Фундамент будинку на гвинтових палях: всі 4 етапи пристрою підстави

1 Що потрібно знати про технології?
- 1.1 Принцип функціонування фундаменту на гвинтових опорах
- 1.2 Переваги гвинтових паль
- 1.3 Недоліки гвинтових підстав
2 Пристрій пальово-гвинтового фундаменту
- 2.1 Етап 1. Розрахунок кількості паль і вибір їх розміщення
- 2.2 Етап 2. Занурення гвинтових паль
- 2.3 Етап 3. Монтаж ростверку
- 2.4 Етап 4. Утеплення нижнього вузла
3 Висновок

Використання гвинтових опор дозволяє підвести фундамент над найскладнішим грунтом

X ЗАКРИТИ

Хочете побудувати невеликий котедж або будинок на складному грунті без залучення фахівців і заощадити кошти? Це реально. Але, мабуть, не обійтися без фундаменту на гвинтових палях — така підстава робиться швидко і відносно просто, та й забезпечує достатню несучу здатність.

Звичайно, тонкощів і нюансів у зведенні пальово-гвинтових фундаментів вистачає — ось про це я докладно розповім. Ви як мінімум зможете скласти чіткий план по закладці такої підстави.

Зміст

Що потрібно знати про технології?

Принцип функціонування фундаменту на гвинтових опорах

Пальово-гвинтові фундаменти можна розглядати як альтернативу підстав на інших підземних несучих конструкціях — у першу чергу забивних і буронабивних палях. Технологія влаштування гвинтових фундаментів відома мінімум з ХІХ століття, але тільки в останні 15-20 років вона придбала достатню популярність.

Структура пальового фундаменту:

Базові елементи. Основу, що забезпечує необхідну несучу здатність, складають занурені в грунт палі. Кожна паля являє собою товстостінну металеву трубу, нижня частина якої забезпечується кінцевиком. Форма кінцевика залежить від типу грунту, але найчастіше його роблять конічним, з гвинтовими спіральними лопатями.

Основні елементи конструкції гвинтової палі

Різновиди паль: вар.1 – базова, вар.2 – посилена, вар.3 – узколопастная для кам’янистих ґрунтів, вар.4 – циліндрична для вічної мерзлоти

Спосіб установки. При зануренні паля не забивається в грунт, а угвинчується в нього. Занурення забезпечується особливою формою виробу: при обертанні вздовж осі лопаті просувають конічне вістрі все глибше в грунт.

При монтажі фундаменту на гвинтових палях критично важливо правильно підібрати довжину несучих деталей і форму лопатей. Конструкція буде ефективно працювати тільки в тому випадку, якщо підстави будуть спиратися на щільні шари грунту. Це, до речі, зовсім не обов’язково повинен бути суглинок: при закручуванні в сухий пісок (ще краще з домішкою гальки) під оголовком формується конус ущільненого матеріалу. Трохи глинистих частинок, трохи вологи — і через півроку ущільнена суміш буде «тримати» не гірше бетону.

Занурення опори вручну – трудомісткий, але дешевий спосіб

Розподіл навантаження. Після встановлення на проектну глибину верхні частини всіх паль зрізаються на одному рівні. До виступаючих частин приварюються спеціальні деталі — оголовки. Поверх оголовків влаштовують ростверк — раму з бруса, швелера або бетонних блоків, зв’язує опори в єдину систему.

За розподіл навантаження відповідає рама – ростверк

Утеплення ростверку і цоколя. Зазор між грунтом і підставою будівлі, сформованим ростверком, обов’язково перекривають і утеплюють. Для обшивки використовується цокольний сайдинг, профнастил та інші матеріали. Теплоізоляція проводиться із застосуванням полістирольних плит, мінеральної вати, рідкого пінопласту і т. д.

Утеплення пальово гвинтового фундаменту рідким пінопластом зсередини знижує тепловтрати будинку в цілому і захищає труби від промерзання

В результаті формується фундамент для будинку, станів з декількох паль і піднятий на певну висоту. Незалежне розміщення опор і розподіл навантаження з допомогою ростверку робить конструкцію цілком надійною. При цьому гідро – і теплоізоляція надземної частини дозволяє знизити тепловтрати через підлогу.

Переваги гвинтових паль

Приймаючи рішення про будівництво будинку на палях потрібно оцінити і достоїнства, і недоліки таких фундаментів.

Використання гвинтовий технології полегшує будівництво будинку на ділянках зі складним рельєфом

Почнемо з плюсів:

Невибагливість до грунту. Використання пальово-гвинтовий технології дозволяє вести будівництво на будь-якому грунті, аж до обвідних глин і пливунів. Головне — правильно інтерпретувати дані геологорозвідки і підібрати оптимальні несучі конструкції (важливі довжина палі, її діаметр і форма лопатей).

Можна монтувати фундамент і на обводнених, і на насипних грунтах

До речі, невеликий діаметр паль дозволяє встановлювати їх не тільки в незайманий грунт, але і в грунт з великою кількістю прокладених комунікацій. При ретельній підготовці і правильній розмітці ймовірність пошкодження труби або кабелю буде мінімальною.

Мала трудомісткість. Навіть при ручному закручуванні паль фундамент типового приватного будинку повністю (тобто аж до ростверку) робиться не більш ніж за 3 робочі зміни. Якщо ж використовувати міні-екскаватор з сваезакурчивателем, то можна впоратися буквально за день.

Спеціальний екскаватор для установки паль механізованим способом

Простота організації. Гвинтові технологія не вимагає ні облаштування під’їзних шляхів, ні планування (тобто вирівнювання) ділянки. Це означає, що можна будувати в будь-якому місці — майже без винятків.

Як видно на фото, вирівнювати ділянка зовсім не обов’язково

Відсутність усадки. Не потрібно чекати, поки підстава остаточно осяде після заливки, ущільнення і сушіння бетону. При використанні дерев’яних або металевих ростверків подальші роботи можна починати на наступний день.

Можливість суміщення з іншими будівлями. Такий фундамент можна закласти буквально впритул до вже існуючого, при цьому ризик його зміщення або усадки буде зведений до нуля.

Прибудова виходить практично автономною, так що ми не ризикуємо зміщенням підстави

А ще при необхідності палі можна вивернути і (теоретично!) використати для іншого пристрою фундаменту. Правда, на практиці так роблять рідко — все-таки і корозія в грунті, і зменшення довжини при обрізанні негативно позначаються на несучій конструкції. Але мати на увазі таку можливість необхідно: як мінімум для легкої господарської будівлі палі б/у цілком підійдуть.

Недоліки гвинтових підстав

Багато фахівців (особливо представники «старої школи») відносяться до пальово-гвинтовим підставах з деякою часткою зневаги. І хоч я з цією точкою зору не згоден, раціональне зерно в ній все-таки є.

Для визначення характеристик грунту потрібні геологічні вишукування з бурінням свердловин

Мінуси гвинтових паль:

Складна підготовка. Якщо стрічкове основу можна влаштовувати за типовим проектом, то будинок на пальово-гвинтовому фундаменті бажано проектувати за результатами геологічних вишукувань. В іншому випадку великий ризик непередбаченої осідання паль з-за нерівномірного несучої здатності грунту.

Виняток — пальово-гвинтові фундаменти од парканами, легкими каркасними будівлями і т. д.

Менший термін служби. Якщо реакція ґрунту відрізняється від нейтральної (тобто буде або кислої або лужної), то із-за корозії ефективний термін служби гвинтових паль скоротиться до 50-60 років. У буронабивних конструкцій з армованого бетону цей показник буде на рівні 100-120 років.

При тривалому контакті з грунтом матеріал піддається корозії, що знижує термін служби фундаменту

Обмеження по несучій здатності. Яким би міцним і стабільним не був ґрунт, але механіка гвинтових паль не дозволяє використовувати їх для висотного будівництва, а також для зведення сильно навантажених промислових споруд.

Висока ціна. В середньому при перерахунку на одиницю несомой навантаження пальово-гвинтове підстава виявляється приблизно на 10-30% дорожче стрічкового або буронабивного. Заощадити можна, виконавши роботи своїми руками — але за це візьметься не кожен майстер.

Підпільне простір потрібно утеплити і гідроізолювати. А про підвалі доведеться забути!

Складності з подполом. По-перше, підвальне приміщення облаштувати не вийде, оскільки це майже гарантовано призведе до зниження несучої здатності паль на порядок. По-друге, щоб уникнути корозії і підмиву потрібна гідроізоляція підпідлоги, утеплення та обшивка цоколя і пристрій вимощення по периметру будинку.

Отже, оцінивши і плюси, і мінуси, резюмуємо — для яких споруд підходять гвинтові палі?

Ця технологія буквально створена для каркасних будинків, що відрізняються малою вагою і високою швидкістю збірки

Каркасні будинки та інші легкі будівлі з відносно невеликим терміном експлуатації.

Дерев’яні лазні. Тут плюсом буде великий зазор між підлогою і грунтом.

Господарські будівлі і навіси.

Ворота і огорожі.

Приклад лазні з бруса на гвинтових порах

Загалом, технологія застосовна як раз для тих споруд, які можна зводити самостійно. Але важливою умовою в досягненні результату буде саме правильність застосування цієї технології!

Пристрій пальово-гвинтового фундаменту

Етап 1. Розрахунок кількості паль і вибір їх розміщення

В ідеалі, як я вже зазначив, розрахунок пальового фундаменту потрібно робити на підставі геологічних вишукувань з відбором проб грунту і визначенням його несучої здатності.

Втім, для зведення малонавантажених конструкцій є шанс обійтися і без них. У цьому випадку при розрахунках просто використовуються мінімальні значення несучої здатності палі, зазначені в таблиці:

Типорозмір, мм Мінімальна розрахункова навантаження, кг ТСК 108х300х2500 2500 ТСК 89х250х2500 2000 ТСК 76х200х2500 1000

Палі 89х250х2500 – сама ходова різновид

Типорозмір вказує основні габарити виробу в мм. Так, у марки ТСК 89х250х2500 стовбур палі діаметром 89 мм, лопать діаметром 250 мм, загальна довжина — 2,5 м.

Алгоритм розрахунку:

Визначаємо загальна вага будівлі. Для цього обчислюємо обсяг стін і множимо отриману цифру на питому вагу будівельного матеріалу. Додаємо вагу перекриттів, покрівлі, печі і меблів і отримуємо потрібну величину.

Не забуваємо про внутрішню навантаженні (в будинку ще ми будемо жити!). Це значення беремо на рівні 100кг/м 2 площі.

Обчислюємо снігове навантаження. Для цього площа будівлі множимо на нормативне значення снігового навантаження у вашому регіоні.

Використовуючи цю картку, можна визначити снігове навантаження на підставу

Розраховуємо вітрове навантаження. Це робиться перемножуванням площі підстави будинку на коефіцієнт (40+15h), де h — висота стін в метрах.

Визначаємо динамічну навантаження. Площа підстави множимо на 350 кг/м2.

Підсумовуємо всі значення, отримуючи загальну навантаження на фундамент.

Далі можна піти двома шляхами:

План будівлі з відмітками на місці установки паль

Будуємо план будівлі, розподіляючи палі під несучими конструкціями. Опори потрібно поміщати під кожним кутом і в місці кожного перетину стін, а також під прольотами більше 3 м шириною. Під тяжкими об’єктами начебто банної печі бажано закласти окрему палю або кущ з кількох опор. Ділимо загальну навантаження на отримане число паль і визначаємо мінімально допустиме навантаження на одну опору.

Варіант фундаменту з лінійним розміщенням опор

Вибираємо тип використовуваних опор, і ділимо навантаження від будівлі на несучу здатність однієї палі. Одержуємо мінімальну кількість опор, які потрібні для забезпечення стабільності фундаменту нашого будинку.

Всі значення бажано округляти в більшу сторону. Так само я б порадив робити запас несучої здатності мінімум 20%. Це особливо актуально, якщо ви не впевнені у структурі грунту на ділянці.

Етап 2. Занурення гвинтових паль

Фундамент з паль гвинтового типу споруджується швидко. Але при цьому слід суворо дотримуватися послідовність робіт, наведені в таблиці:

Ілюстрація Технологічний етап Попередня розмітка.

На ділянку наносимо контури майбутньої будівлі, відзначаючи точки, в яких будуть встановлені палі.

Ця розмітка вважається попередньою, оскільки місце установки паль може коригуватися в залежності від положення кутовий (реперної) опори. Риття приямків.

Під підставу кожної палі викопується стартова лунка — приямок. Оптимальна глибина приямка становить не більше 25-30 див.

Використання більш глибоких приямків або лидерное буріння (тобто проходка всієї глибини буром з меншим діаметром) допускається у виняткових випадках. Рішення про це повинні приймати фахівці. Монтаж кабестану.

На верхню частину палі встановлюється пристосування для загвинчування — кабестан (сваекрут). Для його фіксації в технологічний отвір палі забивається металевий штифт. Загвинчування паль.

У кабестан встановлюються довгі і міцні труби, які використовуються в якості важелів. Паля обертається, поступово заглубляюсь.

При установці глибоких опор або при роботі на щільних грунтах доводиться ставити мінімум по дві людини на важіль, інакше провернути гвинт не вийде. Контроль вертикальності.

В процесі загвинчування необхідно постійно контролювати стан опускається палі. Для цього використовується водяний рівень.

Допустиме відхилення від вертикалі становить не більше 2°. Закопування приямків.

Після занурення опори на необхідну глибину приямки закопуються. Грунт навколо опори ущільнюється. Установка інших паль.

Коли реперна опора буде виставлена, її беруть за основу в розмітці ділянки під інші палі.

Розмітку проводимо з допомогою шнурів з мітками, що дозволяє ідеально точно виставити елементи фундаменту відносно один одного. Визначення висоти оголовків.

Використовуючи водяний рівень, визначаємо висоту, на яку потрібно обрізати палі. На кожному стовбурі робимо відмітку на одній висоті. Обрізка стовбурів.

За допомогою дискової пилки по металу акуратно обрізаємо надземні частини паль на зазначеному рівні.

Торці стовбурів ретельно вирівнюємо і зачищаємо, використовуючи шліфувальну машинку. Бетонировка паль.

Порожнини паль заповнюємо цементно-піщаним розчином марки не нижче М300. Розчин заливаємо пошарово, по можливості ущільнюючи його і не допускаючи появи великих пустот.

Останні 15-20 см до оголовка заповнюємо сухої цементно-піщаною сумішшю. Вона гідратіруется вже після герметизації конструкції, поступово підтягуючи вологу з основного розчину. Робиться це для запобігання кипіння води при наваривании оголовків. Встановлення та вирівнювання оголовків.

Оголовки — опорні пластини, на які буде спиратися ростверк — встановлюємо на обрізані стовбури паль. Ретельно контролюємо їх положення: важливо, щоб деталі знаходилися строго в одній площині. Приварювання оголовків.

Приварюємо оголовки до опор. Зварні шви ретельно зачищаємо і обробляємо складом, що захищає від корозії.

У деяких випадках оголовки на палях можна і не встановлювати. Так, ростверк з швелера приварюється прямо до опор. При заливці бетонного ростверку верхні частини паль з’єднуються зварним способом з арматурним каркасом, після чого виконується бетонировка усередині знімної опалубки.

Етап 3. Монтаж ростверку

Після установки опор, які забезпечать несучу здатність, нам потрібно зв’язати їх в єдину систему. Цю функцію в пальово-гвинтовому фундаменті виконує ростверк.

Різновиди ростверків для будинків на гвинтових палях

Для виготовлення ростверку можуть застосовуватися:

Сталеві профільовані вироби (найчастіше швелери).

Дерев’яні бруси.

Колоди.

Бетонні перемички.

Монолітні бетонні конструкції.

Обробка деталей ростверк антисептиком — обов’язкова умова їх довговічності

В якості прикладу розглянемо технологію зведення ростверку з дерев’яного бруса. Для роботи використовуємо пиломатеріали 150х150 мм і більше з якісно просушеної сосни. Перед монтажем ростверку обов’язково обробляємо всі деталі антисептичними просоченнями.

Ілюстрація Етап установки ростверку Укладання нижніх вінців обв’язки.

Не оголовки паль укладаємо бруси, які будуть виступати в якості основних опор.

На них у подальшому буде спиратися основна обв’язка, балки підлоги і все перекриття. Фіксація нижніх вінців.

Кожен брус нижнього вінця фіксуємо до оголовками палі. Для цього з нижнього боку опорної пластини оголовка загвинчуємо 4 саморіза, діаметр яких відповідає діаметру кріпильних отворів. Стиковка брусів.

Бруси нижнього вінця обв’язки стыкуем на середині оголовка палі. Ретельно підганяємо деталі по довжині, після чого фіксуємо їх сталевими накладками (1,5–2 мм), що закріплюються всередині периметра будівлі. Гідроізоляція нижнього вінця.

Щоб уникнути загнивання деревини додатково обробляємо нижні (поздовжні) вінці ростверку гідроізоляційної мастикою. Укладання верхніх (поперечних) елементів.

Поперек нижнього вінця укладаємо верхню частину ростверку, яка виступає в ролі несучої системи підлогового перекриття.

Ретельно вирівнюємо всі деталі по площині. З’єднання з нижньою обв’язкою.

Скріплюємо верхні поперечні бруси ростверку з нижніми, використовуючи кутові накладки з металу товщиною не менше 1,5 мм Фіксація саморізами.

Для підвищення міцності з’єднання місця перетину поперечної і поздовжньої обв’язки закручуємо саморізи довжиною не менше 250 мм (для бруса 150 мм).

Закручування проводимо за попередньою свердління. Стиковка верхньої обв’язки.

Крім пластин і шурупів іноді виникає необхідність стикування елементів верхньої частини ростверку. Для цього у місці стику робляться неглибокі пропили, які потім забиваються сталеві скоби — по 2 на стик. Установка зовнішньої дошки.

Торці брусів поперечної частини ростверку обшиваємо дошками, встановлюючи її урівень з нижньою обв’язкою.

Фіксуємо дошку зовні цвяхами або саморізами.

Тут наведено варіант з так званим подвійним ростверком, що відрізняється більш складною конструкцією. Одинарна обв’язка робиться простіше: при ній поздовжні та поперечні елементи стикуються на оголовках паль за допомогою вирубок. Найчастіше стики рубаються «в полдерева» — так втрати міцності виявляються мінімальними.

Стиковка брусів «в полдерева» дозволяє мінімізувати втрати міцності одинарного ростверку

Етап 4. Утеплення нижнього вузла

Тепер нам потрібно зрозуміти, як утеплити пальовий фундамент дерев’яного будинку максимально ефективно. Проблема тут криється не тільки в тепловтратах, але і потенційно високої вологості, так що вирішувати її треба комплексно:

Ілюстрація Етап роботи Встановлення каркасу для обшивки.

Монтуємо вертикальні бруси, які будуть служити каркасом для обшивки цоколя. Тим, де переходить в цоколь пів будинку і там, де бруси спираються на грунт, укладаємо гідроізоляцію — невеликі фрагменти руберойду. Чорнова обшивка цоколя.

Зовні обшивають цоколь по каркасу або дошкою (обов’язково антисептированной), або цементно-стружкової плитою (ЦСП). Обшивку варто заглибити дещо нижче рівня ґрунту, викопавши по периметру неглибоку траншею. Вентиляція підпільного простору.

Для нормалізації вологісного режиму під підлогою будинку на нашому фундаменті обов’язково влаштовуємо вентиляцію. Для цього в обшивці (а значить, і в теплоізоляції) залишаємо продухи.

В зимовий час для мінімізації тепловтрат і зменшення ризику промерзання підлог продухи варто перекривати. Монтаж теплоізоляції.

До обшивки кріпимо теплоізоляцію — панелі з екструдованого пінополістиролу. Матеріал наклеюємо на основу і фіксуємо тарілчастими дюбелями зі стопорними шурупами. Стики між плитами обов’язково герметизируем монтажною піною.

Монтувати утеплювач можна як зсередини, так і зовні. Зовнішня теплоізоляція ефективніше, але при внутрішній простіше виконувати обшивку декоративними матеріалами. Декоративна обшивка.

Поверх теплоізоляційних панелей або поверх обшивки з дошки/ЦСП встановлюємо:

цокольний сайдинг з теплоізоляційним шаром;
металлосайдінг;
листи профнастилу і т. д.

Зверху перекриваємо цоколь козирком, на кути встановлюємо захисні накладки.

Така обробка дозволить не тільки зробити нижню частину будинку більш привабливою. Утеплення та обшивка цокольної частини знизить втрати тепла в нижньому шарі, а також захистить перебувають під підлогою комунікації — в першу чергу водопровідні і каналізаційні труби.

Підсипку краще всього проводити відразу після монтажу ростверку — до початку обшивки

Перед тим як обшити пальовий фундамент своїми руками, нам потрібно звернути увагу ще на ряд нюансів:

Гідроізоляція грунту. Щоб дерев’яні частини обв’язки, приховані під обшивкою, не страждали від підвищеної вологості, потрібно вжити заходів. Для цього грунт в підпільному просторі засипаємо шаром піску, трамбуем, після чого перекриваємо поліетиленовою плівкою, укладаючи рулони внапуск.

На 100% від вологи це не захистить ні фонд, ні лаги підлоги. Але разом з іншими заходами (вентиляція, просочення антисептиками) результат буде забезпечений!

Перекриття поверх гвинтових паль потрібно теплоізолювати — інакше буде продувати!

Ефективне утеплення перекриття. Високий підйом гвинтового фундаменту призводить до великих втрат тепла. Монтаж пінополістирольної обшивки цоколя вирішує цю проблему лише частково. Так що для забезпечення комфортної температури в будинку між лагами потрібно закладати мінімум 150-200 мм мінеральної вати.

Пароізоляція захистить теплоізоляційний шар від конденсату

Пароізоляція підлоги. Щоб мінеральна вата не страждала від конденсату, під неї обов’язково підкладаємо мембрану. Шар мембранного матеріалу відсіче вологість підпільного простору, і утеплювач буде функціонувати максимально ефективно.

Після завершення робіт над фундаментом, цоколем і перекриттям можна зводити стіни за будь-якої технології

На цьому особливості будівельного процесу, зумовлені закладкою гвинтового підстави, закінчуються. На такому фундаменті можна будувати будь-яку будівлю — лише б розрахункова несуча здатність дозволяла!

Висновок

Фундамент на гвинтових палях потрібно не тільки правильно розрахувати і побудувати, але і ефективно утеплити — тоді і будинок на такій підставі вийде довговічним і затишним. Відео до цієї статті містить ще більше секретів професійної закладки таких підстав. Крім того, відповідь на будь-яке питання з цієї теми ви можете отримати в коментарях.