Свайно-винтовые фундаменты. Типы, конструкции, правила установки.

Все чаще встречаются рекомендации применять для малоэтажных зданий фундаменты на винтовых сваях, в то время, как существует широкое разнообразие других конструкций и технологий возведения фундаментов. Разберемся, являются ли такие утверждения рекламными акциями или они действительно отражают объективные данные.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ФУНДАМЕНТАХ НА ВИНТОВЫХ СВАЯХ

Винтовые фундаменты – это разновидность свайных фундаментов, в которых сваи, также как и сваи других конструкций, устанавливаются в виде свайного поля и связываются между собой железобетонным, металлическим или деревянным ростверком.

Свайно-винтовые фундаменты

Винтовые фундаментные сваи изготавливаются в форме больших металлических трубчатых буров со специальными винтовыми наконечниками, предназначенными для завинчивания свай в грунт. В зависимости от конструкции (материала) несущих стен, от веса здания или сооружения, под которые устанавливается винтовой фундамент и от типа и несущей способности грунта, винтовые сваи имеют различные конструкции, формы и размеры.

Типы винтовых свай

Для защиты от коррозии на поверхность свай наносятся специальныее составы или делается их оцинковка. В средней полосе нашей страны для строительства деревянных (брусовых, бревенчатых, каркасных) индивидуальных жилых домов чаще всего используются сваи с диаметром ствола 108 мм и длиной 2500 мм (2,5 м):

Для других объектов: более легких (хозблоки, заборы, теплицы и т.п.) или, наоборот, более тяжелых (каменные здания) и на неровных участках строительства со сложными грунтами, диаметр ствола свай может варьироваться от 57 до 325 мм, а длина от 1,5 до 3 м. Более того, при залегании прочного грунта глубже указанных длин свай, сваи можно наращивать прямо в процессе их установки.

После формирования свайного поля и перед началом установки ростверка оголовки свай обрезаются в один проектный уровень, а в их полый ствол заливается пескобетон (смесь высококачественного портландцемента, крупнозернистого песка и пластифицирующих добавок). Пескобетон заливается в сваи с целью увеличения их жесткости и для защиты внутренней поверхности ствола сваи от коррозии. При небольших нагрузках на сваи и при толщине стенок их ствола более 6 мм, пескобетон можно и не заливать, но, при других условиях (большая тяжелая постройка, стенки сваи тоньше 6 мм), бетонирование ствола следует проводить обязательно.

ПРЕИМУЩЕСТВА ВИНТОВЫХ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ ПЕРЕД ФУНДАМЕНТАМИ ДРУГИХ ТИПОВ

1. Технология установки свай (ручное или механизированное закручивание) исключает земляные работы, что, позволяет сохранять поверхностный слой почвы и не нарушать естественный ландшафт участка. Также, винтовые сваи можно устанавливать в стесненных условиях, что имеет определяющее значение при возведении всевозможных пристроек к существующим домам и строительству на небольших участках;

Установка свай в стесненных условиях

2. Стоимость винтовых фундаментов, при всех прочих равных (глубина заложения, нагрузка, конструктивная схема и размеры объекта, типы грунтов) на 30-50% ниже, чем у других типов фундаментов;

3. Винтовые фундаменты устанавливаются в короткие сроки и, практически в любое время года при любой погоде;

4. Винтовые сваи являются самой универсальной фундаментной конструкцией, успешно применяемой и для всех типов грунтов (кроме скальных), и для всех типов малоэтажного строительства, как для капитальных жилых зданий, так и для всевозможных хозяйственных построек, сооружений и ограждений;

Области применения свайно-винтовых фундаментов

5. При необходимости винтовые сваи могут быть демонтированы и использованы повторно в других местах. Возможность многоразового использования винтовых свай особенно удобна при строительстве временных сооружений.

6. Фундаменты на винтовых сваях прекрасно «работают» в пучинистых грунтах, т.к. слабо подвержены воздействию касательных (выталкивающих) сил морозного пучения за счет гладкости и малой площади металлического ствола. Также, они являются, своего рода, анкерным устройством, которое противодействует вырывающим усилиям, что особо важно при слабых и обводненных грунтах.

7. Особенно эффективно использовать свайно-винтовые фундаменты на площадках со сложным рельефом и отсутствием возможности проведения земляных работ, например, при строительстве причалов на берегу водоемов.

Безусловно, все перечисленные достоинства проявляются на реальных объектах только при условии соблюдения технологии установки свайно-винтовых фундаментов, высокого качества и правильного выбора типа, размера и других характеристик самих винтовых свай.

Каковы же критерии оценки качества свайно-винтовых фундаментов и факторы, влияющие на их надежность и долговечность? На что необходимо обратить внимание исполнителю при монтаже фундаментов, а заказчику при приемке этих работ?

ОСНОВНЫЕ КРИТЕРИИ КАЧЕСТВА ВИНТОВЫХ СВАЙ

Выбор винтовых свай осуществляется по следующим их характеристикам:

— марка стали (выбирается в зависимости от капитальности строения: от Ст3 и выше);

— толщина металла (не менее 4 мм для ствола и 5 мм для лопастей винта);

— диаметр лопастей винтов (выбирается в зависимости от расчетного сопротивления грунта и величины нагрузки от строения). Для примера, в таблице приведена несущая способность сваи (в тоннах) с диаметрами ствола 89 мм и лопасти 300 мм для различных видов грунтов (расчеты проведены по данным СНиП 2.02.03-85-3):

— технология изготовления наконечника сваи (литой – более прочный и долговечный, чем сварной);

— качество антикоррозионного покрытия сваи (обмазка битумными составами, покраска противокоррозионными красками, покрытие эпоксидными составами и оцинковка – покрытия указаны по мере возрастания их надежности).

ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ СВАЙНО-ВИНТОВОГО ФУНДАМЕНТА

Работы по установке винтовых свай необходимо выполнять при соблюдении следующих условий:

— тип винтовых свай, их характеристики, количество и место установки на свайном поле должны быть строго обоснованы и рассчитаны на основе данных исследования качества грунтов и оценки нагрузок от сооружения;

— не допускается регулировка высоты оголовка свай их обратным вывинчиванием, и прокручиванием свай на месте, т.к. в результате такого, разрыхляющего грунт действия, уменьшается его несущая способность;

— не допускается наклон (отклонение от вертикали) свай более чем на 1,5 – 2 градуса. Сваи необходимо устанавливать строго вертикально даже, если это потребует незначительного (с учетом ширины ростверка) отклонения их оголовка от проектного положения в плане;

— винтовые сваи устанавливаются прямо с естественной поверхности земли без предварительного устройства приямков, которые могут уменьшить устойчивость сваи;

— сваи завинчивают по усилию, определяющему несущую способность грунта (до полного упора в твердые слои грунта), но не менее глубины промерзания грунтов (при пучинистых грунтах);

— как уже было сказано выше, для капитальных строений, сваи с толщиной стенки ствола менее 6 мм следует заливать пескобетоном.

ВЫВОДЫ

Перечисленные технические и технологические достоинства свайно-винтовых фундаментов, их универсальность, экономичность и надежность позволяют сделать вывод, что для малоэтажного частного строительства, для всевозможных дачных строений, пристроек и сооружений они являются наиболее подходящим типом фундаментов.