Для того, щоб побудувати будинок, необхідно зробити для нього міцну основу. Цю функцію виконує фундамент. Він повинен відповідати ряду вимог: бути достатньо міцним, щоб нести конструкцію, відповідати геологічним даним місцевості, захищати будівлю від грунтових вод, просідання і руйнування. Однією з таких основ є фундамент на гвинтових палях. Плюси і мінуси такого виду фундаменту ви можете подивитися в нашій окремій темі.
Щоб правильно зробити фундамент, виконавши всі вимоги, слід ознайомитися з його конструктивними особливостями.
Конструкція фундаменту на гвинтових палях
Щоб самостійно зробити гвинтовий фундамент, необхідно розуміти його технологічні характеристики, нюанси зведення і технологію будівництва.
Гвинтовий фундамент є, по суті, гвинтовими палями. Вони застосовуються для зведення дерев’яних зрубів, каркасних будинків і є найбільш простим конструктивним рішенням серед варіантів фундаментів. Для будови гвинтові палі виконують несучу, стабілізуючу та зміцнюючу функції. Це найбільш простий для монтажу вид основи, в порівнянні з стрічковим і монолітним фундаментами, що широко застосовуються при зведенні архітектурних споруд з лісу.
На відміну від монолітних фундаментів, гвинтові палі є труби потрібного діаметра, які вкручуються в грунт і приймають на себе навантаження, вироблену спорудою. Через кожну трубу пропущений металевий прут, який призводить всю конструкцію в рух, а в грунт така конструкція врізається спеціальними лопатями, які не просто прорізають отвір для палі, а й виконують опорну і регулюючу навантаження функції. Лопаті палі – не єдиний елемент, що дозволяє палям міцно утримувати будівлю. При монтажі гвинтового фундаменту труби паль можна додатково зміцнити арматурою. Технологічно, палі утримуються і за допомогою бетону.
Фундамент даного типу ідеальний для нестабільних ґрунтів з переважанням піску і з сезонною зміною рівня грунтових вод. Палі відмінно фіксують будову і дозволяють їй не «поплисти». Також такий фундамент захищає будову від проникнення вологи. Даний вид фундаменту хороший для м’яких грунтів – глиняних або піщаних. М’якість грунту потрібна, щоб труба з лопатями плавно увійшла і не отримала пошкодження від твердих елементів. Ще одна причина зробити гвинтовий фундамент в місцевості з м’яким грунтом – такі грунти мають певну рухливість, а конструктивні особливості гвинтового фундаменту дозволяють міцно зафіксувати палі і, одночасно дати простір для маневрів у випадку зрушень грунтів.
Не рекомендується використовувати гвинтовий фундамент в твердих грунтах. Він недоцільний і змонтувати гвинтові палі за технологією неможливо з огляду на занадто тверду породу.
Стандартна гвинтова паля має наступні характеристики:
– діаметр труби – 100 – 300 мм;
– діаметр лопаті – 200 – 550 мм;
– довжина труби – 1500 – 9000 мм;
– товщина прокату – 8 – 12 мм;
– товщина лопаті палі – 3 – 10 мм;
– вертикальне навантаження однієї палі – 1 – 30 тонн.
Технологічно, один кінець гвинтової палі має спеціальний капелюшок для кріплення ростверку (несуча сторона), а інша – лопаті для поглиблення в грунт. З огляду на те, що такий вид фундаменту використовується для будівництва дерев’яних конструкцій, використовуємо для першого вінця колоди або брус. Збіг матеріалів дозволить максимально міцно зафіксувати спорудження на палях.
Обов’язково!
Перед тим, як починати будівництво, слід провести геологорозвідувальні роботи на ділянці. Це робить кваліфікований фахівець. Він дасть висновок про те, який вид грунтів переважає і який фундамент кращий на такому ґрунті для будови. Може бути, грунт у вашій місцевості неоднорідний і в ньому присутні тверді включення. Тоді гвинтовий фундамент не показаний – тверді камені створять проблеми при монтажі паль і можуть деформувати лопаті. Тоді палі стануть непридатними для основи фундаменту.
Виготовляємо гвинтові палі для фундаменту своїми руками
Незважаючи на гадану простоту конструкції і її виготовлення, процес підготовки повноцінної і надійної гвинтовий палі досить трудомісткий і вимагає дотримання спеціальних умов. Окремо слід зауважити, що виготовлення гвинтових паль самостійно може становити небезпеку для життя і здоров’я, тому слід оцінити реально свої можливості і строго дотримуватися техніки безпеки роботи з інструментами і матеріалами.
Гвинтові палі діляться на 3 основних види.
- Палі зі звареним кінцем.Вони являють собою труби необхідної довжини і діаметру, з загостреним кінцем і привареними лопатями для монтажу палі. Така конструкція виготовляється методом зварювання і представляє певні складності при виготовленні домашнім методом. Виготовлення даної конструкції вимагає заводського обладнання, щоб забезпечити надійність конструкції.
- Литі палі. Являє собою повноцінну конструкцію, в якій лопаті відлиті методом повного циклу, тобто з одного матеріалу і мають малопомітні і монолітні шви. Зробити такі гвинтові палі своїми руками в домашніх умовах практично неможливо.
- Комбінована паля. Являє собою трубу, яка завершується лопатями і довгим загостреним конусом.
Як бачимо, виробництво гвинтових паль вимагає специфічного обладнання і спеціальних навичок укупі з досконалим знанням технології.
Палі, вироблені в заводських умовах із дотриманням технології, можуть нести навантаження в 50 тонн, причому навантаження динамічного характеру. У домашніх умовах такого результату досягти в принципі неможливо. Але якщо вам дуже потрібно, то наступне відео наочно покаже як можна зробити гвинтові палі самостійно.
Здається, що складного в тому, щоб прилаштувати до труби лопаті, насправді це вимагає спеціальних умов. Тому питання треба ставити не в контексті, як зробити самостійно гвинтові палі для фундаменту, а як встановити гвинтові палі своїми руками (закручування гвинтових паль). Не розслабляйтеся, адже монтаж гвинтових паль – процес дуже складний і трудомісткий.
Розрахунок гвинтових паль для фундаменту каркасного будинку
Перед тим, як купувати необхідні матеріали і починати монтаж паль, потрібно зробити всі технологічно необхідні розрахунки. Вони досить складні, потрібно зробити заміри і, виходячи з цього, розрахувати кількість і вид матеріалу, врахувати нюанси зведення споруди. Для цього слід запросити фахівця, або зробити всі роботи під контролем фахівця.
Перед початком робіт слід прорахувати такі показники.
– який грунт на ділянці і його особливості;
– рівень грунтових вод і діапазон сезонних коливань;
– рівень промерзання грунту;
– вага всього будинку;
– збільшення сезонних навантажень (сніг, вітер);
– вітрові навантаження.
Перші три показники визначить геолог і зробить необхідні розрахунки. Вагу будинку з начинкою, а також рівень навантаження на палі, ви можете прорахувати самостійно або за допомогою професійного будівельника. Щоб розрахувати вагу конструкції, потрібно мати чіткий план будови і інформацію про матеріали, які будуть застосовані. Додатково варто врахувати і потенційне навантаження, можливо, ви відійдете від плану і згодом будете модернізувати будинок.
Гвинтові палі розташовуються таким чином, щоб навантаження будови розподілилося рівномірно на всі опори. Тому потрібен план будови вже на етапі проектування. Накидайте малюнок майбутнього будинку, щоб кошторисник мав уявлення, що саме прораховувати. У процесі розрахунків в план будуть вноситися коригування, щоб оптимізувати проект.
Слід зауважити, що палі розташовуються під несучими саму будівлю конструкціями (ложе фундаменту) і йдуть в грунт глибше, ніж рівень його промерзання. І тут криється один нюанс. Як правило, м’які ґрунти промерзають сильніше і в процесі відтавання можуть значно зміщуватися. Це природний процес. Зміщуючись, грунт може як просідати, так і спучуватися. Ці процеси зміщують палі. Тому вага споруди обов’язково повинна розподілятися по палях рівномірно, створюючи можливість опорам адаптуватися до природних процесів в грунті. Тоді всі ці сезонні зміни пройдуть без збитку для фундаменту.
Якщо не дотримуватися цих вимог, будинок може завалитися через різницю навантаження, або грунт просто виштовхне палі, що призведе до обвалення всієї будівлі. Ці всі моменти також слід врахувати при проектуванні та обліку довжини конструкцій.
До речі, ще один тип фундаменту – стрічковий – монтується за цим принципом. Основа заливається суворо з урахуванням розташування несучих конструкцій. Однак сама технологічна карта заливки стрічкового фундаменту куди складніше, тому, якщо дозволяє тип ґрунту, краще використовувати гвинтовий фундамент. Його перевага в тому, що на зафіксовані палі відразу кріпляться сполучні елементи.
Перед тим, як почати встановлювати палі, потрібно виконати так звану обв’язку (армування). Його суть полягає в тому, що викладається основа (підійдуть рейки), зливаються воєдино і на них викладається патрубок з дерева (перший вінець кріпитися саме до обв’язки).
Зазвичай палі встановлюються, відповідно до технічної документації процесу, на відстані 3-4 метра. Однак особливості ґрунту можуть бути такі, що крок доведеться зменшити до метра. Якщо є ризик зсуву грунту, краще перестрахуватися і використовувати більше паль. Закручувати їх до кінця також не слід. Залиште для балансування 10-12 см. Технологічно, паля обов’язкова на кожному куті будівлі і під несучою стіною. В іншому палі слід розташувати в залежності від індивідуальних конструктивних особливостей будинку.
Для остаточного розрахунку слід врахувати тип ґрунту і вагу матеріалів, а також форму і товщину паль. Можна розрахувати ці показники самостійно, а потім додати до значень в середньому 20%. Допомогти розрахувати фундамент палі самостійно, вам може один з наших будівельних калькуляторів (посилання відкриється в окремому вікні).
Однак всі показники, які беруть участь в розрахунках, можуть змінюватися в залежності від різних умов. Всі ці нюанси може врахувати лише професіонал. Замовте розрахунки і план у фахівця, якщо не впевнені в своїх силах і знаннях.
Закладаємо фундамент на гвинтових палях своїми руками
Коли всі розрахунки і технологічна карта процесів на руках, можна починати будівництво.
Закладка фундаменту на гвинтових палях підрозділяється на етапи.
1. Розмітка ділянки для монтажу гвинтового фундаменту. По суті, це перенесення креслення на місцевість. Відзначаємо місця, де будуть монтовані палі. Це можна зробити, забивши кілочки, або нанести стандартну мотузяну розмітку.
2. Монтуємо палі. За допомогою труби закручуємо палі в місця розмітки. Можна використовувати і лом. Магнітним рівнем перевіряємо вертикальність входження паль в грунт через кожні 2 – 3 витка. Палі закручуються з запасом в 10 – 15 см для подальшого рівняння, адже ні в якому разі не можна їх викручувати назад.
3. Перевіряємо горизонтальний рівень. Після того, як всі палі змонтовані, потрібно перевірити їх горизонтальність. Найкраще це зробити горизонтальним нівеліром. Зайве зрізаємо за допомогою болгарки.
4. Фіксація бетоном. При закручуванні палі навколо труби утворюється порожнина. Для зміцнення конструкції потрібно залити порожнини бетоном (для розчину беремо цемент марки М 500). Можна для додання додаткової міцності зробити армування паль. Для цього до заливки бетоном розмістіть в порожнинах прути арматури або оберніть труби арматурною сіткою.
5. Монтаж оголовків. Щоб закрити порожнину труб, потрібно приварити оголовки. Перевірте ще раз горизонтальність паль і приварить оголовки. Для захисту від корозії нанесіть на шви спеціальний антикорозійний склад для металу.
6. Монтуємо ростверк. Після того, як палі будуть закріплені, потрібно зробити обв’язку конструкції. Встановлюємо перемички. Їх можна приварити або прикрутити болтами. Попередньо, для захисту від корозії, обробіть їх спеціальним розчином або пофарбуйте 2 рази.
Облицювання фундаменту на гвинтових палях
Коли фундамент готовий, потрібно виконати його облицювання, адже в своєму первозданному вигляді гвинтовий фундамент має не естетичний вигляд. Вибираючи вид облицювання, можна не просто поліпшити зовнішній вигляд фундаменту, але і надати йому додаткову міцність. Це вже той етап робіт, який можна зробити самостійно, без допомоги фахівців.
Але звернемося до досвіду будівельників. Незважаючи на те, що готовий фундамент вже володіє прекрасними опорними і захисними властивостями, не завадить посилити їх. Тим більше, погодні аномалії, а також хвилювання ґрунту понад розрахованих, ніхто не відміняв. Гвинтові палі призначені для дерев’яного будинку, тому фундамент повинен виглядати гармонійно і додатково посилювати фундамент. Для цієї ролі чудово підійдуть штучний або натуральний камінь, який ми і використовуємо для обробки.
Оздоблення з даних матеріалів покликане не тільки створити естетику в загальному ансамблі, а й надати будові додаткову міцність. Окремо зауважимо, що кам’яний фундамент також захистить дерево від снігу та води. Якщо у вашому регіоні присутні рясні опади, приділіть увагу такій властивості оздоблювального матеріалу, як гідрофобність.
Облицювання виконує не тільки роль декору. Як відзначають фахівці, камінь виконує і додаткові армуючі функції. Якщо при облицюванні буде використаний камінь, додаткового посилення гвинтового фундаменту виконувати не треба, облицювання здатне виконати цю функцію.
Приділіть увагу розчину. Він є частиною укріплювальні споруди. Добре буде додати в нього пластифікатори, щоб розчин придбав пластичні властивості. Це важливо, адже фундамент на палях, зважаючи на свою конструкцію, динамічний і може зміщуватися при сезонних збурення грунту. Щоб облицювання зміцнювало конструкцію, а не чинило зайвий опір, надайте і йому пластичність за допомогою розчину з пластифікаторами.
Після вибору матеріалу облицювання виникає питання про висоту обробки. Тут думки фахівців розходяться. Одні рекомендують викладати тільки фундамент, інші – виконувати обробку аж до віконних прорізів. Істина знаходиться, як завжди, посередині. Висота обробки залежить від специфіки погодних умов регіону – чим більше перепад температур, опади, коливання грунту, тим вище повинна закінчуватися обробка (посилення).
Скріплюється камінь за допомогою спеціального розчину на основі бетону і пластифікаторів. Суміш готується безпосередньо перед початком робіт. Кожен елемент ретельно змащується розчином і викладається на поверхні. Після завершення робіт з оздоблення слід ретельно промазати всі шви фіксуючим розчином. Після висихання їх можна пофарбувати звичайною фарбою.
Утеплюємо фундамент на гвинтових палях
Щоб підлога в будинку була тепла, її необхідно утеплити ще на стадії роботи з фундаментом. Для цього після завершення всіх, згідно з технологією зведення фундаменту, робіт, слід утеплити сам фундамент зверху. Армуйте фундамент за допомогою дерев’яних дощок по периметру основи. Тепер можна перейти до робіт по утепленню фундаменту і, відповідно, підлоги.
Для утеплення фундаменту на гвинтових палях слід виконати дії, згідно з технологічною картою утеплення гвинтового фундаменту.
1. В першу чергу потрібно зробити патрубок. Для цього на підготовлене з дерев’яних дощок ложе викладаємо шар утеплювача і забиваємо його ще одним шаром дощок. Як варіант, підготовлене ложе заливаємо шаром бетону товщиною не менше 5 см. Для цього готуємо опалубку і заливаємо в неї розчин.
2. Якщо утеплення вироблялося шляхом накладення ізолюючого шару з утеплювача і шару дощок, можна починати зведення будинку. Якщо підготовлене ложе заливалося бетоном, через 28 днів можна починати утеплювальні роботи. Покладіть на шар бетону ізоляційний матеріал (можна використовувати пінопласт або мінеральну вату) і прибийте його дошками. Дошки повинні утворити рівну поверхню.
3. Будуємо каркасний будинок своїми руками.
4. Після того, як сам будинок зведений, можна починати роботи по зовнішньому утепленню (зміцненню) фундаменту. Для цього весь периметр фундаменту потрібно обнести ізоляційним матеріалом. Краще використовувати пінопласт. Просочіть його спеціальною грунтовкою для додання міцності і підвищення гідроізоляції. Якщо ви використовуєте мінеральну вату, потрібно додатково закріпити її суцільною дерев’яною конструкцією.
5. Після того, як теплоізоляція здійснена, потрібно підготувати поверхню для посилення фундаменту каменем. Камінь – матеріал важкий, тому слід ретельно підготувати поверхню.
6. Облицьовуємо поверхню фундаменту каменем.
Після того, як всі роботи з облицювання завершені, фундамент можна вважати готовим. Дайте фундаменту ще кілька діб, щоб встоятися і придбати міцність. Потім можна починати працювати над додатковими конструктивними елементами. Наприклад, погребом.
Спочатку план льоху повинен бути закладений в проекті будівлі. З урахуванням його конструкції, на початковому етапі виконуються роботи з підготовки котловану і його обробці за технологічною інструкцією про облаштування теплого льоху. Заздалегідь вибирається місце виходу на поверхню і в цьому випадку утеплення має на увазі шар бетону, а також в проекті враховується несуча конструкція для підвального приміщення. Найчастіше це звичайні рейки. Робити льох, якщо він не врахований в проекті спочатку, не можна, інакше ви ризикуєте залишитися без будиночка.
Існують і альтернативні методи виконання робіт по монтажу гвинтових паль своїми руками. Однак вищенаведений спосіб відрізняється відносною простотою і ефективністю, що дозволяє монтувати гвинтові палі своїми руками з мінімальною підтримкою фахівців.
Ремонт фундаменту з гвинтових паль
Будь який фундамент, яким би досконалим він не був, як би чітко не дотримувалися технології його зведення, може вийти з ладу. Те ж може статися і з нашим, зведеним для будівництва дерев’яного будинку, фундаментом. А це значить, що він потребує ремонту.
І тут виявляється великий плюс фундаменту на гвинтових палях. Якщо ще один вид фундаменту, придатного під будівництво будинку з дерев’яного сировини, стрічковий фундамент, може вимагати специфічних робіт по зміцненню, то в разі установки гвинтового фундаменту складність робіт значно зменшується.
Щоб відремонтувати фундамент на гвинтових палях, все одно потрібно задіяти спеціальну техніку. Процедура підготовки фундаменту до ремонтних робіт простіше, якщо в будинку є підвал. Підвальне приміщення дозволяє забезпечити доступ до самої конструкції, не зачіпаючи саму будову і з мінімальними витратами сил. Якщо підвалу немає, потрібно буде використовувати спеціальну техніку для підняття будови, щоб можна було дістатися до паль. Як варіант – можна просто розібрати підлогу і зміцнити потрібну ділянку. Це можна зробити, якщо ви точно знаєте, яка саме паля дефектна і параметри дефекту. В інших випадках потрібно буде масовано заглиблюватися в саму конструкцію фундаменту.
Щоб провести ремонтні роботи, потрібно визначити характер неполадки. Це може бути просідання паль, дефекти паль, дефекти перекриття та інше. Щоб точно визначити причину, потрібно оголити фундамент. Для цього потрібно зняти ізоляційний шар і перекриття. Потім, по ситуації, замінити палю, досипати ґрунту або призвести інші ремонтні роботи.
Часта проблема гвинтових паль в піщаному грунті – руйнування ґрунтового шару або його рух. В цьому випадку потрібно зміцнити палі за допомогою арматури і бетону. Палю що хитається або зміщену палю можна побачити візуально, а щоб точно з’ясувати характер проблеми, слід заглибитися в бетонну підкладку. Можливо, потрібно буде заново бетонувати її.
Окремі і рідкісні випадки – коли зміщується сама основа фундаменту. Це може відбуватися при значних зрушеннях грунту або її підмитті. Тоді потрібно повністю демонтувати конструкцію і заново виконати роботи по її зведенню. Порадьтеся з геологом, якщо має місце такий випадок, можливо, доведеться переносити будинок в інше місце.
В цілому ж фундамент на гвинтових палях дуже міцний і надійний, він довговічний і в переважній більшості випадків в ремонті не потребує. Цьому сприяють особливості його конструкції – палі йдуть на глибину понад півтори метра, міцно фіксуються підкладкою. Лопаті палі забезпечують не просто надійність конструкції, але і деяку її маневреність (дозволяють фундаменту залишатися стабільним при русі грунту).
А щоб фундамент був міцним і не потребував ремонту, слід дотримуватися технології його зведення і починати будівництво в теплу пору року.
Відзначимо, що фундамент на палях є найменш витратним і найпростішим у виконанні конструктивним рішенням для дерев’яної будови. На відміну від інших видів фундаменту його можна частково зробити своїми руками. Дана конструкція надійна і стійка, технологічно простіше для ремонтних робіт і ідеальна для будинків з дерева і бруса.