При планировании каркасного дома нужно решить какой будет фундамент? Часто это металлические винтовые или железобетонные сваи. Между этими двумя видами разница значительная. Поэтому, чтобы принять однозначное рациональное решение, нужно учесть условия:

• геологические данные местности (тип грунта, глубина промерзания, уровень вод, рельеф участка, сейсмическая активность);
• нагрузки;
• климатические условия;
• конструкция каркаса;
• сметная цена.

На строительных участках разные геологические условия каждого проекта мы рассчитываем несколько типов свайных фундаментов: винтовых и железобетонных. 

Что представляет собой каждый тип фундаментов, как их устанавливают и по каким параметрам их можно сравнить?

Железобетонные сваи

 

По форме ж/бетонные сваи это длинные столбы, в сечении которых квадрат. Внутри опоры устанавливают каркас из стержневой арматуры. Он состоит из продольных стержней, которые будут нести рабочие нагрузки и поперечных хомутов. 

Диаметр продольной стержневой арматуры для небольших одноэтажных домов 10-12 мм. Для домов с более высокой массой (2 этажа, мансарда) диаметр продольной рабочей арматуры 12-16 мм.

Диаметр поперечных хомутов 6-12 мм. Поперечные хомуты удерживают рабочую арматуру на ее местах во время монолитного бетонирования, схватывания и набора прочности бетона. 

После набора максимальной прочности железобетонные сваи можно устанавливать и они будут готовы нести рабочие нагрузки.

Размер сечения и длину опоры определяют по геологии участка и нагрузкам.

Сваи забивают спецоборудованием на участке по выставленным проектным реперам.

 

Железобетонные сваи передают нагрузки на основание через подошву, на которую они опираются и через трение/сопротивление боковых граней.

У ж/бетонных опор высокая несущая способность на сжатие. Например: одна опора 150х150 мм в сечении, длиной 3 метра несет вес до 5 тонн или 49 кН. Это преимущество.

Минусы: дорогой и более длительный монтаж.

Винтовые металлические сваи (ВМС)

Это длинная стальная труба, в сечении которой круг диаметром 89/108 мм. Длину и диаметр сваи определяют по геологическим условиям местности и нагрузкам.

К нижнему концу опоры приваривают винтовую пластину (наконечник), на который прикручены винтовые лопасти (гелисы).

При установке (вкручивание в почву) нет большого объема земляных работ и на это не тратится много времени. 

У ВМС вес на основание передается через винтовую пластину и гелисы, если они уперлись в несущий слой грунта или через трение/сопротивление боковых поверхностей опоры.

Плюсы: минимум земляных работ, установка проходит быстро и не сильно зависит от погоды.

Минусы: в слабых почвах может быть снижена несущая способность ВМС. Металл подвержен корродированию, необходим защитный слой.

Сравнение винтовых и ж/бетонных свай

Сравним два типа фундаментных опор для каркасного дома по несущей способности, надежности и цене.

Несущая способность

Какие факторы определяют способность нести рабочие нагрузки?

• Грунт - фактор, который определяет сопротивление оснований. Песчаные почвы, глинистые, торфяные показывают разные сопротивления. Если грунты слабые, с пластами плывунов или торфяников, то более эффективными будут винтовые сваи. Их легче устанавливать до уровня несущего слоя.
• Глубина погружения до твердого грунта. По обеим технологиям нужно достичь твердого слоя. Его уровень будет расчетным. 
• Сечение.  У ж/б несущая способность растет с увеличением размера сечения и диаметра рабочей арматуры. У ВМС важен диаметр стойки, количество и диаметр лопастей, а также интервал между ними. 

• Вертикаль установки. В обеих технологиях нужно соблюсти вертикальность заглубления, без наклонов.
• Защита от коррозии. ВМС покрывают защитным слоем от коррозии. Это цинкование, покраска. Внутри трубу заполняют цементным раствором, чтобы защитить металл от коррозии изнутри. У ж/б контролируют бетонный слой над арматурой, который защищает ее от коррозии.
• Динамическое влияние. Винтовые сваи более чувствительны к морозному пучению и к горизонтальной динамике грунта, чем ж/бетонные.

Ориентировочная несущая способность 

Для одноэтажного, двухэтажного каркасного дома часто достаточно рабочей нагрузки на одну опору 50 - 30 кН.

ВМС. Одна винтовая свая диаметром: 

• 89/108 мм,1-2 гелисы выдерживает 20 - 80 кН или 2 - 8 т; 
• 108/168 мм, 2-3 гелисы выдерживает 50 - 200 кН или 5, 1 - 20 т.

Железобетонная свая с размерами сечения 

• 150 х 150 мм несет нагрузку 49 кН или 5 т;
• 200 х 200 мм несет нагрузку 147 - 294 кН или 15 - 30 т.

У железобетонных свай более высокая несущая способность, их планируют при значительных нагрузках или при слабых, нестабильных почвах. Если твердый несущий слоя грунта очень глубоко, то чтобы на него опереться, лучше установить ж/бетонные сваи.

Если по геологии прочный грунт для опоры залегает неглубоко, а каркас дома легкий, то планируют ВМС.

Но если в почве есть нестабильные прослойки, боковая динамика, высокая влажность, тогда ВМС берут с увеличенным диаметром и вкручивают глубже.

Сравнительная таблица

Критерий	ВМС	Ж/Б
Время монтажа	Устанавливают быстро	Времени уходит немного больше.
Техническое оборудование	Механические буры, гидровращатели, мотобуры	Устанавливают сваебойной машиной (копером)
Несущая способность на 1 опору	Средняя, от 20 до 200 кН	Больше, от 50 кН до 300 кН
Установка несущего горизонта	Нужно заключение исследования геологии и механики грунтов	Нужно заключение по геологии и механики грунтов
Температурный режим для работы	Можно вкручивать в мерзлоту, прогрев ее паровыми иглами	Можно забивать в мерзлую землю, а для облегчения процесса место прогревают
Осадка при весовой нагрузке	Немного больше, чем у Ж/Б, но допустимая	Меньшая при одинаковом весе
Цена опор и монтажа	Для малых и средних домов ниже	Стоит больше
Ремонт, переустановка	Легче выкрутить и переустановить	Вытянуть и выпрямить уклон трудно
Срок службы	50 - 100 лет при соблюдении защитных мер от коррозии. Горячее цинкование это хорошая защита для ВМС	85 - 150 лет. Все зависит от защитного бетонного слоя для арматуры и качества бетона

Что планировать для каркасного дома

Строительство каркасных домов в Нижнем Новгороде осуществляется компанией Теремкофф в кратчайшие сроки. 

Тип грунта и нагрузки.  Если грунты на участке стабильные, при этом геологические изыскания показали, что прочное основание неглубоко, плюс нет экстремальных данных (торфяные прослойки, много воды, пучинистость, смещения), более рационально планировать ВМС.

Если в основании слабые грунты, при этом грунтовые воды высокие, твердые слои лежать глубоко, неровный рельеф плюс существенная весовая нагрузка дома, то планируют ж/бетонные опоры. Они также будут более рациональны, если нужна минимальная осадка.

Защита от коррозии При установке ВМС нужно проверить их защитное цинковое покрытие. При установке ж/бетонных свай нужно убедиться, что есть защитный слой бетона, который покрывает арматуру и проверить марку бетона.

Установка и логистика. ВМС удобнее привести на участок, разгрузить и вкрутить по местам. Для этого не нужен заход на участок тяжелой техники. 

Для установки ж/б опор нужно больше времени для подготовки участка, спецтехника.

Цена. Монтаж ВМС стоит меньше, особенно, если не нужна большая глубина заложения и нет большого объема бетонных работ.

Установка ж/бетонных опор стоит больше, так как дороже материал и работа. Но их установка может быть более рациональной, в условиях нестабильных грунтов или больших весовых нагрузок. 

В итоге: для каркасного дома при стабильных условиях в грунте ВМС это рациональное решение установки фундамента. Но, при нестабильных грунтах или когда нужен запас прочности, то ж/бетонные опоры лучше справятся с рабочими нагрузками и прослужат дольше.