Фундамент на винтовых сваях

Высокая скорость сооружения фундамента на винтовых свах и его экономичность с каждым годом завоевывают все больше приверженцев этой технологии. В большинстве случаев такой фундамент действительно является оптимальным. Однако нужно знать и о тех проблемах, с которыми можно столкнуться при выборе винтовых свай.

Фундамент на винтовых сваях подходит практически для любых типов строений, возводимых на любых грунтах. Эффективность и экономичность винтового фундамента тем сильнее ощущается, чем сложнее грунтовые условия. Иногда винтовым сваям нет альтернативы, например, когда дом строится на ценном ландшафте, который не желательно нарушать.

Свайная технология

Винтовые сваи впервые были применены в 1838 году и являлись тогда не более чем нетрадиционным инженерным решением. Широкое применение в строительстве они получили почти век спустя, причем сначала в военном строительстве. В России спрос на винтовые сваи стал отмечаться после кризисного 2008-го года. Необходимость искать экономические решения позволила всесторонне испытать винтовые фундаменты и убедиться в их надежности. Сегодня уже никто не считает их хуже бетонных.

Принцип винтового фундамента понятен даже дилетанту. И такая ясность сделала свое дело – многие застройщики решили опробовать эту технологию, не изучая теоретическую часть. Однако не у многих такое рвение закончилось успехом. Процесс сооружения винтового фундамента на поверку оказался не таким уж и простым. В результате незадачливые строители, которые ищут простоты, не только разочаровываются, но и дискредитируют изначально успешную технологию.

«Подводные камни» устройства винтового фундамента.

Чтобы правильно спроектировать фундамент на винтовых сваях, необходимо располагать не только всеми данными о надстройке, но и провести георазведку участка. Несмотря на то, что винтовые сваи применяются практически на любых типах грунта, кроме скалистого, для их правильной установки требуется знать состояние конкретного грунта.

Винтовая свая представляет собой металлическую трубу с буравчатыми лопастями на конце, погружаемая в грунт путем завинчивания с вдавливанием. Ствол винтовой сваи может иметь диаметр от 57 до 130 мм при толщине стенок 3-8 мм. Диаметр лопастей бывает 150, 250, 300, 350, 500 мм и более. На обратном конце ствола сваи имеется хвостовик, соединяемый с закручивающим устройством.

Лопасти винтовых свай с одной стороны способствуют погружению сваи, прорезая грунт по спирали. В то же время, попадая в плотные слои грунта, лопасти оказывают большое сопротивление вращению. Если слой плотного грунта достаточно толстый, то он сможет держать нагрузку, передаваемую винтовой сваей. Лопасти в этом случае служат опорной площадкой, увеличивая площадь опоры. Очевидно, что глубину залегания плотного грунта необходимо знать заранее, чтобы правильно вычислить необходимую длину свай.

Если не произвести геологическую разведку грунтов, то можно столкнуться с ситуацией самопроизвольной просадки свай. Упор сваи в плотный грунт еще не означает, что его слой имеет под собой прочную основу. Прослойка плотного грунта может оказаться тонкой, и тогда свая при оказании на нее нагрузки проваливается.

Чтобы винтовые сваи обеспечивали стабильное основание необходимо убедиться, что их лопостная часть опирается на грунт с достаточной несущей способностью. Существует несколько способов решения этой проблемы.

Стандартная георазведка – наиболее информативный способ исследования грунтовых условий. Однако это и самый дорогостоящий способ, поскольку требует бурения в нескольких местах с целью забора грунта и исследования его в лабораторных условиях. Стоимость георазведки начинается от 30 тыс. рублей.

В целях экономии при частном строительстве ищут иные способы получения картины состояния грунтов. Один из таких способов – пробное завинчивание сваи. Для этого берется свая с диаметром ствола 89 мм и лопастью диаметром 250-300 мм. Свая завинчивается вручную до упора. Механическое завинчивание в данном случае практически не применяется, поскольку при этом теряется экономическая выгода метода. В случае нехватки длины ствола, к нему наращивают дополнительный ствол. Для получения более точных данных пробное ввинчивание производится в нескольких местах. Данный способ применим в местности с уже известной грунтовой обстановкой, поскольку сам он не дает полной информации о толщине несущего слоя.

Для разведки пробным завинчиванием существуют специальные комплекты винтовых свай, которые дают более точную картину расположения несущих грунтов. Такие комплекты состоят из двух свай диаметром 89 и 57 мм. Сначала ввинчивается более толстая свая, после упора в грунт она выворачивается, а на ее место устанавливается свая потоньше. Контроль усилия производится специальным прибором, входящим в комплект. Двухступенчатые пробы позволяют более точно судить о толщине несущего грунта. По цене данный и предыдущий способ практически одинаковы, но второй – более информативный.

Производство винтовых свай

В заводских условиях винтовые сваи изготавливаются двумя способами. Один из них условно можно назвать сварочным. На конце трубы формируется острый наконечник и приваривается спиралевидная лопасть. Второй способ предполагает приваривание к трубе готового литого наконечника. По прочности литые наконечники сваи превосходят сварные, однако обходятся на 20% дороже.

Сваи, полученные сварным способом, используются преимущество в малоэтажном строительстве. Однако надо быть внимательным при покупке таких свай. Сегодня наш рынок наполнен изделиями кустарного производства, геометрия, материалы и сварные швы которых оставляют желать лучшего. Основная нагрузка приходится на лопасти, поэтому от того, насколько качественно они приварены, зависит инженерный смысл сваи.

У металлических винтовых свай есть один существенный недостаток – подверженность коррозии. Самодельные сваи обычно покрываются грунтовкой; некоторые умельцы усиливают антикоррозийную защиту битумной мастикой. Однако в процессе завинчивания такие покрытия в самых критических местах практически до металла шлифуются абразивом грунта. Изготовленные промышленным образом сваи, покрываются композитными защитными слоями на основе эпоксидных смол, оцинковываются, красятся порошковыми красками. Разумеется, надежная антикоррозийная защита делает сваи дороже, зато она существенно продлевает срок их эксплуатации.

Выбор винтовых свай

Длина, толщина, диаметр лопасти – все это рассчитывается на стадии проекта винтового свайного фундамента. Параметры свай могут быть самыми разными и зависят от грунтовых условий и предполагаемых несущих нагрузок. Универсальных советов в выборе свай по параметрам не существует. Для ориентирования в многообразии размеров и параметров свай приводим таблицу по монтажу свай СП 50-102-2003.

* легкая конструкция

** кирпич, строительные блоки

Монтаж винтовых свай

Устанавливать винтовые сваи можно вручную или механизированным способом. Ручной способ установки дешевле, а также позволяет выполнить фундамент при невозможности въезда техники на объект. Если диаметр лопасти превышает 250 мм, то прежде бурится приямок глубиной 40 см. Вручную удобно работать втроем, особенно, если сваи длинные. Один рабочий контролирует вертикальность ствола, а двое других – ходят по кругу и вращают сваю при помощи длинных рычагов, продетых через отверстие хвостовика. Длинные рычаги позволяют установить сваю без особых усилий. Спешить при ввинчивании не нужно, особенно на начальном этапе. При малейшем отклонении от вертикали ствол сваи нужно корректировать, пока он поддается выравниванию. Если свая пошла криво, то нужно вывернуть ее, и вернуть в вертикальное положение.

Машинная установка винтовых свай производится специальным оборудованием с выдвижной стрелой. Работа машины естественно ускоряет создание свайного поля. За час установка может завинтить 10 свай длиной 2,5 м. Вручную за это же время можно завинтить не больше 3 свай. Но вертикальность контролировать легче именно при ручном способе завинчивания.

Надо сказать, что идеальной вертикали при установке винтовых свай добиться практически невозможно. Но максимально допустимым отклонением от вертикальной оси считается 2%.

После установки всех свай производится их подрезка. Верхушки стволов в итоге должны стать в одну горизонтальную плоскость.

Закрутить сваи точно под уровень невозможно, поскольку несущий пласт грунта не является идеально ровным. Если бригада обещает вкрутить сваи под один уровень, то она некомпетентна и надо отказаться от ее услуг. При правильной установке свай хвостовики никак не могут оказаться на одном уровне. Обрезка хвостовиков нужна еще и потому, что отверстия в них ослабляют конструкцию.

Обрезка хвостовиков винтовых свай производится под жидкостной уровень. Чаще всего это прозрачный шланг с водой. После подрезки сваи, ее доверху наполняют пескобетоном марки М300 жидкой консистенции. Бетонирование сваи производится при одновременном уплотнении при помощи длинного прута.