Винтовые сваи применение – Фундамент на винтовых сваях минусы и плюсы

Содержание

Винтовые сваи – плюсы и минусы, характеристики, устройство

Фундамент дома – один из самых сложных и дорогостоящих элементов его конструкции. Одновременно с этим процесс его создания очень длителен – в большинстве случаев это лимитирующая стадия строительства. К сожалению, не редки случаи, когда недобросовестные застройщики идут на сознательное нарушение технологий и норм, чтобы поскорее закончить фундамент и перейти к следующим этапам работы. Зачастую на это их толкают и сами заказчики, которым кажется, что на стройплощадке слишком долго ничего не происходит. Чрезмерная спешка на данной стадии приводит к тому, что в скором времени у жильцов нового дома возникают проблемы – фундамент проседает, и, как следствие этого, вся конструкция начинает медленно разрушаться.

Возможна ли здесь золотая середина? Можно ли быстро смонтировать прочный и надежный фундамент? Оказывается, возможно. На помощь в данном случае приходят винтовые сваи. Для создания фундамента на винтовых сваях требуется не один-два месяца, а всего лишь пара дней.

Почему же подобные сваи до сих пор не применяют повсеместно? Почему новые дома не растут столь же быстро, как грибы после дождя? Чтобы ответить на эти вопросы, нужно знать не только плюсы, но и минусы винтовых свай для фундамента, иметь представления о том, какие ограничения их применения существуют. Помните, что возведение фундамента – дело очень ответственное, и при выборе проектного решения полагаться стоит в первую очередь на собственные знания, а не на рекламные заверения производителей, обещания строителей или примеры соседей и знакомых.

История появления винтовых свай

История винтовых свай насчитывает без малого два столетия. Переворот в области свайного фундаментостроения удалось совершить талантливому ирландскому инженеру Александру Митчеллу. В 1833 году он запатентовал «винтовые сваи Митчелла», которые можно было устанавливать в подвижных грунтах, таких как песчаное дно водоема или илистая отмель.

Первым крупным сооружением, возведенным на подобных сваях, стал маяк Maplin Sand, построенный в устье Темзы уже в 1838 году. Его фундамент представлял собой девять свай с винтовыми наконечниками диаметром 120 см, закрученных в грунт на глубину около 7 метров. В последующие годы под руководством Митчелла было возведено еще несколько маяков по всей территории Англии. Некоторые из них сохранились в неизменном виде до сегодняшних дней.

В середине XIX века с применением свай Митчелла были построены более чем 150 маяков в Северной Америке, волнорез в Портленде, эстакада и мосты в Бомбее, железная дорога в Бароде, пирс в Мадрасе и множество других важных объектов.

В России о винтовых сваях узнали лишь во второй половине XIX века. Русские инженеры быстро оценили все преимущества этого изобретения, особенно при работе в условиях вечной мерзлоты северных районов страны или слабых, заводненных грунтов прибрежных территорий. Очень скоро винтовые сваи стали широко применяться при строительстве инженерных сооружение военного назначения (рамно-винтовая опора для скоростного возведения фундаментов разборных мостов используется нашими военными до сих пор), а позднее и в гражданском строительстве.

Стальные винтовые сваи активно используются по всему миру и сегодня. К их помощи прибегают там, где необходима большая скорость возведения фундамента: при установке различного вида опор, развертывании насосных и буровых станций, прокладке трубопроводов, строительстве временных городков для рабочих и т.д. Наибольшим спросом данная продукция пользуется у нефте- и газодобывающих компаний, у военных и промышленных строителей, у компаний, выполняющих восстановительные работы. Строительные организации, занимающиеся возведением жилых домов, в этом списке присутствуют, но далеко не на лидирующих позициях. Конечно же, фундаменты на винтовых сваях для зданий жилого назначения возводят, но в большинстве случаев речь идет о строительстве в труднодоступных районах либо районах со сложным грунтом, о ремонте проблемных фундаментов старых жилых домов, о закреплении построек на склонах.

Конструкция и характеристики винтовых свай

Что же собой представляют винтовые сваи, столь быстро завоевавшие популярность у строителей всего мира? Какие их разновидности существуют? На какие характеристики винтовых свай следует обращать внимание в первую очередь?

Винтовая свая состоит из ствола и расположенной на ее конце лопасти. Благодаря последней, данный тип свай заглубляется в грунт путем ввинчивания, а не забивания.


1. Труба. 2. Оголовок, который крепится к верхней части сваи. 3. Спиралеобразная лопасть. 4. Антикорозионное покрытие. 5. Технологическое отверстие для постановки стержня.

Существует несколько разновидностей стальных винтовых свай. Выбор в пользу того или иного вида осуществляется на основании анализа особенностей грунта на данном участке и предполагаемой нагрузки на фундамент. Зачастую даже на одном объекте используются разные виды свай, что позволяет равномерно распределить нагрузку.

Тип наконечника винтовой сваи

Наконечники винтовых свай, служащие для облегчения их погружения в грунт, могут быть сварными или литыми.


Винтовая свая со сварным наконечником.

Литые наконечники существенно дороже, и их применение оправдано лишь в случае работы с особенно плотными грунтами, в том числе вечномерзлыми, а также содержащими крупные включения природного или техногенного происхождения. Прочный литой наконечник при ввинчивании сваи легко разрушает препятствия на своем пути и не деформируется при этом.


Винтовая свая с литым наконечником.

Количество лопастей

По количеству лопастей винтовые сваи делятся на одно- и многолопастные (количество лопастей на одном стволе в некоторых случаях может достигать шести штук). Первые предназначены исключительно для плотных грунтов с малой подвижностью.


Однолопастная винтовая свая.

Вторые более универсальны, хотя главное их назначение – слабые грунты с малой несущей способностью, поскольку многолопастные сваи устойчивее к различным видам нагрузок – выдергивающим или, наоборот, вдавливающим, а также горизонтальным. Максимальной эффективности многолопастных винтовых свай можно добиться, правильно подобрав количество лопастей, оптимальное расстояние между ними, их шаг и угол наклона.


Двулопастная винтовая свая.

Размер лопастей

По размеру лопастей винтовые сваи делятся на широколопастные (диаметр лопастей как минимум в полтора раза превосходит диаметр ствола) и узколопастные. Широколопастные сваи благодаря увеличенной площади опирания очень эффективны в слабых грунтах.


Широколопастные винтовые сваи.

У узколопастных же своя специализация – особо плотный или сильно промерзший грунт («ввинтить» в такой грунт широколопастную сваю невозможно из-за сильно увеличивающегося риска сломать или деформировать лопасти). Диаметр лопастей винтовой сваи согласно международному стандарту ICC AC358 (Helical Foundation Acceptance Criteria) может варьироваться от 200 до 350 мм.


Узколопастные винтовые сваи.

Толщина металла винтовой сваи

Важнейшей конструкционной характеристикой винтовой сваи является толщина металла, из которого изготовлены стенки ее ствола. Расчет необходимой толщины делается на основании не только предполагаемой нагрузки на сваю, но и условий ее эксплуатации. Дело в том, что уменьшение толщины стенок сваи вследствие коррозионных процессов в конечном итоге приводит к сокращению срока ее службы. Согласно вышеупомянутому стандарту ICC AC358 минимальная толщина стенок ствола сваи должна составлять 8 мм в нейтральном грунте и 9.5 мм в грунте с повышенной химической активностью.

Отечественные инженеры, разумеется, тоже осознавали важность такого параметра, как толщина металла, используемого для изготовления винтовых свай. В справочнике «Сваи и свайные фундаменты», выпущенном в СССР в 1977 году, утверждалось, что ствол сваи должен быть изготовлен из бесшовной трубы, произведенной методом горячего проката, с толщиной стенок не менее 10-14 мм. Однако в современном российском строительном стандарте СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты» такой параметр, как толщина стенок ствола винтовой сваи, вообще не рассматривается и не нормируется.

Строить предположения о том, почему так произошло, мы здесь не будем, важно следствие. Очень многие отечественные производители пользуются отсутствием жестких требований к конструкции стальных свай в российских стандартах и осознанно игнорируют стандарты международные. Стремление получить максимальные прибыли ведет к потере качества.

У большинства винтовых свай, производимых в нашей стране, толщина стенок не превышает 3-4 мм. При этом изготавливаются они из сварных труб, обладающих пониженной коррозионной стойкостью. Да и качество защитного антикоррозионного покрытия, как правило, желает лучшего: зачастую оно «обсыпается» уже при транспортировке свай.

Конечно же, в России умеют производить (и не только умеют, но и производят!) сваи, качество которых соответствует всем требованиям международного стандарта ICC AC358. Однако из-за своей высокой стоимости они в большинстве случаев не выдерживают конкуренцию с обычными железобетонными сваями, устанавливаемыми в заранее пробуренную скважину.

Следует принимать во внимание толщину металла не только ствола сваи, но и ее лопастей. При строительстве временных или легких объектов допустимо использовать сваи с лопастями тоньше 5 мм. При возведении крупных сооружений, рассчитанных на длительную эксплуатацию, международный стандарт рекомендует применять сваи, толщина лопастей которых составляет 9.5-12.5 мм.

Защитное антикоррозионное покрытие

Для снижения влияния коррозионных процессов на прочностные характеристики стальной сваи, устанавливаемой в агрессивном грунте, не только увеличивают толщину ее стенок, но и наносят дополнительное защитное покрытие. Наиболее часто используемыми способами антикоррозионной защиты стальных свай являются оцинковка и нанесение специального полимерного (полиуретанового, эпоксидного и т.д.) покрытия. Согласно ICC AC358 толщина защитного полимерного слоя должна быть не меньше 400 мкм.

Достоинства фундамента на винтовых сваях

Скорость монтажа

Высокая скорость монтажа – пожалуй, самое главное достоинство винтовых свай, ведь в строительном бизнесе время ценят как ничто другое. Винтовая свая готова к эксплуатации сразу же после установки. Даже бетонирование внутреннего просвета свайного ствола не приводит к вынужденному простою на стройплощадке: ждать набора бетоном марочной прочности нет никакой необходимости, поскольку нагрузка на сваю в первую очередь воспринимается ее стальной оболочкой.

Низкий уровень шума при обустройстве фундамента

Низкий уровень шума при монтаже является главным преимуществом винтовых свай перед забивными. Процесс забивания последних в грунт сопровождаются не только шумом, но и вибрациями. Вибрационные воздействия на грунт могут нанести вред различным сооружениям, находящимся в непосредственной близости от места проведения работ.

Невысокая цена

Низкая стоимость фундамента на винтовых сваях в сравнении со стоимостью всевозможных разновидностей железобетонных фундаментов достигается в первую очередь за счет существенного снижения объема земельных работ.

Способность противостоять различным выдергивающим нагрузкам

Эта способность обусловлена наличием у винтовых свай лопастей. Именно благодаря своим лопастям эти сваи могут устанавливаться на неровных площадках (а значит, прекрасно подходят для строений, расположенных на склонах) и под любым углом к вертикали.

Нет необходимости доставать большой объем грунта

Незначительный объем грунта, вымещаемого при установке винтовых свай, позволяет вести работы вплотную к уже существующим постройкам.

Могут применяться в различных условиях

Погодно-климатическая неприхотливость винтовых свай выражается в том, что они могут эксплуатироваться в достаточно широком диапазоне температур, не боятся подъема грунтовых вод и набухания грунта, а значит, и не требуют обязательного осушения участка, где ведется строительство.

Возможность повторного использования

Одной из областей применения винтовых свай является возведение временных сооружений. После того как такая постройка закончит выполнять свои функции и будет демонтирована, винтовые сваи могут быть извлечены из грунта и при необходимости использованы повторно.

Стоит заметить, что всеми этими достоинствами обладают лишь промышленно произведенные винтовые сваи, качество которых соответствует Международному строительному стандарту ICC AC358 Helical Foundation Acceptance Criteria.

Недостатки фундамента на винтовых сваях

Применение винтовых свай имеет целый ряд ограничений, о которых многие производители, к сожалению, стараются умалчивать. В условиях, когда компании, занимающиеся монтажом фундаментов, легко идут на нарушение технологических норм, вам, как заказчику, нужно иметь хотя бы общее представление о том, в каких случаях использовать винтовые сваи нежелательно или вовсе недопустимо.

Невозможность применения в районах с сейсмической активностью

Возведение строений на фундаментах из винтовых свай допускается только в районах с отсутствующей или, в пределе, с умеренной сейсмической активностью.

Невозможность использования в грунтах вызывающих быструю коррозию металла

Стальные винтовые сваи не следует использовать в грунтах с электрическим сопротивлением меньше 10 Ом*м, в грунтах с pH менее 5.5, а также в грунтах с высоким содержанием органических соединений. Причиной данных ограничений является высокая скорость электрохимической коррозии стали при данных условиях. Ответственный застройщик, которому небезразличен вопрос долговечности возводимого им сооружения, перед принятием решения об использовании стальных винтовых свай просто обязан определить все необходимые характеристики грунта на данной стройплощадке. При отсутствии возможности определить агрессивность грунта следует придерживаться требований, принятых для свай, устанавливаемых в грунтах с очень высокой коррозионной активностью.

Не допускается заглубление винтовых свай в каменистый грунт

К этой же категории грунтов можно отнести отвалы шлака и полигоны для строительного мусора. Любые твердые включения способны повредить лопасти или даже ствол винтовой сваи во время ее установки.

Рекомендуется избегать использования винтовых свай на грунтах, не обеспечивающих достаточной боковой поддержки

К таковым относятся, например, торф, рыхлые пылеватые пески и т.п. Если потребность установки подобных свай в текучем грунте все же существует, необходимо либо надежно связывать их между собой, либо существенно заглублять. В соответствии с требованиями стандарта ICC AC358 винтовая свая в плотных грунтах должна заглубляться как минимум на 1.5 м, в мягких же – как минимум на 3 м.

Приведем пример: установка винтовой сваи длиной 2,5 м на участке, где на глубине 2 м залегает торфяной пласт, недопустима, так как в данном случае свая будет лишена необходимой боковой поддержки грунта.

Факторы, влияющие на долговечность винтовых свай

Реклама уверяет, что фундамент на винтовых сваях способен прослужить не менее столетия. Так ли это на самом деле, или это всего лишь очередная уловка маркетологов? Практика показывает, что такое вполне возможно, ведь некоторые из маяков, возведенных еще при Митчелле, стоят до сих пор. Однако нас больше интересует судьба не какого-то маяка в далекой Европе, а маленького загородного домика где-нибудь в Подмосковье, на Урале или на берегу Енисея. Сколько простоит он, будучи возведенным на фундаменте из винтовых свай, произведенных не где-то и когда-то, а здесь и сейчас?

На основании экспериментальных данных были оценены сроки службы стальных винтовых свай в грунтах с различным электрическим сопротивлением. Согласно этим оценкам в грунте с низкой коррозионной активностью (например, сухие сланцы или сухой песок) сваи из не оцинкованного металла прослужат не менее 300 лет, а из металла с защитным покрытием – 800 лет и более. Впечатляет, не правда ли? Однако это грунт, идеальный с точки зрения способности (а точнее неспособности) вызывать коррозию металла.

Рассмотрим для сравнения другой предельный вариант. В грунтах с очень высокой коррозионной активностью (морской грунт, ил, влажная глина, торф) средний прогнозируемый срок службы стальной винтовой сваи составляет всего 30 лет (если свая изготовлена из оцинкованного металла, эта цифра увеличится до 70-75 лет).

Следует сделать одну важную оговорку. При проведении всех этих расчетов предполагалось, что свая произведена в соответствии с используемым на Западе стандартом ICC AC358, т.е. толщина стенок ее ствола составляет 8 мм. Но найти на российском рынке винтовые сваи из горячекатаных стальных труб с такой толщиной стенок практически невозможно. Сколько продержится в агрессивной среде «стандарт» отечественного производства, т.е. свая, изготовленная из сварной трубы с толщиной стенок 3-4 мм, – никому не известно, но явно существенно меньше 30 (75) лет.

Из всего вышесказанного следует, что обещаемые в рекламе 100 лет службы фундамента на винтовых сваях – это не более чем пустые слова. Сваи могут прослужить и существенно больше, и существенно меньше – все зависит от качества продукции и условий эксплуатации, о чем в рекламе не говорится ни слова.

В целом срок службы винтовых свай зависит от трех основных параметров:

  • толщина стали, использованной для изготовления ствола и лопастей сваи,
  • толщина и качество защитного антикоррозионного покрытия,
  • химическая активность грунта на данном участке.

Не зная этих характеристик свай и эксплуатационных условий, нельзя даже сделать предположения о том, как долго они прослужат.

Уменьшению срока службы винтовых свай способствует и широко распространенная у наших строителей практика обваривания винтовых свай связками из металлических швеллеров или уголков. Конечно, устройство подобных связок между сваями оправдано при монтаже фундамента в грунте со слабой боковой поддержкой. Однако соединение стальных свай перемычками из токопроводящего материала приводит к ускорению электрохимической коррозии металла.

Во избежание возникновения блуждающих токов, способствующих ускорению коррозионных процессов, стальные сваи не должны иметь гальванической связи друг с другом, а также с другими строительными элементами, изготовленными из стали. Для связи свай в единую систему следует применять деревянную обвязку либо металлическую обвязку, элементы которой соединены со сваями посредством хомутов, изолированных от свай диэлектрическим материалом.

Вот собственно и все, о чем мы хотели вам сегодня рассказать. Теперь вы знаете все плюсы и минусы винтовых свай и, надеемся, поняли главную мысль, которую мы пытались до вас донести. Винтовые сваи – это прекрасный выбор для создания фундамента, но использовать их можно не всегда и не везде. Определить допустимость применения винтовых свай в каждом конкретном случае под силу лишь профессионалу. Поверьте, затраты на привлечение специалиста несоизмеримо меньше стоимости устранения ошибок, допущенных в процессе проектирования и постройки фундамента.

Вам будет интересно

srbu.ru

Применение винтовых свай. Преимущества винтовых свай

Наряду с классическими видами фундаментов появился сравнительно новый вид фундамента –
фундамент на винтовых сваях.
При строительстве такого фундамента достигается значительная экономия материалов, энергоресурсов и трудозатрат.

Применение винтовых свай:

  1. Для строительства заборов;
  2. Возведение входных групп, крылец, пристроек любых типов;
  3. Строительство мостов, переходов, причалов;
  4. Установка опор под столбы;
  5. Установка рекламных щитов, указателей, знаков;
  6. Применяются при усилении фундаментов, восстановлении фундаментов;
  7. В качестве фундаментов под различные конструкции, временные сооружения;
  8. В качестве фундаментов для крепления механизмов;
  9. Фундаменты под частное коттеджное строительство. (Веранды, бани, дома, беседки и т.п.)
  10. Столбы для распашных калиток и ворот;

Часто такой фундамент применяют для строительства домов и коттеджей в частной жилой застройке.

Преимущества винтовых свай:

Перечень преимуществ установки фундаментов под малоэтажные дома частной жилой застройки с применением винтовой сваи очень широк и определяется следующими параметрами:

  1. стоимость: в отличие от фундаментов, выполненных по традиционной технологии (ленточный фундамент) стоимость этого фундамента на 30-70% ниже;
  2. срок монтажа можно минимизировать вплоть до одного дня. Возможно как ручное, так и механическое завинчивание. Такие сваи можно без внешней нагрузки ввинчивать в грунт и без предварительного бурения лидерной скважины;
  3. возможность монтажа на плохих (обводненных, заболоченных и т.д.) грунтах. К таким грунтам можно отнести торфы, илистые грунты, пучинистые грунты и т.д.
  4. такой фундамент безопасен, надежен и экологичен;
  5. винтовые сваи могут прослужить не менее 150 лет, а с условием обработки их специальными химическими составами – более 200 лет;
  6. возможность установки фундамента на сваях без изменения рельефа местности и без проведения земляных работ;
  7. устанавливать сваи можно в любое время года и в любую погоду;
  8. винтовые сваи не подвержены силам морозного пучения;
  9. высокие прочностные и нагрузочные характеристики: имеют запас несущей способности от 4 т. до 18 т. (при необходимых 2–3 т. для деревянных строений; 7-9 т. для кирпичных сооружений), более того, показатели несущей способности возможно увеличить за счет увеличения диаметра сваи и ее лопасти;
  10. возможность установки фундаментов в виде пирсов и речных причалов;
  11. возможность распределения несущих нагрузок с учетом особенностей проектной документации на строящийся объект;
  12. сваи распределяют нагрузку, т.е. обеспечивают однородную несущую способность при разнородном грунте;
  13. возможность пристраивать дополнительные сооружения к уже функционирующим;
  14. сейсмоустойчивость достаточно высока;
  15. фундамент на винтовых сваях не требует вложений в устройство гидроизоляции в любых грунтах;
  16. не нарушают целостную структуру грунта;
  17. винтовые сваи можно, в случае чего, вывинтить и отремонтировать, или же использовать повторно на другом объекте;
  18. готовность к восприятию проектной нагрузки сразу же после завинчивания в грунт;
  19. Обеспечивается отличная вентиляция и древесина (в случае деревянного дома) будет медленнее загнивать;
  20. Возможность провести необходимые инженерные коммуникации без всяких проблем.

Следует отметить такой немаловажный аспект для частного домостроения как возможность производства работ, не имея большого опыта в строительстве и не имея специальных навыков.

Устройство традиционного ленточного фундамента для малоэтажных домов стало экономически невыгодным с появлением свайных фундаментов. Ведь закладываемый на глубину промерзания ленточный фундамент зачастую может нести нагрузку в несколько раз превышающую вес самого дома.

Винтовые сваи — это идеальное решение для малоэтажного строительства. И естественно, не менее важным преимуществом фундамента на винтовых сваях является возможность установки его практически в любом месте. Поставить домик на лесной поляне, сохранив лес, или на склоне возле озера – это не проблема, если применить винтовые сваи в качестве основы дома – его фундамента. Даже сооружение лодочного причала не нарушит окружающей тишины и естественного ландшафта. Винтовой фундамент не требует ровных площадок. Пока что не существует надежней фундамента для устройства основы под здание в проблемных грунтах.

К недостаткам применения винтовых свай в частном домостроении можно отнести, пожалуй, только невозможность устройства подвала такой же площади, как и первый этаж дома. Также возможность использования винтовых свай ограничивается массой будущего дома. Но этот недостаток для частного домостроения не страшен, так как на винтовые сваи можно поставить дом весом порядка 40 тонн. Винтовой фундамент имеет высокую несущую способность, хорошо работает на сжатие и на выдергивание, а также отлично противостоит касательным и нормальным силам морозного пучения.

postroim-fundament.ru

Область применения винтовых свай в строительстве

  • Монтаж фундамента
    • Выбор типа
    • Из блоков
    • Ленточный
    • Плитный
    • Свайный
    • Столбчатый
  • Устройство
    • Армирование
    • Гидроизоляция
    • После установки
    • Ремонт
    • Смеси и материалы
    • Устройство
    • Устройство опалубки
    • Утепление
  • Цоколь
    • Какой выбрать
    • Отделка
    • Устройство
  • Сваи
    • Виды
    • Инструмент
    • Работы
    • Устройство
  • Расчет

Поиск

Фундаменты от А до Я.

  • Монтаж фундамента
    • ВсеВыбор типаИз блоковЛенточныйПлитныйСвайныйСтолбчатый

      Фундамент под металлообрабатывающий станок

      Устройство фундамента из блоков ФБС

      Заливка фундамента под дом

      Характеристики ленточного фундамента

  • Устройство
    • ВсеАрмированиеГидроизоляцияПосле установкиРемонтСмеси и материалыУстройствоУстройство опалубкиУтепление

      Устранение трещин в стенах фундамента

      Как армировать ростверк

      Необходимость устройства опалубки

      Как сделать гидроизоляцию цоколя

  • Цоколь
    • ВсеКакой выбратьОтделкаУстройство

      Отделка фундамента камнем

      Выбор цокольной плитки для фасада

      Что такое цоколь

      Как закрыть винтовые сваи

  • Сваи
    • ВсеВидыИнструментРаботыУстройство

      Динамические и статические испытания свай

      Использование железобетонных свай

      Изготовление винтовых свай своими руками

fundamentaya.ru

Винтовые сваи

Введение


При возведении фундаментов самая сложная проблема – слабые грунты. К этой категории относятся слабые глинистые грунты, рыхлые пески, лессовые, грунты с органическими примесями, вечная мерзлота. Одно из решений этой проблемы – фундамент из винтовых свай.


По классификации из ГОСТа сваи делятся на висячие и стойки. Принцип действия первых – создание опоры за счет сил трения между сваей и грунтом. Принцип вторых – передача нагрузки на сильные грунты. Винтовые сваи могут работать в обоих вариантах.


Винтовая свая – это, по сути, большой саморез. Ввинчиваясь, она не разрыхляет, а уплотняет грунт. Если свая входит в сильный грунт, она становится сваей-стойкой. Увеличенная площадь наконечника в этом случае увеличивает и площадь опоры. Для висячей сваи главный критерий – площадь ее поверхности. Увеличение поверхности за счет «винта» влечет увеличение способности нести нагрузку.



Рис. 1. Дом с фундаментом на винтовых сваях.


Типы грунтов для применения винтовых свай


Главная  характеристика проблемных грунтов – их неустойчивость. Причин может быть несколько:


  • насыщенность водой;
  • недостаточное сцепление частиц грунта друг с другом;
  • изменение физических характеристик при воздействии природных факторов;
  • вечная мерзлота.

Проявления неустойчивости грунтов:


  • пучинистость – увеличение объема грунта при его промерзании;
  • увеличенная пластичность;
  • возникновение в грунте полостей;
  • оттаивание грунта в условиях вечной мерзлоты.


Рис. 2. Арктическая станция на винтовых сваях. Фото с сайта ecopan50.ru.


Более серьезно и основательно ознакомиться с типами грунтов можно в ГОСТ 25100-2011.


Строительство фундамента на винтовых сваях возможно для всех видов дисперсных грунтов, но не для всех видов применение такого фундамента является целесообразным.


Типы винтовых свай


В настоящее время есть два различных по конструкции вида свай: труба (ствол) с приваренными лопастями и полый стальной стержень, в котором верхняя цилиндрическая часть переходит в конус.


1. Труба (ствол) с приваренными лопастями



Рис. 3. Винтовая свая — труба (ствол) с приваренными лопастями. Фото с сайта rusvai.ru.


Возможные модификации данной конструкции:


  1. увеличение числа винтовых лопастей;
  2. увеличение диаметра лопасти;
  3. разный «шаг» винта;
  4. разная технология изготовления наконечника: литье или сварка;
  5. специальная форма наконечника.


Рис. 4. Винтовая свая с тремя лопастями.



Рис. 5. Виды винтовых свай. Фото с сайта moifundament.ru.


2. Полый стальной стержень


Второй тип — это полый стальной стержень, в котором верхняя цилиндрическая часть переходит в конус. По всей поверхности конуса проходит резьба из стальной полосы.



Рис. 6. Винтовая свая-саморез. Фото с сайта domina27.narod.ru.


Модификации в данном случае ограничиваются отсутствием или наличием оголовков и их формой.



Рис. 7. Оголовки винтовых свай. Фото с сайта mehzavod.info.


Влияние на качество и соответственно цену оказывает антикоррозионное покрытие сваи. Наиболее распространенные методы зашиты – цинкование и покраска.


Материалы для изготовления винтовых свай


Основной материал для изготовления винтовых свай – конструкционная нелегированная или низколегированная сталь.


Марки стали СНиПами не оговариваются и изготовители руководствуются техническими условиями собственной разработки, в которых всегда есть пункт об их изменении по согласованию с заказчиком. Наиболее часто используются стали марок Ст3, Ст20, Ст35, 09Г2С.


В Интернете встречаются предложения по изготовлению винтовых свай из нержавеющей стали и их стоимость раз в 6 выше обычных. Практичность такого предложения сомнительна, т.к. невысокая цена – одно из достоинств фундамента на винтовых сваях, а при шестикратном удорожании найдутся альтернативные и более практичные решения.


Основа винтовой сваи – труба. Её диаметры у всех производителей одинаковы и определяются линейкой сортамента трубопрокатных заводов, которая привязана к ГОСТам.


Дальше дело обстоит сложнее. Технические условия изготовителей винтовых свай очень разные. Толщина стенки варьируется от 3,5 мм до 12мм. У некоторых труба бесшовная, у других сварная. Есть с прямым и со спиральным швом.


Проще обстоит дело с антикоррозийным покрытием, которое наносится согласно ГОСТу  21.513-83.


Критерии надежности винтовых свай


На первом месте стоит проектирование. Данный процесс предполагает изучение геологии участка, выбор типа свай и расчет фундамента (количество свай и шаг между ними).


Защитная обработка металла роль играет, но совсем не первоочередную. Главным показателем надежности всегда будет толщина металла.


На втором месте – качество сварных швов. Естественно, чем их меньше – тем лучше. Именно поэтому цельнотянутые трубы предпочтительнее. На рынке есть предложения свай из труб НКТ (насосно-компрессорные трубы) – это хороший для заказчика вариант. По этой же причине предпочтительнее сваи с наконечником литым, а не сварным.


Процесс коррозии металла в грунтах изучен очень хорошо. Для разных грунтов  показатели разные, поэтому говорить о неких универсальных сроках годности винтовых свай некорректно.







Тип грунтаСкорость проникновения коррозии в незащищенный металл (мм/год)
Глина0,032
Песок0,029
Торф0,032
Граница грунт-атмосфера (усредненное значение)0,081

Коррозия металла невозможна без доступа кислорода. Чем глубже находится участок сваи, тем меньше он подвергается окислению. Наиболее уязвимое место – верхний слой грунта.


Большинство материалов для защиты свай методом покраски новы, поэтому статистики их многолетнего использования не существует. С цинковым покрытием все обстоит по-другому: технология существует более 100 лет и хорошо проработана, поэтому она более предпочтительна.


Достоинства фундамента на винтовых сваях


Главное достоинство – сама возможность сотворить фундамент,  уложившись в разумную сумму. Есть разновидности грунтов и есть рельефы участков, где стоимость других вариантов  будет отличаться в разы (а иногда и на порядок) в большую строну.


Основные плюсы:


  • Скорость монтажа;
  • Всепогодность, а зимой может выйти и дешевле;
  • Отсутствие земляных работ;
  • При необходимости работу можно выполнить не привлекая тяжелую технику;
  • Близкое соседство других зданий существенной роли не играет. Расстояние в несколько десятков сантиметров будет достаточным;
  • Всегда сохраняется возможность увеличения фундамента для сооружения пристройки;
  • Монтаж винтовых свай не потребует  вырубки деревьев на участке.

Для монтажа винтового фундамента не требуется подъездных путей. Если завинчивать сваи вручную – это правда. А вот для остального строительства и главное для проживания — дорога понадобится.


Недостатки фундамента на винтовых сваях


Российский сектор рынка винтовых свай имеет свою специфику. Его главная беда – обилие производителей.


Есть производители без ГОСТов, ОТК и технологических карт.


В кустарных условиях не делается горячее цинкование, не делаются сваи второго типа «цилиндр переходящий в винтовой конус», не делаются литые наконечники.


Также необходимо учитывать следующие особенности технологии:


  • Отсутствие подвала
  • Необходимость утепления коммуникаций
  • Иногда (валун на пути) – невозможность вкрутить сваю в намеченном месте.
  • Существуют грунты (например – глубокие торфяники), где использовать фундамент на винтовых сваях не получится. Впрочем, скорее всего  не получится и любой другой фундамент.

Область применения винтовых свай – слабые грунты. В любых других случаях может найтись более приемлемая альтернатива. Утверждение, что недостаток винтовых свай – невозможность их использования в скальных грунтах – неправда, т.к. для скальных грунтов применение винтовых свай возможно, но экономически нецелесообразно.


Расчет количества винтовых свай и мест установки


Существует точная методика расчета количества винтовых свай и мест их установки, которая описывается в СНиП 2.02.03-85 (Свайные фундаменты, раздел «Винтовые сваи») и СП 24.13330.2011.


На практике же всё обстоит значительно проще.


Компании, занимающиеся малоэтажным строительством, как правило, работают в одном регионе и строение местных грунтов знают. Есть у них и определенные практические наработки. Такие фирмы проектируют фундамент «на глазок» и на всякий случай добавляют двойной запас прочности. Этого вполне достаточно для строительства малоэтажных домов на винтовых сваях.


Также любой серьезный производитель винтовых свай может сделать расчет необходимого для вашего фундамента количества свай. Особо будет оговорено, что оценка приблизительная и никаких обязательств изготовитель не несет.


Пример расчета от производителя винтовых свай KRINNER (Германия), источник:


 


Расчет фундамента – это не обязанность заказчика. Это работа подрядчика. И желательно, чтобы с этапа проектирования до сдачи объекта подрядчик был один на все виды работ.


Разбиение строительства дома на этапы и распределение работ меж разными подрядчиками может стать самой большой ошибкой застройщика.


Технология завинчивания


Ручное завинчивание


Самый простейший вариант – завинтить сваи вручную. Набор инструментов: два уровня, скотч, лом и два длинных куска трубы.



Рис. 8. Ручной процесс завинчивания винтовых свай. Фото с сайта kommtex.ru.



Рис. 8. Ручной процесс завинчивания винтовых свай. Фото с сайта pro-fundament.com.


Трудности:


  • для того, чтобы выдержать строго вертикаль нужны сила и опыт;
  • длинные сваи завернуть проблематично.

Достоинства:


  • на данном этапе можно обойтись без подъездных путей;
  • не требуется строительная техника.

Спецтехника для завинчивания


Принцип всех устройств для монтажа винтовых свай одинаков. Кабестан и гидравлика. В России слово «кабестан» не прижилось и часто заменяется словом «лебедка».


Самый распространенный вариант – съемный механизм для традиционной строительной техники. Обычный экскаватор подойдет.


Выпускается и узкоспециализированная техника, единственное предназначение которой – завинчивание свай.  К экскаватору с кабестаном добавляется компьютер, программное обеспечение, гироскоп, лазерный дальномер и система GPS. И для топографической съемки рельефа – беспилотный самолетик. Если сравнивать с автомобилестроением – это уровень  Ferrari.


KRINNER KR E 20 ground screw driver Z 1



Рис. 9. KRINNER KR E 20 ground screw driver Z 1.


 


 


  • Электрическая машина KR20
  • Для завинчивания фундаментов длиной до 2000 мм
  • Выполнена на базе гайковерта промышленного назначения от PLARAD (Германия)
  • Вес — 17,5 кг
  • Потребляемая мощность 1400 Ватт
  • Крутящий момент 4700 Nm

KRINNER KR B 40 ground screw driver



Рис. 10. KRINNER KR B 40 ground screw driver.


 


Данный механизм предназначен для установки винтовых фундаментов KRINNER в землю (для тяжелых и супертяжелых типов грунта — класса V, VI и VII). Механизм для установки следует использовать на базе экскаватора с собственной массой от 1,5 до 3,0 тонн согласно требований собственного веса нагрузок опрокидывания — диаграммы экскаватора.


  • Тип: KRB 40 — В1
  • Вес: 230 кг
  • Максимальный крутящий момент: 5000 Нм
  • Крутящий момент: давления 20 bar
  • Максимальная крутящая скорость: 30 об в минуту
  • Высота до болтов крепления : 100 см
  • Гидравлический блок зажима: Да
  • Монтажные части для экскаваторов: Lehnhoff MS / HS 03 быстрая сменная связь
  • Уровень шума: менее 70 дБ (А)
  • Температурный диапазон: от -15 ° C до +60 ° C
  • Опорное устройство: Экскаватор с опорным значением: от 1,5 т до 3,0 т
  • Напряжение питания защиты «сброса нагрузки» : 12V — 24V

Требования к гидравлике:


  • Гидравлический контур: 1 + рабочие линии от утечек
  • Рабочее давление: от 180 до 250 бар
  • Пропускная способность (скорость потока): от 12 до 40 л в минуту
  • Гидравлика резьбовых соединений: 2 х 15L + 8L

KRINNER KR D 55 ground screw driver



Рис. 11. KRINNER KR D 55 ground screw driver.


Мощный KR D 55 подходит для средних и крупных проектов. Завинчивает винтовые фундаменты до 2,5 метров в длину без особых усилий. Устройство предназначено для использования только одним человеком. Максимальный крутящий момент 5000 Нм. KR D 55 в сочетании с прилагаемыми каретками изменяет длину до 3,00 м. Ширина машины составляет 1,20 м. Связанная каретка может быть наклонена в четырех направлениях и имеет угол наклона 20 °. Высота в рабочем положении составляет — 3,70 м. В походном положении (лежа) — 1,70 м.


 


 


Предварительное бурение


Лидерная скважина – это предварительное бурение грунта для облегчения ввинчивания сваи. Для грунтов вечной мерзлоты этот процесс обязательный. Диаметр скважины при этом совпадает с диаметром трубы.


Для плотных грунтов (песчаники, глинистые и суглинистые почвы) бурение – процесс не обязательный. Это просто оптимальный вариант. Диаметр бура для свай 89, 108 мм – 60 мм. Выполняется на глубину меньшую заглубления сваи на 30-60 см.


Для мягких и сыпучих грунтов (торфяники, чернозем) предварительное бурение не нужно и вредно.


Заливка свай бетоном


Нигде в СНиПах о таком процессе не говорится и немецкая технология компании KRINNER этого не предусматривает.


Также на сайте украинского производителя sentris.com.ua сказано:


Не нужно заливать бетон внутрь столба сваи, для внутренней антикоррозионной стойкости сваи, данная свая оцинкована как снаружи, так и внутри.


Сваи для вечной мерзлоты применяются всегда без бетона.


Создается такое впечатление, что говоря о бетонировании, производители пересказывают технологию буронабивных свай.


Заливка бетона в трубу 57 мм или 76 мм проблематична. Если это и делается, то жидкостью похожей на раствор или цементное молоко.


Производители говорят о возможности поставки винтовых свай длиной 11 метров. Заполнить такую трубу бетоном большая проблема. Глубинный вибратор с 11 метровым шлангом – это индивидуальный заказ и будет неоправданно по стоимости работ.


Также есть утверждения, что бетон препятствует коррозии, что весьма сомнительно.  Изоляция внутренней полости сваи от доступа воды или воздуха  не проблематична. Приваренный в заводских условиях оголовок сваи снимает проблему полностью. Наиболее простое объяснение – попытка производителей свай за счет бетона увеличить несущую нагрузку и уменьшить деформацию сваи в случае коррозии металла.


Есть технологии цементации грунта, в которых винтовая свая используется как шприц. Это является хорошим решением для макропористых грунтов.


Ростверк


Сваи — это еще только часть фундамента. Другая часть — ростверк, конструкция распределяющая нагрузку и служащая опорой сооружению.



Рис. 12. Ростверк на винтовых сваях.


Возможные варианты исполнения:


  • железобетон — плита или балка;
  • деревянный брус;
  • профилированная сталь – швеллер или двутавр.

Железобетон — материал не для легких домов. Поэтому далее будут рассматриваться дерево и металл.


Самый экономичный и распространенный вариант — деревянный брус. Применения металла может потребовать сложный рельеф участка.


Бывают случаи, когда при строительстве причала длина сваи от оголовка до грунта значительна (например, если возле воды сильный уклон). В этом случае строители увеличивают жесткость конструкции «треугольниками». В таких случаях  ростверк из металла предпочтительнее. Сварные соединения жестче и технологичнее.


Функция ростверка — равномерное распределение нагрузок на все сваи. Самый простой путь для достижения этой цели — выровнять концы свай в одной горизонтальной плоскости. Выкруивание свай для выравнивания категорически запрещено.


Обрезка свай — процесс, характерный для ручного монтажа. У компаний, использующих для завинчивания свай спецтехнику, для выравнивания свай используются лазерный уровень и нивелир, поэтому обрезка свай не требуется.


Если в качестве ростверка применяется металл – он просто приваривается к сваям. Для ростверка из бруса потребуются оголовки. Оголовок, по сути, — это пластина увеличивающая площадь контакта металла с деревом в которой есть технологические отверстия для крепления.


Оголовки могут быть съемными или приваренными к свае. Для деревянного ростверка важен одинаковый уровень именно плоскостей оголовков, на которые ляжет брус. В упоминавшейся ранее немецкой технологии аналог оголовка не надевается на трубу сваи, а вставляется в неё.


Рекламные хитрости производителей винтовых свай


Сроки службы винтовых свай указывается производителями довольно условно, что вполне понятно. Этот параметр очень зависит от среды эксплуатации. Производитель указывает самый выгодный.


Ссылки на столетний опыт эксплуатации винтовых свай воспринимать всерьез не стоит. Сто лет назад была абсолютно другая технология производства – чугун и кованое железо. Сто лет они и простояли. О трубах в винтовых сваях тогда речи не было.



Рис. 13. Старая монолитная винтовая свая с примерным возрастом в 100 лет.


Эта фотография кочует по интернету, как образец современной халтурной работы. На самом деле, на фото раритет. Лет сто свая простояла. Видно, что труб в конструкции – нет. Это монолит.


Есть у рекламщиков и другой ход — вольность в расчетах сроков коррозии. Примерный рекламный текст (взят из реального источника):


время сплошной коррозии ствола сваи с толщиной стенки 4 мм для  «грунта ненарушенной структуры»: 4 мм / 0.012 мм/год = 333, 3 года! Учитывая, что винтовая свая дополнительно обрабатывается антикоррозийным составом, срок ее службы увеличивается минимум на 50%. Итого срок службы фундамента на винтовых сваях составляет 333,3+50%= 500 лет.


Это расчет неверный, т.к.:


  • Для расчета выбран самый малокоррозионный грунт.
  • Нет сведений о глубине залегания металла. Самый проблематичный вариант – поверхность грунта.
  • Есть логическая ошибка. Свая, утратившая половину металла, считается годной, даже утратившая 99 процентов рассматривается как несущая конструкция.

Опробованный срок эксплуатации российских винтовых свай в современном исполнении – лет 20. Опыт производителей не больше.


Внедрение любого изобретения не основывается на практике. Её заменяют расчеты и накопленный опыт. Именно с этих позиций говорится о столетнем сроке эксплуатации винтовых свай.


Отделка цоколя


Необходимость этого этапа вызвана только эстетическими соображениями. Нормативной документации о такой работе нет. Есть пожелания заказчика и есть здравый смысл. В районах вечной мерзлоты сохранение воздушного зазора между зданием и грунтом –  одно из решений проблемы устойчивости. Грунт не должен оттаивать.


Традиционно в российском малоэтажном строительстве оголовки свай возвышаются над поверхностью грунта сантиметров на 60. Отчасти это связано с высотой снежного покрова.


Цокольное пространство при строительстве на винтовых сваях утеплять не стоит. Достаточно утеплить вводные трубы воды и канализации. Готовое решение — «скорлупа» с подогревающим проводом. Важно понимать, что полностью перекрывать зазор над грунтом нельзя. Это компенсатор зимнего пучения.


Встречаются интересные строительные решения, когда зазор перекрывается практически полностью. Одно из них – эластичный материал, согнутый в форме буквы  «L».  Вертикальная часть крепится к обвязке, горизонтальная свободно лежит на земле под домом.  Вполне подойдет нетолстая списанная транспортерная лента.


Для устройства обшивки очень удобно использовать цокольный сайдинг. Недостаток этого материала – высокая цена.



Рис. 14. Схема обшивки фундамента дома цокольным сайдингом. Фото с сайта moifundament.ru.


Дома из SIP-панелей и винтовые сваи


На винтовых сваях можно построить любое малоэтажное здание. Для европейской части России это, скорее всего, и самое экономное решение. При строительстве домов из SIP-панелей на таком фундаменте есть определенные преимущества:


  • Малый вес здания влечет за собой минимум требований к несущей способности фундамента. В данном случае – уменьшение числа винтовых свай.
  • Пространство под домом на винтовых сваях холодное, но есть идеальное решение — это перекрытие на уровне пола из SIP-панели. В этом и есть универсальность технологии. Стены, пол, перекрытия и кровля делаются из одинаковых деталей.
  • Даже конкурирующие технологии (дома из бруса и каркасные) считают, что SIP- панель – идеальное решение для устройства пола.

sipoved.ru

плюсы и минусы. Советы по выбору и сфере применения

Винтовые сваи – это стальные трубы, заканчивающиеся лопастью и заостренным наконечником. Их подобно винтам вкручивают в грунт.

Важной частью сваи является именно наконечник, так как он выполняет сразу несколько функций:

  • является опорной частью сваи;
  • переносит нагрузку на грунт;
  • препятствует вытеснению сваи из промерзшего грунта во время зимнего пучения.

С проблемой из последнего пункта чаще всего сталкиваются при строительстве легких деревянных конструкций, применяя сваи небольшой длины. Единственной возможностью избежать встречи с вспученными грунтами является заглубление фундамента дома ниже линии промерзания в регионе строительства.

Где применяют винтовые сваи?

Быстровозводимые недорогие основания для легких каркасных построек – вот где используются винтовые сваи, плюсы и минусы которых рассмотрим чуть ниже, а пока разберемся с их типоразмерами.

Под какой дом какие сваи?

Для индивидуального строительства чаще всего используют следующие типы свай: СВ89х250, СВ108х300, СВ133х350. Расшифровывается эта аббревиатура, как свая винтовая с диаметром ствола 89 (108, 133) и с диаметром винтовой лопасти 250 (300, 350).Чем меньше радиус трубы, тем меньшие нагрузки можно доверять ей. Если речь идет о легких ограждениях и мелких садовых постройках, то подойдет 76-миллиметровая свая; о верандах, беседках и кирпичных заборных столбах – 89 мм; о небольших каркасных или бревенчатых домах – 108 мм. Ну и, наконец, если запланирована постройка просторного деревянного дома или даже из пеноблока, то для такого случая нужны сваи с диаметром ствола не меньше 133 мм.

Как и все строительные материалы, имеют винтовые сваи отзывы отрицательные, но они продиктованы больше не непригодностью или ненадежностью такого вида фундамента, а неправильным применением. Любое строительство требует профессионального взгляда и как минимум консультации, а как максимум – точного детального расчета всех конструкций и нагрузок.

Винтовые сваи: плюсы и минусы

Возведение фундамента на винтовых сваях имеет много преимуществ, таких как:

  • их быстро и легко монтировать, так как они не требуют предварительного бурения и бетонирования;
  • заниматься ввинчиванием свай можно круглогодично;
  • для них абсолютно не страшен сложный рельеф, насыпные грунты;
  • они выпускаются серийно на заводах, а значит, их стоимость намного ниже, чем у традиционных видов фундамента;
  • их можно многократно вкручивать и выкручивать;
  • они обладают хорошей устойчивостью к зимним грунтовым пучениям.

Рассматривая винтовые сваи, плюсы и минусы этих конструкций, нельзя не упомянуть о том, что из года в год они становятся все более популярными. А иногда бывают такие ситуации, что без них и вовсе не обойтись.

В противовес всему, что сказано про винтовые сваи, минусы рассмотрим, которые они имеют по сравнению со своими бетонными “братьями”: они имеют меньший срок службы из-за подверженности коррозии во влажной среде грунта, особенно если их производитель использует некачественные материалы и методы обработки.

Вообще, срок эксплуатации свай зависит от многих параметров, которые должны соблюдаться: от толщины и марки стали, от того, насколько профессионально выполнен шов, соединяющий ствол с лопастью, от качества антикоррозийных покрытий и от минерального состава грунтов. Если есть желание приобрести качественные изделия, то необходимо требовать все паспорта, сертификаты и документы, подтверждающие проведение и результаты всех надлежащих испытаний.

В зависимости от того, как эксплуатировать винтовые сваи, плюсы и минусы могут проявиться в большей или меньшей степени. Например, если сваю использовать как способ заземления, то она скорее разрушится и заржавеет, потому то в случае обрыва нулевого проводника ток потечет непосредственно через тело конструкции. Могут получить винтовые сваи отзывы отрицательные в том случае, если дом построен в радиусе 50 метров от электростанции или вышек сотовой связи. В такой местности в грунтах наблюдается явление, именуемое блуждающим током, который ускоряет электрохимическую коррозию.

Типы винтовых свай

В зависимости от того, какие используются винтовые сваи, плюсы и минусы, отзывы о них могут разниться. Существует их 2 разновидности: со сварным наконечником и с литым (в этом случае свая представляет собой цельную конструкцию). Второй вариант дороже, но надежней, ведь сварной шов является самым уязвимым местом изделия.

Практически все отрицательные отзывы относятся именно к сварным сваям, потому что они, как правило, изготавливаются в кустарных условиях с несоблюдением стандартов и ГОСТов.

Как правильно выбрать сваи?

Использовать сварные можно в том случае, если нужно соорудить незначительные конструкции вроде ограждений и хозяйственных построек. В остальных случаях следует отдавать предпочтение литым, выполненным из оцинкованной трубы. Антикоррозийная обработка лопасти не решит проблемы, потому что во время ввинчивания трение настолько высоко, что все покрытия легко стираются.

Чтобы не разочароваться в винтовых сваях, приобретать их следует только у проверенных поставщиков, в качестве товара которых вы уверены.

fb.ru

Винтовые сваи – область применения и особенности

В последнее время рынок буквально пестрит предложениями о строительстве домов на основе свай винтового типа. Но многие не понимают, что это такое, а зачем нужно и преимущества такого основания.

Винтовые сваи. Применение.

Вообще, основания на сваях применяются в условиях слабого и неустойчивого грунта. Для того чтобы фундамент был устойчив, используют специальные столбы (сваи) из железобетонного материала, их вкапывают в грунт на такую глубину, на которой грунт имеет характеристики прочного основания. Иногда глубина установки может превышать 20 метров – это целиком зависит от грунта.

Но возведение такого фундамента может оказаться весьма затратным для домов индивидуального пользования также невыгодными станут такие основания на заболоченных и обводненных территориях. При этом качество и срок службы такого фундамента будет целиком зависеть от добросовестности строителя и изменений гидрогеологического характера. Именно в таких ситуациях оправданно применение винтовых свай.

Винтовые сваи Внешний вид

  1. Столб, он же ствол. Обычно имеет вид трубы из стали, диаметр которой не может быть меньше 57 мм и не должен превышать 325 мм. Длина сваи может достигать от 1,5 м – 11. В нижней части трубы имеется лопасть, а наверху оголовок из стали, он применяется при использовании ростверки. Именно на оголовке располагается надземный сектор здания.
  2. Диаметр лопастей варьируется от 250 мм до 800 мм. Её размер напрямую зависит от характеристик грунт и предполагаемой массы здания.

Увеличенная площадь опоры и большое сопротивление грунта, который в процессе закрутки уплотняется между лопастями — все это повышает устойчивость винтовой сваи к большим нагрузкам. При этом нагрузка, подаваемая на саму почву минимально, воздействует на неё, ровно с той силой, которую она в состоянии выдержать. Для предотвращения окислительных процессов, в том числе в целях преодоления ржавчины – трубу засыпают смесью из песка и бетона. Все параметры винтовых свай подробно и внимательно рассчитываются специалистом, ведь малейший просчет может повлечь негативные последствия вплоть до обрушения возведённого здания.

Механизм установки свай винтового типа находится в зависимости от их параметров. Если они устанавливаются для строительства одноэтажного здания или домов каркасного, сборного типа то их можно ввинчивать вручную. Для этого используется специальный ручной бур. Для погружения опор среднего класса иногда используют гидровращатель, а винтовые сваи большой длины устанавливаются с использованием специальных технических средств.

Вообще, технология использования винтовых свай для укрепления сооружений используется уже далеко не первый год. Например, они применяются для укрепления сооружений с малой опорной площадью, подвергающиеся воздействию порывов ветра и многих других, один из ярких примеров – билборд.

Часто винтовые сваи с увеличенной площадью лопастей находят применение в строительстве зданий специального назначения, а также в некоторых видах грунтов. Например, при помощи винтовых свай строятся пирсы, мосты и вахтовые поселки.

Преимущества винтовых свай

Плюсы:

  • Широкий спектр применения стальных свай на грунтах любого вида, кроме скального и крупнообломочного.
  • Минимально воздействует на грунт, поэтому может использоваться на слабых и неустойчивых грунтах.
  • Высокая сейсмоустойчивость.
  • Вероятность применения свайных опор без нарушения целостности грунта, т. е. на его поверхности – это позволяет сохранить гумус (плодородный слой почвы) и зеленые насаждения.
  • Винтовые сваи не ограничивают рамками времен года и климатическими условиями.
  • Есть возможность установки винтовых свай без привлечения тяжеловесной строительной техники, что облегчает строительство пионерных баз и пристроек к уже построенным зданиям.
  • Многократность применения свай.
  • Есть возможность при помощи изменений параметров конструкции увеличивать максимально допустимую нагрузку на опоры.
  • Долгий срок использования.
  • Такую сваю можно изготовить в мастерских полевого типа.
  • Обстраивать надземную часть здания можно сразу же после установки конструкции винтовых свай.
  • В сравнении с другими видами опор (буронабивные, забивные), винтовые намного экономичней по времени установки и материальным затратам.

Именно допустимость использования винтовых свай при строительстве одного-двухэтажного дома в условиях сельской или другой зеленой местности стало катализатором популярности этого вида опор.

Винтовые сваи. Минусы

Основным и практически единственным минусом является материал изделия. Однако этот недостаток может повлиять на эксплуатацию опор только в одном случае – если был выбран некачественный товар.

На что следует обратить внимание выбирая винтовые сваи:

  1. Труба должна быть новой, а толщина соответствовать установленному ГОСТу.
  2. Наличие сварочных швов указывает на плохое качество товара и брак – в дальнейшем может пострадать вся возведенная конструкция.
  3. При диаметре сваи в 108 мм толщина лопасти должна составлять 5 мм. Максимальный размер не может превышать 300 мм.
  4. Следует проверить качество сварочных швов. Если они некачественные, то при вкручивании лопасть может сломаться.

Изделие должно пройти пескоструйную обработку, в противном случае металл из которого сделана труба подвергнется коррозии.

Винтовые сваи – область применения и особенности.

home-and-garden.livejournal.com

Винтовые сваи: виды, размеры, особенности

Винтовые сваи – это металлические трубы, полые внутри, на конце которых приварена лопасть, выполняющая функцию бура. Такая опора с винтовым наконечником отвечает за передачу нагрузки от дома, которую провоцирует его вес, на грунт. Благодаря характерному анкерному строению, элемент фундамента надежно закреплен в земле и не выталкивается наверх из-за пучения при промерзании грунта.

Предназначение

Такая разработка появилась неслучайно, ведь всем известно, что для легковесных сооружений зимнее пучение оборачивается серьезной проблемой, особенно если речь идет о строительстве деревянного дома на водянистой глинистой земле. Даже заглубление опоры ниже линии промерзания может не дать желаемого результата, так как малый вес постройки не противодействует существенным силам пучения, действующим на нижний сегмент основы, и она полностью или частично выталкивается вверх. И только благодаря расширению, которым снабжены винтовые сваи типа шуруп, удается избежать подобных неприятностей.

Свайно-винтовой фундамент

Плотный слой грунта надежно удерживает лопасть, и металлический штырь остается на своем месте. Здесь можно не беспокоиться о разрыве сваи, так как прочностные характеристики стали на растяжение соответствуют 330 – 600 МПа, в то время как силы пучения не превышают 0,2 МПа.

Типовые опоры, их диаметр и выдерживаемый вес

Размеры свай и их длина должны соответствовать категории строения. Типовые размеры конусных опор, задействованных в частном строительстве, имеют следующие параметры:

  • СВ89х250;
  • СВ108х300;
  • СВ133х350.

Первое цифровое значение обозначает диаметр стволовой части (мм), а второе – диаметр винтовой лопасти. Для конструкций, имеющих легкий вес, к которым можно отнести ограждения и садовые постройки, подойдет опора, ствольный диаметр которой равен 76 мм. Забор с кирпичными столбами, дачные пристройки, навесные конструкции и беседки устанавливают на конусы, у которых диаметр составляет 89 мм. Для небольшого деревянного дома из бруса и бревна, а также каркасных построек подходят оцинкованные лопастные стержни чуть большего размера (108 мм). Ну и завершают наш рейтинг самые мощные образцы несущих элементов фундамента (133 мм), с лихвой выдерживающие натиск тяжелой бревенчатой избы и пеноблочного сооружения. Чтобы точно рассчитать размеры необходимых свай с наконечником, нужно знать хотя бы приблизительный вес будущих хором.

Параметры часто используемых опор

Достоинства

Фундамент на сложном ландшафте

Винтовые сваи активно используются в частном строительстве. Такой фундамент с ростверком из бетона или без него отлично подходит для возведения малоэтажных зданий. Он без проблем выдерживает вес небольшого кирпичного или деревянного дома, подсобных сооружений из пенобетона и каркасных хозяйственных построек. Основа с металлическими опорами проста в установке, надежна и доступна по цене. Но самое главное – конструкция может монтироваться на сложных грунтах с различным рельефом в любое время года и при любой погоде. Экофундамент не требует вырубки растительности и под него необязательно проводить вертикальное планирование участка. Стоит отметить, что в некоторых случаях винтовые сваи под фундамент являются единственным и незаменимым решением.

Недостатки

Несмотря на многочисленные плюсы, такие опоры все же имеют и минусы, и в первую очередь – это меньший ресурс, нежели у бетонных элементов аналогичного назначения. Этот недостаток вызван тем, что металлические опоры подвержены коррозии, которую провоцирует влажность почвы. К тому же нередко можно столкнуться с откровенно некачественным товаром, выпущенным недобросовестным производителем, и от этого никто не застрахован. Экономия на материалах, применение сварки, отсутствие антикоррозийной обработки приводят к тому, что столь важный несущий элемент быстро разрушается.

Один из недостатков конструкции

Сколько смогут прослужить трубы, напрямую зависит от марки и толщины металла, степени обработки и состава антикоррозийного средства, качества шва в местах сварки, состава и водонасыщенности грунта. Выбрать действительно качественный товар можно руководствуясь сопроводительными документами:

  • сертификатами;
  • паспортами;
  • протоколами производственных испытаний.

Неправильная эксплуатация, неверно подобранный диаметр опор, некорректно рассчитанный вес постройки или погрешности монтажа уменьшают ресурс изделия на несколько лет. К примеру, вы одновременно используете металлические сваи в качестве опор и заземлителя, но в случае аварийного обрыва нулевого проводника и утечки тока через стальной конус коррозийный процесс многократно усилится, и в первую очередь это произойдет в области сварного шва. Если рядом с участком, в пятидесятиметровой зоне, присутствуют электроподстанции, сотовые ретрансляторы, железнодорожные полотна, а грунт содержит большое количество влаги, свайно-винтовой фундамент будет постоянно подвергаться вредоносному воздействию (блуждающие токи, колебания грунта).

Типы лопастных свай

Винтовые сваи бывают двух типов: сварные и литые оцинкованные типа шуруп, а разделяются они в зависимости от метода интеграции наконечника.

Сварной наконечник

В первом случае мы имеем дело с эконом-вариантом, изготовленным из трубы и приваренной к ней винтовой лопасти. Часто подобные изделия бывают некачественными, так как их можно запросто изготовить кустарным способом, соответственно, и цена на них подозрительно низкая. Именно такие виды винтовых свай вызывают массу недовольных отзывов, что и неудивительно, ведь они портят экофундамент из бетона и служат мало.

Экономный вариант

Малейшая погрешность во время сваривания лопасти и трубы приведет к тому, что во время завинчивания в плотном грунте свая отклонится от вертикали. В худшем случае лопастные изделия типа шуруп разрываются в месте сварочного шва. Естественно, устойчивость дома будет нарушена и рано или поздно он перекосится или просядет.

При ручном закручивании вы отчетливо почувствуете отрыв: несущий элемент будет с особой легкостью проворачиваться, но в землю так и не уйдет. Гораздо опаснее то, что низкосортная опора со временем деформируется подобным образом из-за ржавчины или повреждения шва. После разрыва между трубой и наконечником вся нагрузка неравномерно перейдет на соседние сваи, отчего под ростверком появится проседание, и дом приобретет статус аварийного.

Если уже и использовать дешевые экземпляры с приваренным наконечником, то только для монтажа ограждений и времянок.

Начиная строительство дома, для своего же блага интересуйтесь у подрядчика, какие опоры, литые или сварные, он использует в своей работе.

Литой наконечник

Литые оцинкованные наконечники производятся по специальной технологии из качественной стали, благодаря чему конструкция сваи получается цельной. Тело таких опор составляют оцинкованные трубы с приваренным стальным наконечником. Лопастные элементы данного вида, диаметр трубы у которых равен 108 мм, длина составляет 2,5 м, а толщина металла соответствует 4 мм, имеют вес в 35 кг при несущей способности до 6 тонн. Их цельнолитые наконечники имеют толщину основания 13 мм (диаметр 300 мм, в отличие от сварных – 5 мм) и отличаются геометрической точностью. Литые оцинкованные винтовые сваи для бетона дороже сварных на четверть, что объясняется большей надежностью и гораздо лучшими качественными показателями.

Надежный вариант

Если вы хотите выбрать действительно надежную опору, обратите внимание на литые оцинкованные изделия, у которых ствол покрыт полимерным составом. Здесь необязательно наконечник должен быть обработан антикорром, так как вследствие трения о грунт при ввинчивании полимер может стереться до самой металлической основы, да и плотные слои грунта практически не содержат кислород, так что о коррозии можно не волноваться много лет.

Оцинкованная опора

Стальные винтовые сваи типа шуруп, усиленные литым наконечником, надежны, они плавно и легко погружаются в сложный мелкокаменистый грунт, а экофундамент с их применением послужит долговечной и качественной опорой для постройки не одно десятилетие. Специалисты отмечают, что при правильном монтаже и корректной эксплуатации фундамент из бетона, вес которого опирается на усиленные конусы, способен простоять более века.

Покупая оцинкованные винтовые сваи типа шуруп с цельнолитыми наконечниками, также не теряйте бдительности, ведь сейчас подделки и брак буквально заполонили строительный рынок. Нарушение заводского технологического процесса, отсутствие послелитьевой термообработки, использование низкосортной стали или невыдержанный диаметр трубы приведут к плачевным последствиям, поэтому снова напомним о документах, которые обязательно нужно проверять, ведь приобретая бракованное изделие, вы рискуете многим, в том числе и здоровьем.

Долговечные опоры

Даже хорошо залитый экофундамент из бетона не выдержит вес дома, если опоры будут бракованными. Ни в коем случае не игнорируйте спецтехнику, контролирующую силовой момент завинчивания, а также потрудитесь после установки испытать под давлением винтовые сваи по всем правилам с соблюдением технологии.

Напоследок хотелось бы отметить толстостенные сваи, созданные на основе насосно-компрессорной трубы. Именно они могут составить конкуренцию изделиям с литым наконечником. Характеристика их качества высока, что свидетельствует о надежности и долговечности. Ствол такой опоры имеет толщину до 7,5 мм – аналогичные трубы широко используют в газовой отрасли, ведь они абсолютно не подвержены коррозии и имеют огромный ресурс.

Трубы для промышленных объектов

Теперь, когда мы рассмотрели популярные виды винтовых свай, которые служат опорой для бетона, известна их стандартная длина, вес, который они способны выдержать, осталось рассчитать их количество и выбрать диаметр в соответствии с будущей постройкой, после чего можно приступать к строительству.

domzastroika.ru