Свайно-винтовой фундамент: особенности

Виды опор

Рассмотрим, какие виды винтовых опор используются в современном строительстве:

По области применения

Использование этого типа фундамента ведется гораздо шире, чем это может показаться на первый взгляд.

Винтовые сваи успешно применяются в следующих областях:

Капитальное строительство.
Индивидуальное жилое строительство.
Мосты, причалы, прочие гидротехнические сооружения.
Несущие опоры ЛЭП, мачты и т.п.
Ангары.
Теплицы.
Заборы или ограждения и т.д.

Рост популярности этого типа основания значительно расширил область применения, и этот процесс еще не закончен.

Размеры

Используются стальные трубы разных диаметров. Наиболее распространены трубы 108 мм, этот размер обеспечивает достаточно высокую несущую способность при хорошем вхождении в грунт.

Общий диапазон диаметров труб находится в пределах 57-219 мм, но в некоторых случаях используются и более толстые опоры.

В частном домостроении трубы более 159 мм не используются из-за сложности погружения.

Длина труб также имеет много вариантов. Существуют типоразмеры от 1650 до 9000 мм, используемые в соответствующих условиях.

Чем меньше прочность и плотность грунта, тем длиннее должен быть ствол.

Количество лопастей

Существуют одно- и многолопастные конструкции. Однолопастные используются на относительно надежных грунтах.

Превышение нагрузки или реверс сваи при установке приводят к потере сцепления с грунтом.

Для ответственных построек на слабонесущих грунтах используют многолопастные сваи, которые демонстрируют большую устойчивость к возможным нагрузкам.

Кроме того, увеличение количества лопастей позволяет уменьшить диаметр ствола, что облегчает погружение.

При этом, толщина стенок должна обеспечивать необходимую жесткость.

Наконечники

Наконечник принимает на себя нагрузку при погружении, что выдвигает довольно жесткие требования к его конструкции.

Существуют:

Сварные наконечники. Изготавливаются путем заужения диаметра трубы путем удаления клиновидных участков и соединения полученных фрагментов в конус. Швы свариваются и образуется заостренный конец. Применяются для относительно слабых, мягких грунтов.
Литые наконечники. Изготавливаются (отливаются) отдельно и прикрепляются к трубе. Обладают большой толщиной, способны разрушать встречающиеся препятствия. Используются на плотных и сложных грунтах.

Материал изготовления

Используются разные марки стали — от обычной Ст 3, до более прочной Ст 20.

Для применения в сильноагрессивных грунтах с большими нагрузками и возможностью электростатической коррозии используются прочные марки стали 30 ХМА и 09Г2С.

Тип защитного покрытия

Наиболее эффективным покрытием считается нанесение слоя цинка. При этом, сам материал должен быть достаточно устойчивым к возникновению коррозии.

Полимерные материалы, нанесенные на сваи, стираются при погружении и свою задачу выполнить не могут.

Они необходимы только для защиты наружной части опор и требуют периодического обновления.

Многие инженеры предлагают свои варианты защиты, от мастик до нанесения слоя резины, но большого распространения эти методы пока не получили.

Обвязка свай:

основные способы и особенности их применения

Если в качестве фундамента для будущего строения выбран свайный фундамент, то сразу возникает множество вопросов: какие сваи выбрать, как правильно обвязать сваи, чем обвязать сваи? В этой статье я постараюсь дать ответы на эти вопросы.

Итак, по порядку. Если у вас дом из бревна или бруса, и сваи стоят на ровном участке, то может быть вполне достаточно свай с оголовками. Обвязкой в этом случае будут служить нижние венцы будущего дома. Но что делать если дом каркасный, или из сип панелей, или же дом из бруса или бревна, но с каркасными перегородками? В этом случае необходимо обвязать сваи материалом, который не даст сваям “гулять” во время бокового пучения грунтов, и не даст провиснуть стенам на пролётах, больше ширины установки стоек.

Вариантов обвязки достаточно много, но мы остановимся на основных: двутавр, швеллер, брус, бетон (рис. 1). При этом в качестве свай могут быть использованы винтовые сваи, буронабивные сваи, бетонные столбы и т.д.

При выборе в качестве опоры, буронабивных свай (рис. 2), во время заливки можно будет выпустить из сваи шпильку диаметром 14-16мм или арматуру. Так как такие сваи диаметром от 200мм, то им обычно не требуются оголовки и можно укладывать обвязку из бруса или делать ростверк сразу поверх свай.

Если в качестве свай выбраны винтовые сваи, то для обвязки деревом будут нужны оголовки свай. Они могут быть круглые, овальные, квадратные, прямоугольные с усилением и без, с поддержкой или с дополнительным упором. Но обычно используются квадратные, размером 20х20см, это оптимальный размер, у него достаточно большая площадь опоры как для углов, так и для пересечений и стыков, он не большой и не маленький (рис. 3-5).

При использовании в качестве обвязки металлического швеллера, двутавра и т.д., его приваривают сразу к залитой бетоном свае. Также обычно при выборе металла, сваи обвязывают швеллером шириной 16см (см. картинку ниже), реже двутавром, ввиду его большей цены и неудобства монтажа на стыках, так как приходится достаточно много фигурно вырезать, а потом приваривать. По несущей способности, двутавр конечно более выгоден, но при нетяжёлом доме и шаге свай менее 3м, может быть достаточно и швеллера 16см. Я всегда заказчикам рекомендую швеллер, и объясняю, как и писал выше, что швеллер не даст сваям “гулять” во время морозного пучения грунтов, а дополнительно уложенный сверху брус, хотя бы 15х15см, уменьшит прогиб примерно в 2-4 раза, в зависимости от длинны пролёта и его нагруженности.

Если вы в качестве обвязки выбрали брус, то есть несколько вариантов обвязки: брус в один ряд, брус в 2 ряда со сдвигом и с перехлестом запилов или составной брус. В качестве составного бруса используются доски, установленные на ребро и сколоченные в шахматном порядке (см. картинки ниже). Преимущество такого метода в том, что мы достаточно равномерно соединяем обвязку и равномерно распределяем нагрузку по свае и всему её оголовку. Минус данной технологии в том, что приходится достаточно долго всё размечать и подгонять, а потом много сколачивать и связывать, в большинстве случаев на болты или шпильки. При таком методе желательно использовать хорошо обработанные сухие доски, чтобы на этапе стройки между ними не заложить плесень и грибок.

При выборе в качестве обвязки бруса (см. картинки ниже), необходимо сделать правильный запил. Правило гласит: максимально нагруженный брус запиливается сверху, а менее нагруженный запиливается снизу (рис. 5 – тёмный брус нагруженный, светлый менее нагруженный). При использовании обвязки в два бруса, запилы повторяются с точностью до наоборот и стыки по длине сдвигаются на соседнюю сваю. Также последнее время при появлении хорошего крепежа очень часто стали использовать запилы в 1/2 или 3/4 дерева не по высоте как всегда, а по толщине (рис. 4) или вариант запила под углом (рис. 6). В этих вариантах надо использовать шпильки и/или длинные и прочные саморезы. Метод опять же сложен ввиду необходимости высокой точности запилов, стыковки дерева как между собой, так и с оголовками свай.

Для прикручивания бруса к оголовкам обычно используют шпильки диаметром 8-12мм или сантехнические болты диаметром 10-12мм и длинной 100-150мм. Неудобство работы со шпильками в том, что приходится сверлить отверстия в брусе под них, сверлом длинной 20см, снизу, через оголовок. А если сложить сверло 20см+30см дрель и всего 30-40см просвет между оголовком сваи и землёй, то это становится большой проблемой. Под болты же достаточно сверла диаметром 6мм и длиной 10см, со сверлением под небольшим углом.

Этапы монтажа свайного фундамента с ростверком

Оборудование свайно-ростверкового фундамента делится на подготовительный этап и непосредственно сам монтаж. На каждом из этапов приходится выполнить по несколько видов работ:

Предварительные работы

Для возведения фундамента прежде всего необходим проект, который создается на основе расчетов нагрузок, предполагаемой глубины погружения свай, из каких материалов планируется фундамент.

Проект от профессионала – гарантия безопасности, долгого срока службы, а также экономии материалов и финансовИсточник nl.decorexpro.com

Затем подготавливается участок: удаляется мусор, верхний почвенный слой и корни растений.
Проводится разметка территории: отмечают расположение опор, ростверка, несущих конструкций перегородок.

Работа «профессионала» видна сразуИсточник blog-potolok.ru

Выкапывается траншея под ростверк. Ее стенки и днище проверяются на ровность нивелиром. После этого укладывается песчаная подушка и утрамбовывается.
Бурятся скважины для опор, на дно которых тоже укладывается подушка из песка. В яму укладывается гидроизоляция: можно использовать специальную пленку, несколько слоев рубероида, пластиковые трубы.

Технология установки свайно-ростверкового фундамента

Для ростверка используют ж/б балки или заливают монолитную ленту. Для нее подготавливают деревянную прямоугольную опалубку, которую закрепляют подпорками и перемычками. На этом этапе также стоит позаботиться о канализации и трубопроводе.

Фото свайно ростверкового фундамента – после того как бетон высохнет опалубку убираютИсточник bestroof.ru

Для повышения прочности конструкции в скважину помещают армированный каркас – по 4 стержня из металла, обвязанные проволокой. Затем заливается бетон. Ленту тоже армируют.
Далее производится заливка бетона сначала в скважины, потом в опалубку. Схватывание бетона займет не менее 10 дней, по прошествии которых опалубка демонтируется.

Как рассчитывается потребность в материалах для фундамента

Точный расчет в силе выполнить только специалист – инженер-строитель, который будет опираться на требования СНиП и целый ряд показателей таких, как прочность опор, ростверка, несущая способность фундамента, сила сопротивления грунта, степень усадки опоры под воздействием вертикальной нагрузки и др. Специалист определит глубину погружения опор, их диаметр, количество, тип ростверка и разработает схему.

Для человека без профильного образования расчеты свайно ростверкового фундамента выглядят примерно такИсточник ask.fm

При расчете количества опор исходят прежде всего из нагрузки на фундамент, которая складывается из нескольких показателей. Здесь необходимо знать массу несущих стен, перегородок, крыши, плит перекрытий, т. е. всю массу постройки над фундаментом. Учитывается также и полезная нагрузка, которую производят жильцы, предметы быта и все остальные вещи. В расчетах для частных домов используют показатель, равный 150 кг/м².

Последний параметр для определения общей нагрузки – это вес снежной массы, которая может скопиться на крыше зимой. В основном используется величина 180 кг/м², но для ряда регионов страны она несколько отличается. Полученную сумму нагрузок умножают на коэффициент запаса, который составляет 1,1 (иногда используют 1,2). Далее можно рассчитать нагрузку на одну сваю.

Нелишним будет добавить, что к распространенным в сети онлайн-калькуляторам по расчету материалов следует относиться весьма осторожно. В них может не учитываться целый ряд важных параметров

Чем обусловлено применение свайного фундамента, как устроена свая

Расчет свайно-винтового фундамента, опеределение нагрузки на сваю

Необходимость возведения фундамента по данной технологии часто вызвана характерными признаками грунта (суглинок, плывуны, макропористая почва, песчаная, глинистая и т. Д.). Метод использования свай придает дому бóльшую надежность и делает структуру свайного фундамента прочной и устойчивой на местности с нестабильным грунтом. Иногда дом на сваях делают потому, что техника не может пройти в данной местности: нет дороги.

Обычно на свайном фундаменте возводят легкие и прочные дома: из бруса, каркасные, блочные, из сборных панелей. Способы размещения свай обусловлены задачами строительства. Для частных домов используют, в основном, способ свайного поля. Здание малой площади расположено на свайном фундаменте, который испытывает значительные вертикальные нагрузки. Их связывают, для повышения прочности по периметру или объединяют ростверком (бетонное покрытие с армированием). Используются они по принципу действия сваи-стойки, когда давление от веса здания должно переходить на грунт.

Свайно-каркасный фундамент подходит для домов легкой конструкции, например, каркасного

Основным правилом при учете надежности должен являться правильный расчет несущей способности сваи, изготовленной самостоятельно, а также характеристики грунта. Другими словами, какую нагрузку способна выдерживать отдельная свая, чтобы впоследствии не было риска осадки. Рассчитывая способность сваи выдерживать нагрузки, исходят из того, каким окажется вес построенного дома.

Определить эти параметры можно также по Таблице 7 (Ссылка на скачивание .doc файла СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты») так как приводить полностью расчеты в статье не представляется возможным.

Максимальная нагрузка

Средняя нагрузка на трубу диаметром 56 мм, не должна превышать 5 тонн

Насколько глубоко свая должна входить в землю? Обычно ее заглубляют от 1, 5 до 3 метров.

Главное условие – она должна пройти слой грунта, промерзающий зимой. Свойство грунта удерживать влагу в порах особенно свойственно супесям и суглинкам. Зимой вода замерзает и занимает в почве бóльший объем. Эту особенность называют пучением грунта и строители хорошо знают, что нужно ограничивать усадку дома с помощью допустимых величин. Говоря иначе, давление дома на свое основание не должно быть выше расчётного сопротивления грунта, подверженного силам пучения.

Конечная часть сваи с винтом должна находится в прочном слое, не содержащем грунтовых вод и ниже слоя промерзания почвы.

Как рассчитать глубину, на которой должен остановиться нижний конец сваи? Можно обратиться к нормативным документам и воспользоваться таблицей 1. Чтобы определить, насколько должна быть забита свая именно в вашем случае, воспользуйтесь тем же документом – таблица 2. Скачайте весь документ СНиП о строительстве свайных фундаментов (Ссылка на скачивание .doc файла СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты»).

Таблица 1. Расчет заглубления винтовой сваи

Таблица 2. Расчет заглубления винтовой сваи для разного рода грунтов

По показаниям, приведенным в таблицах, свая из трубы диаметром в 56 мм. способна выдержать нагрузку до трех тонн. Необходимо знать, что для данной трубы средняя нагрузка не должна превышать пяти тонн. Уверения продавцов о нагрузке в 20 тонн ничем не обоснованы.

Коррозийные показатели свай винтового фундамента

Сваи обязательно надо обрабатывать антикоррозийными средствами

В работах на тему свайных фундаментов (Н. С. Метелюк, Г.Ф. Шишко, А. Б. Соловьева, В. В. Грузинцев. Сваи и свайные фундаменты. Справочное пособие.- Киев.: Будивельнiк, 1977) приводятся данные о коррозии, которым подвергается свая в грунте. Этот показатель определен двумя или пятью десятыми миллиметра в год. Британский стандарт BS 8004 “Фундаменты” (пункт 10.3.5) указывает, что в не разрушенных грунтах этот показатель составит один-два миллиметра за 90-100 лет. Рассчитывайте, насколько грунт агрессивен, учитывайте качество стали и покрытие, применяемое против коррозии.

Основные параметры при расчете:

условия грунта
режим залегания грунтовых вод
особенности свай, их изготовления
присутствие шлама (пылевые и мелкие составляющие) в твердой почве конечной точки

Расчет количества винтовых свай с помощью калькулятора

Калькулятор свай

Укажите длину сторон вашего строения.
Укажите тип строения – беседка, баня, дом, гараж, бытовое сооружение и т.д.
Укажите при необходимости кол-во этажей. Примечание:дом с мансардой будет считаться 1,5-этажным строением.
Выберите строительный материал вашего сооружения.
Укажите тип грунта на участке.
Укажите количество углов планируемого дома.
Укажите высоту цокольного этажа из предложенных вариантов.
Отметьте, собираете ли вы устанавливать камин/печку.
Нажмите на кнопку «Рассчитать».

Конечно, данный расчет является предварительным, он послужит ориентиром при планировании бюджета и дальнейшего заказа.

«Светлые» и «темные» стороны винтовых свай и фундаментов на их основе

Как и любая технология, технология изготовления свайных винтовых фундаментов имеет как достоинства, так и недостатки.

Достоинства винтовых свай

У всех свайных фундаментов есть одно неоспоримое преимущество перед плитными и ленточными – «хорошее» поведение в сложных просадочных грунтах: песчаники, глины, болота. Если свайное поле верно рассчитано и смонтировано, то ни просадки, ни эрозия ему не страшны.
Не вызывают сомнения и экономические выгоды. Как показывает практика, такой тип фундамента будет дешевле ленточного в три раза, а плитного – в пять. Такие цифры – весомый аргумент при выборе.
При сравнении скорости монтажа, неоспоримое преимущество у винтовых свайных фундаментов. Даже при ручном производстве работ скорость монтажа винтовых свай в четыре-пять раз выше, чем при возведении ленточных и плитных фундаментов.
Результатом вышеизложенного является ускорение общего хода работ, так как монтаж ограждающих конструкций можно начинать сразу после монтажа свай. А не делать технологический перерыв на время высыхания бетона. Монтаж свайно-винтового фундамента, возможен в любое время года.
Для производства работ по монтажу винтовых свай нет ограничений ни по сезону, ни по климатической зоне. На бетонные работы зимой накладываются определенные температурные ограничения, вызванные спецификой технологии заливки бетона.
Несомненным преимуществом использования винтовых свай является возможность выполнять операцию по заглублению свай не только механизированным способом, но и вручную

Это особенно важно при дачном строительстве, так как, иногда работы приходиться проводить вдали от хороших дорог, а то и в условиях из полного отсутствия. А бетонные работы – дело утомительное и не каждому «по плечу».
Возведение бетонного фундамента на склоне выльется владельцу дома «в копеечку»

Применение фундамента из винтовых свай позволяет достигнуть эффекта сопряжения поверхностей только лишь путем изменения глубины погружения свай в процессе ввинчивания.
При хорошо продуманной и тщательно исполненной антикоррозионной защите, реальный срок эксплуатации винтового свайного фундамента колеблется от 40 до 70 лет, что вполне достаточно для зданий и сооружений на дачном участке.

Наконечник винтовой сваи

Недостатки

Так как сваи изготавливаются из стали, то они несут в себе один из главных недостатков, присущих стальным изделиям – подверженность коррозии. Основным решением для защиты надземной части свай является применение антикоррозионного покрытия. Подземная часть – наиболее уязвима для коррозии. Существуют способы борьбы с коррозией подземной части:
• нанесение антикоррозионных покрытий;
• использование толстостенных труб и лопастей;
• бетонирование или цементирование внутреннего пространства трубы сваи;
• применение легированных сталей.
Однако, несмотря на все старания, срок службы таких свай ограничен 40–70 годами, как было указано выше.
В отличие от монолитных фундаментов неглубокого заложения, свайные фундаменты требуют достаточно хорошего изучения геологических условий площадки строительства. Они очень «не любят» скальные осадочные породы, каменистые грунты. При ручном способе ввинчивания свай в такие грунты происходит отклонение сваи от вертикального положения, возможны повреждения как труб свай, так и лопастей.
В связи с относительно низкой несущей способностью свай, расчет фундамента представляет определенные сложности.

Виды винтовых свай

Рационально использовать свайно-винтовые фундаменты для малоэтажного строительства, при реконструкции зданий, когда необходимо исключить вибрационное воздействие, для легких построек и сооружений, а также при работе в ослабленных, обводненных и просадочных грунтах.

Широколопастные сваи

Классификация завинчиваемых свайных столбов представлена следующими разновидностями:

Широколопастные – конструктивно представляют собой соединение ствола со шнековым лопастным наконечником. Дополнительно делятся на:
Однолопастные – рекомендуется использовать для легких построек или под ненесущие стены;
Многолопастные – с двумя или более лопастями, равномерно расположенными по телу ствола. Также существует вариация со шнеком постоянного сечения, расположенным по всей длине сваи.
Узколопастные – ствол с отлитым многовитковым наконечником, соединенные с помощью сварочного шва. Наконечники бывают двух видов:
Конусовидный наконечник – с двумя и более витками;
Цилиндрический наконечник – обрез сваи в виде прямой фаски или в виде зубчатого фрезера.

Существует подвид винтовых свай, принципиально отличающийся от классических – это ступенчатые конусовидные сваи, диаметр которых скачкообразно уменьшается по мере приближения к наконечнику. Они также оборудованы шнеком, но из-за наличия порогов в местах изменения диаметра, обладают повышенной несущей способностью. Часто их изготавливают из высокопрочного металла и оцинковывают горячим способом, что обеспечивает усиленную защиту от коррозии.

Расчет несущей способности

Нормативные документы, а именно СНиП 1.04.05-93, предлагают два метода расчета предела прочности свай. В индивидуальном жилищном строительстве обычно используются винтовые свайные столбы диаметром до одного метра и длиной до 10 метров. Их несущая способность рассчитывается в следующей последовательности:

Расчет ведется по формуле:

Свайное поле

где kc – множитель условий работы, который зависит от разновидности нагрузки, действующей на сваю, типа грунта и определяется по Таблице № 8 вышеуказанного СНиП;

t1, t2 – коэффициенты, которые принимаются по Таблице № 9 и зависят от показателя внутреннего трения грунта под рабочей зоной сваи;

y1 – Удельное значение глинистых или характеристика линейности песчаных грунтов;

k1 – среднее значение удельного веса грунтов, расположенных в слоях выше лопасти сваи;

h1 – глубина заложения свайной колонны, отсчитываемая от верхней отметки начала бурения;

B – площадь лопасти, величина, зависящая от типа нагрузки – при работе на сжатие (работа в фундаменте), считается по внешнему диаметру лопасти, при выдергивающем воздействии (например, работа в качестве ригеля на склоне) считается за вычетом площади ствола;

ji – усредненное значение сопротивления грунта, принимаемое по Таблице № 2;

p – периметр стволовой части;

hs – длина сваи, без учета непогруженной в грунт части;

ds – диаметр лопасти шнека.

Результаты геологических исследований, которые покажут состав грунтов, позволят выбрать соответствующие значения коэффициентов из таблиц СНиПа;
По схеме, указанной в СНиП 22.31.14-95 рассчитывается масса здания с учетом временных нагрузок, затем определяется нагрузка на 1 м периметра, что позволяет посчитать нагрузку на одну сваю при определенном шаге свай.

Минимальная глубина погружения винтовых свай должна начинаться от двух метров. Дальнейшие расчеты связаны с проектированием свайного поля и особенностями размещения и компоновки свайных колонн в периметре здания.

Проектирование свайного поля

Свайное поле

Особенности расположения свай связаны с тем, что в отличие от ленточных фундаментов, свайные опираются на боковые стенки скважины. Поэтому, минимальное расстояние между сваями должно равняться не менее двум-трем диаметрам сваи.

В случае с завинчиваемыми свайными стержнями, диаметр принимается по самой широкой части – шнеку. Если нагрузка предполагает устройство минимального шага свай менее рекомендуемого, следует увеличить несущую способность сваи путем увеличения длины стойки или диаметра поперечного сечения.

Поскольку обычно ростверк на свайно-винтовых фундаментах располагается над землей, максимальный шаг колонн не должен превышать двух метров. Это предотвратит прогиб балок в местах приложения наивысшей нагрузки – обычно, в центре участка. Располагать сваи можно в произвольном порядке с учетом этих двух предельных значений. Следует обязательно устанавливать сваи в угловых точках периметра. Расчет свай ведется под несущие стены –для ненесущих стен и перегородок можно увеличивать шаг колонн или брать сваи меньшей прочности.

Винтовые сваи: особенности конструкции

Конструктивно винтовые сваи под фундамент представляют собой толстостенные стальные трубы, которые в основании оборудованы винтом-резьбой для ввинчивания в грунт. При вкручивании в почву спиральные лопасти уплотняют ее и способствуют прочной фиксации опорной сваи в ней. Внутреннюю полость труб после установки опытные строители рекомендуют заполнять бетоном.

Размеры и нагрузка

Стандартные размеры свай под винтовой фундамент:

диаметр – 100-300 мм;
длина – до 2500 мм.

Рисунок 3. Конструкция свайно-винтового фундамента

В зависимости от диаметра одна свая может воспринимать нагрузку порядка 4-8 т. Обязательное условие при монтаже этого типа основания – ввинчивание свай ниже глубины промерзания грунта, поэтому оптимальная длина изделий подбирается с учетом этого уровня на местности, где предполагается строительство здания.

Наращивание свай

Конструкцией свай предусмотрена возможность их наращивания, поскольку не всегда стандартной длины достаточно для обеспечения необходимого уровня. Особенно актуально это при строительстве домов на склонах, где перепады высоты могут значительно превышать 2,5 м.

Наращивание выполняется путем сварки – 2 сваи стыкуются между собой с предварительным насаживанием отрезка трубы немного большего диаметра, которая впоследствии приваривается к нижней и верхней опоре.

Фото 4. Наращенные винтовые сваи

Верхняя часть сваи после заливки бетоном, как правило, перекрывается стальным оголовком или «пяткой» в простонародье, которая тоже приваривается к металлической трубе.

Фото 5. Приваривание оголовка к винтовой свае

Срок эксплуатации винтовых свай

Гарантийный эксплуатационный ресурс свай под фундамент для дома, который предоставляет большинство подрядных организаций, обычно составляет 50 лет.

Фото 6. Свая, демонтированная с маяка, возрастом более 300 лет

Фактический срок службы может быть гораздо больше – все зависит от условий эксплуатации и характеристик используемого для их защиты антикоррозийного состава.

Назначение и основные виды свайных фундаментов

Чтобы построить дом можно применять различные типы основания, в том числе свайные

Чтобы построить дом можно применять различные типы основания, в том числе свайные. Посредством данной основы возводятся не только жилые, но и промышленные объекты, строения вспомогательного значения и многоэтажные здания на слабых грунтах. Технология позволяет ускорить процесс обустройства подвальных, цокольных помещений или исключить подобные строительные работы из сметы. Основными причинами для возведения основы на сваях служат такие показатели:

Слабость верхнего грунтового слоя. Подобные смеси могут состоять из торфа, перегнойных смесей, песка и глины. При этом насыщенность водой делает грунт плывучим, нестойким, а значит, придется построить свайный фундамент своими руками, чтобы перенести нагрузку сооружения на более глубокие грунтовые слои.
Излишняя плотность грунтов также мешает обустройству другого типа основания. А вот свайные конструкции позволяют минимизировать объемы земельных работ, а также уменьшить подготовительные работы: рытье котлованов, транспортировку грунта, покупку бетонной смеси и прочее.

Свайные фундаменты бывают нескольких типов: свайно-ростверковыми, винтовыми и ленточными. Плюсы и минусы имеются у каждого вида, стоит рассмотреть их подробнее.

Свайно-ростверковая основа

В случае выбора именно этого типа фундамента, необходима повышенная точность расчетов и соблюдение технологических особенностей строительства

Имеет свои положительные и отрицательные качества. Плюсами фундамента для дома являются:

применяется практически на любом типе грунта;
обладает повышенной устойчивостью;
хорошая несущая способность (удерживает стены с достаточным удельным весом);
экономность обустройства – нет необходимости покупать раствор, можно все изготовить своими руками;
связка посредством ростверка всей конструкции в монолит добавляет прочности в случае появления усадки грунтов;
нет необходимости дополнительно расчищать строительную площадку;
обладает естественной проветриваемой способностью плоскости здания, что снижает влажностные показатели (устранение конденсата);
обеспечивает безопасность в случае наводнения или если в местности наблюдаются повышенные сезонные паводки;
оперативность возведения.

Минусы фундамента:

нельзя обустраивать на скальных и каменистых грунтах;
при возникновении угрозы горизонтальных подвижек почвы возникают трудности установки;
высокая стоимость фундамента в сравнении с другими типами;
если нужен цокольный или подвальный этаж, лучше отказаться от свайного основания;
применение показано только для легких, средне-легких, средне-тяжелых строений;
необходимость предельно точных расчетов, что требует профессионального исследования, а это дорого.

Свайно-винтовой фундамент: достоинства и недостатки

Это одна из старейших технологий, поэтому ее плюсы и минусы изучены основательно

Это одна из старейших технологий, поэтому ее плюсы и минусы изучены основательно. Итак, достоинства:

дешевизна обустройства;
оперативность возведения;
нет необходимости выравнивать грунт, рыть траншеи и вообще проводить земляные работы в большом объеме;
не нарушается ландшафт и структура почвы;
нет вибрации при монтаже, а значит, дом можно установить рядом с архитектурным памятником, вековыми деревьями и прочими объектами, запрещенными к разрушению;
легко возводится на болотистых, прибрежных грунтах;
строится вне зависимости от погодных условий;
конструкцию можно использовать многократно;
монтаж требует минимальных физических, финансовых затрат.

Минусы:

элементы опор подвергаются коррозии;
недолгий срок эксплуатации;
отсутствие цокольного этажа.

Свайно-ленточный фундамент: преимущества и недостатки

Основание достаточно популярно, но обладает своими специфическими особенностями

Основание достаточно популярно, но обладает своими специфическими особенностями. Плюсы:

доступен для обустройства на строительных площадках со сложным рельефом;
минимальное задействование технических и человеческих ресурсов позволяет говорить об экономичности;
такой фундамент может противостоять и держать слабые толчки и подвижки грунта;
сваи изготавливаются буквально из подручного материала;
скорость обустройства.

Минусы:

обязательность проведения тщательных геодезических исследований грунта;
необходимость точного расчета параметров каждого свайного элемента;
отсутствие цокольного/подвального этажа;
обязательные утеплительные работы первого этажа;
показано применение для зданий не более 3-х этажей.

Конструкция винтовых свай

Вопреки расхожему мнению, сваи винтовые стальные (СВС) создавались не для снижения бюджета строительства, а для гарантированной компенсации сил пучения на элементы фундамента, легкого достижения нижних опорных пластов. Существуют различные виды винтовых свай для малоэтажного строительства, однако их конструкция во многом схожа:

тело – бесшовная труба (4 – 4,5 мм стенка), обычно из стали Ст3, максимальным ресурсом обладают конструкции из сталей 30ХМА, толщиной стенки 6 – 10 мм;
лопасти – навариваются на тело или имеют вид самостоятельного наконечника (сварка, литье), привариваемого к телу сваи.

Подобная конструкция многофункциональна – лопасти преобразуют крутящий момент в продольное перемещение при погружении, компенсируют горизонтальные усилия, обеспечивая стабильность геометрии. Поэтому на СВС дома можно строить на вечномерзлых, слабых и пучнистых грунтах.

Разновидности винтовых свай

Рис. 1. Виды винтовых свай.

Перед тем, как выбрать винтовые сваи для фундамента дома, необходимо изучить требования нормативов СНиП от 1985 года за номером 2.02.03 (проектирование свайных полей), точнее последнюю редакцию от 2011 года – СП 24.13330 для расчета несущей способности основания.

Для различных сооружений существуют несколько типов СВС:

узколопастные – многовитковый аналог шурупа, литой наконечник соединяется с телом сваи сваркой, для вечной мерзлоты используются варианты с зубьями по периметру нижнего среза (Рис. 1, Вар. 4), для почв с большим содержанием камней, осколков и плотных пород применяются заостренные наконечники (Рис. 1, Вар. 3);
широколопастные – одна лопасть литого наконечника с 1– 1,5 заходом (Рис. 1, Вар. 1);
многолопастные – несколько лопастей по длине для улучшенного опирания, компенсации вертикальных подвижек (Рис. 1, Вар. 2).

Здания максимально разрешенной этажности (3 уровня с мансардой) в малоэтажном строительстве можно строить исключительно на многолопастных СВС. Для легких построек достаточно однолопастных модификаций с широким винтом либо узкой спиралью наконечника в зависимости от типа грунта. Для винтовых свай предусмотрена стандартная маркировка:

СВС – сварной наконечник;
ВСЛ – литой наконечник;
СВК – конусная модификация, может обозначаться СВС-К;
СВП – конструкция дополнена пикой, варрант обозначения СВС-П;
ВАУ – анкерное устройство винтового типа (сборная конструкция).

Литой наконечник винтовой сваи.

Для решения специфических задач производители выпускают сваи переменного диаметра, сложной конфигурации:

серия Z – винтовой анкер для легких конструкций;
серия Т – пластина оголовка с монтажными отверстиями;
серия U – П-образный оголовок;
серя F – круглый фланец;
серия R – квадратный фланец.

Стандартными диаметрами СВС, СВЛ являются 57 – 325 мм. Изделия специальных серий имеют размер 159 мм, максимум. В маркировке последовательно отражается тип сваи, диаметр ствола, толщина стенки, размеры лопасти, общая длина изделия. Существуют особенности маркировки отдельных производителей. Например, фирма Фундэкс добавляет Ф1, Ф2 после стандартного обозначения (две, одна лопасть, соответственно).

Схема винтовой сваи.

В середине 20-го столетия для нужд армии выпускались максимально прочные СВЛ со следующими характеристиками:

литой наконечник;
винт 14 мм, 6 мм (возле конуса, с края, соответственно);
бесшовная труба (Ст20);
горячее цинкование (140 – 200 микрон).

При заявленном 100 – 180 летнем ресурсе эти изделия эксплуатируются до сих пор, поэтому реальный эксплуатационный период пока не известен.

Область использования

Лестница на винтовых сваях.

В 70% случаев индивидуальные застройщики не подозревают, что СВС можно использовать, не только для опирания коттеджей и бань, но и для изготовления фундаментов следующих конструкций, значительно сокращая время строительства:

шумозащитные экраны, заборы;
беседки, теплицы, малые архитектурные формы;
усиление монолитных фундаментов (плита, лента);
оттяжки, анкеры, столбы ЛЭП;
временные сооружения с возможностью демонтажа (аттракционы, павильоны);
мосты, причалы, укрепление откосов;
рекламные конструкции.

В нормативах СНиП приведены детальные инструкции, как выбрать винтовые сваи для конкретных эксплуатационных условий. Для большей надежности рекомендуется красить изделия специальными антикоррозионными ЛКМ.

Принцип устройства фундамента на винтовых сваях