формула розрахунку несучої здатності гвинтовий палі

Розрахунок гвинтового фундаменту виконується за наступним алгоритмом:

1. Виходячи з площі конструктивних елементів будівлі і табличних даних про питому вагу квадратного метра будматеріалу виконується розрахунок маси цегляного будинку. Окремо вираховується і підсумовується вага покрівлі, стелі, цокольного і міжповерхового перекриття.
2. Проводиться розрахунок снігових навантажень на будівлю - площа покрівлі множиться на нормативний вага 1 м2 снігового покриву в конкретному регіоні (дані наведені в додатку 5 СНиП №2.01.07-85).
3. Виконується розрахунок експлуатаційних навантажень - у житлових будинках на м2 перекриття доводиться навантаження в 100 кг (враховується цокольне і міжповерхові перекриття).
4. Отримані дані підсумовуються і множаться на коефіцієнт надійності 1,2. В результаті ви отримуєте загальне навантаження, яку буде відчувати фундамент в процесі експлуатації.
5. За вказаною на зображенні формулою проводиться розрахунок грузонесущей здатності однієї свайне опори.
6. виконується розрахунок необхідної кількості гвинтових паль за допомогою розподілу сукупних навантажень (п.4) на несучу здатність однієї опори (п.5).

Далі потрібно зробити план розміщення паль у фундаменті. За одній опорі встановлюється в кутах будинку і в місцях перетину стін, що залишилися палі розподіляються по периметру зовнішніх і внутрішніх стін з кроком 2-2.5 метра.

Типове пристрій пальового поля під будинок 6 × 6 м. Приведено на зображенні, де варіант №1 - для дерев`яного будинку, варіант №2 - під цегляний будинок.