Качество грунта оказывает большое влияние на выбор фундамента и всю технологию строительства в целом.
В России имеется большое количество проблемных регионов, где преобладают заболоченные, подтапливаемые или слабонесущие типы грунта.
Использование традиционного фундамента в подобных условиях недопустимо, но на помощь приходят свайные типы опорных конструкций.
Они обеспечивают контакт основания с плотными слоями грунта и позволяют строить массивные и тяжелые здания без опасений за их состояние.
Имеются и более легкие варианты свайных оснований, к которым относятся винтовые сваи.
Фундамент на винтовых сваях
Винтовые сваи представляют собой опорную конструкцию в виде системы погруженных в грунт металлических труб с приваренными в нижней части спиралевидными лопастями (ниже приведено фото). Они играют роль нарезки, подобной той, что делается на шурупах.
Заостренный конусный наконечник позволяет стволу легче входить в грунт, а лопасти выполняют функцию нарезки и параллельно являются опорными узлами.
Погруженная опора удерживается в неподвижном состоянии за счет силы трения между боковыми стенками трубы и грунтом, а также за счет нагрузки на лопасти. Установка производится по определенной схеме, образующей т.н. свайное поле, обеспечивающее равномерное распределение нагрузки по всем стволам.
После погружения верхние части подрезают, образуя ровную плоскость, и обвязывают несущим поясом — ростверком.
Он является опорной конструкцией для стен и равномерно передает нагрузку на систему свай.
Функции ростверка близки к работе ленточного фундамента, но опорой для него является не поверхность грунта, а верхние концы вертикальных стержней. Для усиления конструкции, полые трубы после установки заливают уплотненным бетоном, что делает их невосприимчивыми к возможным боковым нагрузкам.
ВАЖНО!
Установка винтовых свай не требует погружения до появления контакта с плотными слоями грунта. При достаточном заглублении они вполне надежно удерживают постройку, являясь висячим типом свай.
Плюсы и минусы
К достоинствам винтовых свай относятся:
- Высокая скорость монтажа.
- Возможность ручной установки, что позволяет работать в непосредственной близости к готовым постройкам.
- Стоимость винтовых свай гораздо ниже, чем у других типов основания.
- Возможность повторного применения. При необходимости сваи могут быть извлечены и использованы в другом месте.
- Для установки не нужны земляные работы.
- Имеется возможность строиться на склонах или складках рельефа.
- Можно обойтись без привлечения сложной техники.
Недостатками являются:
- Условия эксплуатации способствуют появлению коррозии.
- Использование винтовых свай в регионах с высокой сейсмической активностью запрещено.
- Погружение в каменистый грунт не допускается.
- Использование винтовых свай на рыхлых или слабонесущих грунтах, не образующих достаточной боковой поддержки, требует дополнительного обследования и уточнения глубины погружения.
Большинство недостатков часто замалчивается производителями, поэтому необходимо иметь полное представление о свойствах и качествах конструкции.
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.
Недостатки свайно-винтового фундамента
У свайно-винтовых фундаментов есть и определенные минусы, которые стоит изучить перед принятием решения о его монтаже:
– 1. Быстрый выход из строя при установке в грунтах с повышенной влажностью, кислотностью или щелочностью. Если химическая реакция почвы существенно отличается от нейтральной, винтовые сваи обычно служат не дольше 50-60 лет.
В сложных условиях сваи подвержены коррозии, теряя в сроке эксплуатации.
– 2. Несущая способность свайно-винтового фундамента существенно ограничена: капитальное строительство на нем многоэтажных зданий недопустимо.
– 3. Невозможность обустроить подвальное помещение, поскольку контакт свай с почвой при таких попытках нарушается.
– 4. Подземные воды, попадающие в подпол здания, способны нанести фундаменту серьезный ущерб, так что необходима тщательная гидроизоляция отмостков и цокольной части.
– 5. Проект свайно-винтового фундамента обходится дорого, поскольку является строго индивидуальным. В нем учитываются геологические особенности участка и производятся весьма трудоемкие расчеты.
Проект делают не всегда, но в случае, если у вас достаточно сложный участок, без него не обойтись.
– 6. Невозможность монтажа такого фундамента в скалистой почве: сваи просто не удастся закопать на достаточную глубину.
– 7. Некачественные материалы. Винтовые сваи, купленные в недобросовестных компаниях, станут плохой опорой даже самому легкому строению и уже через несколько месяцев потребуют замены.
Какие наиболее оптимальны для использования в дачном строительстве?
Назвать оптимальный тип винтовых свай без анализа грунта или расчета веса дома невозможно.
Если исходить из специфики постройки, предполагающей создание относительно легкого дома с малым количеством этажей, то наиболее целесообразным вариантом будет применение однолопастных стволов диаметром от 57 до 108 мм в зависимости от типа и состояния грунта.
Более детальную информацию даст только обследование участка и расчет нагрузки, так как свая имеет определенный предел. Например, при диаметре 57 мм максимальная нагрузка составит 800 кг.
Область применения
Изначально свайно-винтовыми фундаментами пользовались при строительстве пирсов. Но военные развили эту идею, существенно расширив сферу использования. А на сегодняшний день эта разновидность фундамента широко используется и при частном строительстве. Технология производства винтовых свай существенно улучшена – для их создания используется специальная высокопрочная сталь. Кроме того, некоторые сваи имеют специальные лопасти на наголовнике, позволяющие дополнительно уплотнять слой почвы, прилегающий к ним.
Поэтому данная разновидность фундамента может стать удачным выбором при строительстве на сложных участках. Сюда можно причислить:
- участки с уклонами, возвышенностями, впадинами;
- участки с пучинистым грунтом;
- торфяные участки;
- регионы с глубоким промерзанием грунта.
Вести строительство на всех этих участках и использовать традиционных виды фундаментов (монолитный, столбчатый или ленточный) довольно проблематично. Кроме того, даже при правильно проведенном монтаже, на таких участках обычный фундамент может быть разрушен за несколько лет – из-за сезонного перепада грунтовых вод, а также промерзания почвы. Но свайно-винтовой фундамент легко прослужит в таких обстоятельствах несколько лет.
Для каких строений он необходим?
Винтовые сваи можно использовать для различных строений. Мировая практика показала способность этого типа фундамента успешно работать с массивными, тяжелыми и высокими зданиями и сооружениями.
Тем не менее, в России технология создания этого основания пока не отработана, поэтому обычно ограничиваются строительством вспомогательных или хозяйственных построек. Для жилых домов винтовые сваи используются неохотно и довольно редко.
Срок службы
В идеальных условиях (грунт, не обладающий разрушительным воздействием на материал, отсутствие коррозии и т.д) опора способна прослужить до 300 лет, а при наличии оцинкованного слоя — до 800 лет.
Так утверждают производители и маркетологи, хотя никаких оснований для этого у них нет. С момента изобретения не прошло еще и 299 лет, поэтому относиться к подобным заявлениям всерьез нельзя. Идеальных условий не существует, а воздействия и обычная усталость металла никуда не делись.
Поэтому реальным сроком службы такого фундамента следует считать 50-75 лет, хотя возможны отклонения в ту или иную сторону.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
Некоторые сооружения, которые были впервые построены на винтовых сваях их изобретателем Митчеллом, стоят и используются до сих пор.
Недостатки
Наряду с плюсами фундамента на винтовых сваях, всегда существуют минусы и ограничения, которые нужно учесть перед началом строительства.
К недостаткам металлических опор, которые вкручиваются в грунт, относят следующие факторы:
Не используются для строительства капитальных многоэтажных сооружений. Это связано в первую очередь с тем, что установленные сваи никак не связаны между собой и в разной степени подвергаются воздействию грунта.
Неравномерная усадка фундамента не приводит к образованию трещин и деформаций в стенках деревянных домов, чего нельзя сказать о кирпичных и бетонных конструкциях.- Подходят не для всех грунтов. Опоры не рекомендованы к использованию на участках с грунтом скалистого типа, большим содержанием каменных прослоек и известняковых залежей.
- Трудности в устройстве подвалов. При использовании винтовых свай можно построить подвальное помещение, но это будет отдельная конструкция с собственными стенами. Такой вариант приведет к удорожанию строительства в целом.
- Металл низкого качества. Многие производители свай экономят на качестве металла и антикоррозионного покрытия. Это приводит к преждевременному гниению и разрушению опор, а также возможным деформациям во время монтажа. Если в почве содержится большое количество химически агрессивных веществ, срок службы сваи сокращается до 50 лет.
- Подверженность изгибающим нагрузкам. На участках с подвижным грунтом металлические опоры в процессе эксплуатации могут деформироваться, что в целом ослабит всю конструкцию.
Является ли это капитальным фундаментом или нет?
Вкручивающиеся сваи способны нести очень тяжелые и массивные здания или сооружения. Поэтому их следует считать капитальным фундаментом по праву.
В этом вопросе возникает некий психологический дисбаланс, так как внешне они не выглядят надежной опорой, соответствующей термину «капитальный».
Тем не менее, основным признаком является допустимость использования при строительстве жилых домов.
Это позволяет обоснованно считать винтовые сваи капитальным типом основания.
Как правильно сделать выбор?
Выбор винтовых свай состоит из двух этапов:
- Определение подходящего типоразмера и вида винтовых свай.
- Выбор конкретных изделий по качеству и соответствию требованиям.
Первый этап практически полностью выполняется во время проектирования дома. Поэтому говорить о нем нет смысла.
Второй этап обычно выполняют представители фирмы, с которой заключен договор.
Если по каким-либо причинам приходится выбирать самостоятельно, следует обратить внимание на следующие детали:
- Толщина стенок трубы не должна быть меньше 4 мм.
- Толщина лопастей — не менее 5 мм.
- Качество сварки должно быть максимально высоким.
- Наличие слоя оцинковки.
- Тип и качество наконечника.
По этим критериям можно выбрать наиболее качественные изделия.
ВАЖНО!
Если какие-либо позиции не удовлетворяют установленные требования, от приобретения таких свай лучше отказаться.
Отзывы владельцев и типичные ошибки при строительстве
Строители, которые берутся за возведение фундамента своими руками, не имея квалификации и опыта, часто нарушают технологию, что негативно отражается на сроке службы самого сооружения.
Ошибки, которые чаще всего допускаются при строительстве свайно-винтового основания:
- Отказ от бетонирования внутренней полости сваи. Если толщина стенки опоры меньше 4 мм, то металл в процессе службы может разорвать в результате сильного промерзания почвы. Поэтому внутреннюю часть сваи необходимо до конца заполнить раствором, не допуская развитие внутренней коррозии. Усиленная конструкция также обеспечит необходимую жесткость фундаменту.
- Сваи на разной глубине. Это происходит из-за неоднородности грунта на участке. В результате нарушается равномерность несущей способности фундамента. Чтобы этого избежать, сваи завинчивают до полного упора в твердый грунт.
- Отклонение от вертикальной плоскости. В процессе заглубления металлического столба, строители могут наткнуться на подземные препятствия и ось сваи сместится в сторону. Допустимое отклонение не должно превышать 2-х градусов, иначе устойчивость конструкции нарушится.
Недочеты предпроектных расчетов могут привести к шатанию дома и другим неприятностям. Что служит тому причиной, можно узнать на форуме.
Для тех, кто сомневается в выборе фундамента, полезно будет ознакомиться с отзывами о домах на свайно-винтовом основании, изложенным на строительном форуме в теме: «Чем плохи винтовые сваи?»
Сколько стоит такое основание
Рассмотрим стоимость винтового фундамента для небольшого дома 6 : 6 м. Оптимальная схема свайного поля состоит из 9 свай.
Тогда от владельца участка потребуется оплатить монтаж 9 штук (стоимость от 650 до 1100 руб/шт) и цену самих свай.
Она зависит от длины и диаметра — например, ВС-57 (диаметром 57 мм) длиной 3 метра стоит 1100 рублей с монтажом или 1200 без монтажа.
Если решено использовать ВС-108, то цена без монтажа (для 3-метрового ствола) составит 1150 руб с монтажом и 1350 без монтажа. Разница в стоимости покупки с монтажом и без призвана стимулировать заказ установки в данной фирме.
В результате, стоимость фундамента составит около 20000 рублей. Но в эту сумму не входит доставка и прочие накладные расходы, поэтому необходимо иметь некоторый резерв.
В других фирмах цены могут отличаться, это надо уточнять непосредственно на месте.
Винтовые сваи, цена изделий
Как и любые другие параметры, стоимость высчитывается исходя из условий будущего строительства. Поэтому для каждого отдельного проекта дома будет своя стоимость. Мы возьмем очень маленький проект, чтобы просто наглядно показать схему, каким образом просчитать стоимость. Чтобы вы самостоятельно смогли просчитать стоимость свайного фундамента и для своего проекта. Так вот, наш пример будет следующим: будем рассчитывать стоимость винтового типа фундамента для домика 6 на 6 м. Исходя из того, что оптимальная схема свайного поля должна состоять как минимум из 9 свай. Вот что мы имеем.
Заказчику в зависимости от фирмы и условий нужно будет оплатить монтаж каждой сваи. Стоимость монтажа составит примерно от 650 рублей до 1150 рублей за одну штуку. И прибавить сюда цену самих винтовых свай. Цена винтовых свай зависит от диаметра и длины ствола. Для примера, BC-57, это значит, что диаметр 57 мм и длиной 3 метра будет стоить 1100 рублей с монтажом или же 1200 без такой услуги. Если же изделие выбрано BC-108, то соответственно цена, также для 3-х метрового ствола будет колебаться от 1150 рублей с монтажом изделий и 1350 рублей без такой услуги.
Выбор фирмы для монтажа винтовых свай
Почему существует разница в цене в зависимости от наличия или отсутствия опции монтажа, спросите вы. Все очень просто такой ход рассчитан на стимуляцию покупателя заказать монтаж винтовых свай в этой же компании. Конечно не всегда лучшим решением будет такой выбор, связано это с качеством установки. Необходимо изучить историю установок этой фирмы, ознакомится с отзывами и только после этого принимать окончательное решение в пользу такой опции. Или же наоборот обратиться к другой фирме, которая специализируется именно на монтаже, а не продаже винтовых свай.
В результате для нашего примера стоимость такого типа фундамента составит всего около 20 тысяч рублей. Но обратите внимание, что мы посчитали только стоимость самих изделий и их монтаж. Сюда еще нужно добавить дополнительные расходы на доставку и другие накладные расходы. имейте это в виду.
Конечно, в зависимости от фирмы цены могут разница, но у нас указана средняя цена. Поэтому обязательно узнавайте стоимость всех опций и требуйте подробный отчет, что и сколько стоит.
Расчет стоимости
Краткая и общая схема монтажа
Порядок действий:
- Разметка свайного поля.
- Завинчивание свай.
- Заливка полостей труб бетоном, подрезка верхушек для получения ровной плоскости.
- Установка оголовков.
- Монтаж ростверка.
Рекомендуется производить монтаж с помощью спецмашин. Это позволяет обеспечить вертикаль и отсутствие раскачивания сваи при завинчивании, что способствует максимально плотному контакту с грунтом. Места сварки и поврежденные в процессе подкрашивают защитным антикоррозийным составом.
