Фундамент на винтовых сваях

В частном строительстве фундамент на винтовых сваях – это практичное и сравнительно недорогое решение в сравнении с обустройством классической монолитной ленты, к тому же монтируемое в короткие сроки. Он подходит для относительно нетяжёлых каркасных и брусовых домов. Правда, не на всех грунтах есть возможность монтажа винтовой сваи, в каждом случае необходим индивидуальный подбор параметров винтов.  

Особенности и выбор сваи

Винтовая свая представляет собой металлическую полую трубу с резьбовым наконечником. Изделия отличаются по длине, диаметру:

• D от 57 до 159 мм.
• L от 1,6 до 12 метров.

Ввинчивание осуществляется вручную или посредством спецтехники, после чего внутреннее пространство часто заполняется бетонным раствором, берущим на себя основную нагрузку от конструкций. В последнюю очередь к выступающему основанию сваи приваривается оголовок, к нему в последствии крепится обвязочный брус или ростверк.

При введении в грунт наконечник не только прорезает дорогу столбу по закону физики, но и уплотняет естественное основание. В последствии винт служит элементом опоры для всей конструкции.

Какие сваи для фундамента выбрать, должен определить расчёт. Частные застройщики, пренебрегающие этим этапом проектирования, опираются на общую условную тенденцию:

• Диаметр до 76 мм – это сваи под заборы из металла и дерева, под беседки и хозяйственные пристройки типа лёгких сараев и кладовок;
• Диаметр до 89 мм – сваи для более основательных хоз. построек по каркасной технологии, гаражей, бытовок;
• До 108 мм – решение для каркасного дома, коттеджа из бруса;
• Свыше 108 мм – сваи для тяжёлых бревенчатых и каменных построек и промышленных зданий.

Длина изделий определяется характеристиками грунта и без исследований местности не может быть принята. В местах проектного расположения опор определяется характер грунта и расположение плотных слоёв. Тем не менее лопасти должны вводиться ниже уровня промерзания почвы в регионе.

Как выбрать качественные винтовые сваи:

• Толщина приваренной лопасти не может быть менее 5 мм, причём она должна быть тем толще, чем плотнее грунт. Этот же параметр у стенки трубы не может быть ниже 4 мм.
• При выборе столбов внимание необходимо уделять качеству сварных швов, от которых зависит несущая способность будущей конструкции и вообще возможность введения в природное или насыпное основание. Существуют бесшовные литые наконечники, которые формуются вместе с трубой. Такие сваи гораздо надёжнее, выносливее, но и дороже.
• Целым должен быть слой покрытия. Обычно это несколько слоёв защитной эмали по металлу, стойкой к стиранию, высокой влажности, обладающей антикоррозийными свойствами.

Совместимость с грунтами

Главная особенность свайного винтового фундамента заключается в его способности работать на таких сложных грунтах:

• Болотистая и глинистая местность;
• Грунт с высокими грунтовыми водами;
• Сильно пучинистые грунты, в том числе насыщенные влагой;
• Торфяники.

Кроме «сложных» оснований сваи с винтовым наконечником можно использовать в более прочных грунтах кроме скалистых.

Во всех случаях принимаемая длина трубы будет разной, как и диаметр, ведь несущая способность всех грунтов отличается.

Преимущества винтового фундамента

По сравнению с другими конструкциями свайный винтовой выгодно отличается по нескольким параметрам:

• Быстрый монтаж за несколько дней даже без использования спецтехники;
• Нет потребности в глобальном выравнивании участка и проведении подготовительных земляных работ;
• Винтовую сваи можно демонтировать в целом состоянии и установить в другом месте, если состояние столба удовлетворительное;
• Подходит для монтажа при любых погодных условиях;
• Фундамент обладает достаточной несущей способностью при правильном расчёте и выборе свай;
• Сравнительно небольшая себестоимость и недорогой монтаж.

Недостатки

У любой конструкции есть недостатки, о которых нужно знать, чтобы исключить или минимизировать неприятные последствия. У винтовых свай это:

• Невозможность установки на твёрдом скалистом грунте;
• Сложность монтажа фундамента для пристроек у существующего дома из-за необходимости использования рычагов. Минимальное расстояние до существующей конструкции – 0,5 метров;
• В домах на винтовых сваях в большинстве случаев отсутствует подвал. Чтобы его обустроить, придётся выбрать сваи с запасом высоты 1-1,5 метра, а это дополнительные затраты, плюс понадобится создание стен, а это тоже расходы.
• Сложность отслеживания состояния столба: краска при монтаже может сдираться о камни и твёрдые слои в грунте, оголяются отдельные участки трубы, в них начинаются коррозийные процессы, постепенно ведущие к снижению несущей способности (благо, снижение происходит не за год и даже не за 10 лет, но зависит от изначального качества столба).

Основы проектирования

Фундамент представляет собой систему свай, расставленных на определённом расстоянии друг от друга по внешнему периметру и под внутренними стенами. Определение шага осуществляется на основе:

• Несущей способности грунта под свайной лопастью. Чтобы её узнать, в предполагаемых местах ввинчивают пробные сваи и оценивают результат. Процедура выполняется специалистами.
• Сбора нагрузки от выше расположенных этажей и конструкций.

На глаз определить точное расстояние нельзя, в среднем шаг составляет 1,2…1,5 метра.

Для определения несущей способности отдельных свай по грунту специалисты используют такую таблицу, составленную на основе СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты»:

Принципы монтажа

Монтаж свайного фундамента, как уже упоминалось, осуществляется вручную или с использование техники. Допускается для удобства перед ввинчиванием делать приямок в грунте глубиной до 30 см, но не более.

• Ручной способ хорош, когда с грунтом нет никаких сложностей, а общее количество свай небольшое. В трубе высверливается отверстие, в него вставляется металлический рычаг (труба), двое человек в двух сторон одновременно двигаются по кругу в направлении винтовой плоскости. Недостаток способа – невозможность контроля усилия и строгой вертикальности столба.
  

  

• Механический способ позволяет провести монтаж быстро, строго в проектном положении, но требует вызова спецтехники и дополнительных затрат.
  

  

Введение проводится до отказа, то есть до упора оконечника в твёрдый слой. Определить его можно деформацией монтажной проушины трубы.

Максимальное отклонение от вертикали для одной сваи не может превышать 2⁰.

У вкрученных свай срезается верхушка с выравниванием проектной плоскости нивелиром.

Нечасто, но всё же встречающаяся ошибка – подведение горизонта выкручиванием сваи, что категорически запрещено – во-первых, грунт разрыхляется и теряется его несущая способность, во-вторых, нарушается вертикаль.

Далее в трубу заливается бетон. Важно не допустить попадания воды, например, от дождя, внутрь сваи до заполнения строительным раствором. Она способна разорвать трубу при застывании или ослабить бетонный раствор.

Не рекомендуется делать заливку бетона до верха – пусть в верхней части трубы останется 15-20 см пространства, которое рекомендуется заполнить обычной сухой цементно-песчаной смесью: она впитает влагу из бетона для предотвращения коррозии внутренних стенок сваи и затвердеет.  

В последнюю очередь фиксируются плоские оголовки – площадки, к которым крепятся деревянные балки под стены. Площадок-оголовков может не быть, если планируется монтаж монолитного или металлического пояса.

При высоком расположении пояса обвязки (1 метр и выше) рекомендуется между сваями прикрепить укосины – диагональные упоры для придания жёсткости фундаменту.

Ресурс фундамента

Продолжительность службы свай, кроме правильного выбора их несущей способности, зависит от защитного покрытия.

• Цинкование холодным методом слезает с металла уже на этапе погружения в грунт, такие сваи не рекомендуется устанавливать под дом, лучше оставить для забора или хозяйственной постройки.
• Цинкование горячее даёт сохраняется не менее 75 лет;
• Порошковое покрытие боится только гуляющими токами в грунте, оно сохраняется до 50 лет;
• Покрытие битумными полимерами защищает металл от намокания и коррозии в течение 50-70 лет.

По прошествии гарантийного срока следует провести оценку состояния свай посредством профессиональной экспертизы на предмет ослабления конструкции.