Статьи свайно винтовые фундаменты

Свайно-винтовой фундамент. Особенности, монтаж, возможные ошибки

Выбираете энергоэффективные решения?

Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE

Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)

Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)

Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)

Этот вид фундамента применяется уже более 150 лет, его использовали военные для быстрого возведения мостов в болотистой местности, прокладывания электролиний, установки столбов, маяков и других сооружений на участках со слабыми или замерзшими грунтами.

Применение свайно-винтовых фундаментов в жилищном строительстве началось сравнительно недавно, но преимущества данного вида фундамента быстро оценили застройщики. В наше время уже многие компании занимаются улучшением технологии производства и установки свай, предлагают новые конструкционные особенности винтовых свай, улучшающие их эксплуатационные характеристики.

Одним из главных преимуществ свайно-винтового фундамента является возможность строительства на любых сложных грунтах — обводнённых, заболоченных, торфяных, пучинистых, а также на участках со сложным рельефом. Этот фундамент очень экономичен, так как для его возведения не требуются подготовительные земляные работы, такие, как рытьё котлованов или траншей, а завинтить сваю можно даже вручную, без применения специальной техники.

Благодаря отсутствию земляных работ свайно-винтовой фундамент возводится в кратчайшие сроки и его строительство не нарушает экологического равновесия застраиваемого участка. Отлично подходит этот вид фундамента для возведения пристроек к существующим зданиям и обустройства столь популярных в загородном домостроении террас, веранд, патио, причалов и других архитектурных объектов.

Надёжность и долговечность такого фундамента также можно отметить в числе его преимуществ. Запас несущей способности свай — от 4 до 18 тонн, при том, что для деревянного дома достаточно 2 – 3 тонн, а для кирпичного — 7 – 9. Фундамент получается сейсмоустойчивым, не подверженным силам морозного пучения, ремонтопригодным.

Конструктивно винтовая свая представляет собой стальную трубу, к которой приварен наконечник с лопастями. На строительном рынке представлены литые винтовые сваи и сварные винтовые сваи. Различие между этими видами свай заключается в способе изготовления наконечника сваи. В первом случае наконечник с лопастями изготавливается методом точного литья по выплавляемым моделям, во втором случае лопасти навариваются на наконечник методом полуавтоматической сварки в газовой среде.

Выпускаются сваи с наконечниками в виде конуса или с косым срезом на конце. Сваи с конусообразным наконечником рекомендуется заливать цементным раствором после ввинчивания, а внутреннее пространство сваи с косым срезом во время ввинчивания заполняется землёй, что повышает прочность установки сваи.

Некоторые производители предлагают сваи оригинальных конструкций, например, заборные трехлопастные винтовые сваи, имеющие помимо лопасти на наконечнике, ещё две лопасти на теле сваи. Такая конструкция свай обеспечивает устойчивость забора при нагрузке в горизонтальном направлении, то есть при раскачивании забора под действием ветра.

Сваи покрываются антикоррозийным составом, выпускаются также оцинкованные сваи. Диаметр свай варьируется от 57 до 325 мм, самыми востребованными являются сваи диаметром 108 мм, широко применяющиеся при возведении брусовых, каркасно-щитовых и бревенчатых домов. Длина свай составляет от 1,5 до 3 метров, при необходимости ввинчивания сваи на большую глубину, её можно нарастить.

Расчёт свайно-винтового фундамента производят в несколько этапов. В начале рассчитывают прочность материала свай и ростверков, затем нужно рассчитать несущую способность грунта. Производя эти расчёты, необходимо кроме вида грунта и глубины его промерзания учесть климатические условия региона, в котором находится застраиваемый участок. Заключительным этапом расчета является определение несущей способности фундамента. На этом этапе следует ориентироваться на проект дома, учитывать его особенности, расположение несущих конструкций и пр. Для получения сведений, необходимых для более точных расчетов, производят пробное завинчивание сваи.

Ввинчивание свай производится на глубину не меньшую, чем глубина промерзания. Если грунт на участке сложный, например, верхние слои грунта — торфяные, сваи наращивают, пока они не достигнут крепкого грунта. Затем сваи обрезают до одного уровня и бетонируют. Рекомендуется закладывать в полость сваи попеременно 5 см густого раствора и 5 см сухой смеси. В этом случае выделяющаяся при усадке раствора влага впитывается сухой смесью.

Бетонирование необходимо для усиления жёсткости сваи, также достигается увеличение срока службы фундамента. При использовании толстостенной трубы (толщина стенок 6–8 мм) можно не применять бетонирование, хотя это и нежелательно. Если же используется труба со стенками 4 мм, то бетонирование обязательно.

После заливки свай их скрепляют между собой, для обвязки фундамента применяют швеллер, двутавр или деревянный брус. Если фундамент предназначен для лёгкой конструкции, например, для бани, то роль ростверка может играть нижний венец сруба. В этом случае к верхней части сваи приваривается специальный оголовок, предназначенный для распределения нагрузки. Получившиеся сварочные швы необходимо покрыть антикоррозионным составом.

Винтовые сваи можно использовать повторно. Особенно это удобно при возведении временных сооружений. И сооружение, и фундамент можно демонтировать и перенести на другое место, используя те же сваи. В этом случае сваи после ввинчивания не бетонируются.

Зачастую в процессе монтажа допускаются ошибки, снижающие устойчивость и надёжность свайно-винтового фундамента. Одной из самых распространённых ошибок является установка свай в заранее выкопанную яму. Таким методом неопытные строители пользуются, если в грунте встречается слишком много препятствий. Это недопустимо, так как уменьшается горизонтальная стабильность сваи. Если всё же пришлось выкопать яму, то сваю следует ввинтить в устойчивый грунт ниже дна ямы на 600–800 мм.

Подобную ошибку можно допустить и в случае работы на торфяном грунте. Пройдя торфяной слой, следует не останавливать ввинчивание на поверхности плотного слоя, а продолжать заглубление сваи на те же 600–800 мм.

Другой ошибкой, которая может привести к осадке фундамента является вывинчивание сваи для выравнивания высоты. Свая может просесть на высоту вывинчивания и фундамент будет разрушен.

При установке сваи допустимо вертикальное отклонение в 1,5 – 2 градуса, если свая из-за подземных препятствий отклонилась на большую величину, она потеряет устойчивость, к тому же, её нельзя будет нарастить.

Таким образом, произведя точный расчёт и избежав ошибок при ввинчивании свай, можно получить фундамент, которых гарантированно прослужит 80 – 100 лет.

Источник

Винтовые сваи в международных стандартах и практических рекомендациях пользователей FORUMHOUSE

Выбираете энергоэффективные решения?

Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE

Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)

Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)

Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)

Винтовые сваи считаются универсальным видом фундамента, который делается за один день, подходит для любых грунтов, спокойно служит более ста лет (но это зависит от качества стали) и не наносит вред почвенному покрову участка. Строителям выгодно использовать винтовые сваи – на устройство фундамента уходит не пара месяцев, а пара дней, но чем это может обернуться для будущих владельцев дома? Особенно в российских условиях, когда нет ясности с официальными строительными нормативами и рекомендациями по применению винтовых свай в малоэтажном строительстве. Эта статья рассказывает о том, какие нормативы и рекомендации существуют в мировом строительном сообществе, и чем руководствуются при установке винтовых свай участники нашего портала.

Содержание

• Преимущества винтовых свай
• Ограничения для винтовых свай по Международным строительным нормам
• Какой грунт не подходит для винтовых свай
• Требования к элементам конструкции винтовой сваи

Преимущества винтовых свай

Почти 200 лет назад в США появилось первое строение на винтовых сваях. Это был маяк Стонингтон-Харбор в Коннектикуте: десятиметровая каменная башня, соединенная с каменным домом смотрителя. Этот маяк цел до сих пор.

Винтовые сваи разработал молодой ирландец Александр Митчел. На «винтовых сваях Митчела» строили маяки и причалы, железнодорожные мосты и путепроводы. Преимущества винтовых свай были очевидны:

• скорость (готова к использованию сразу же после установки);
• технологичность (понято, что вручную сваи для промышленного использования не ввинчиваются);
• невысокая стоимость (они всегда дешевле железобетонных фундаментов);
• независимость от климатических условий (их можно устанавливать хоть в мороз, хоть в жару от -35 до 35 градусов Цельсия).
• независимость от УГВ: не надо волноваться из-за набухающих грунтов и осушать площадку.

Посмотрите видео о том, как легко можно бурить сваи даже зимой:

Ограничения для винтовых свай по Международным строительным нормам

Но все вышесказанное касается только фундаментов из свай, сделанных промышленным способом и по всем параметрам соответствующих Международным строительным нормами ICC AC358 Helical Foundation Acceptance Criteria (Критерии приемлемости фундаментов на основе винтовых свай). И даже для таких свай введен целый ряд ограничений.

1. Винтовые сваи используются только для строений с классами сейсмостойкости от А до С, от «конструкции для сейсмобезопасных районов» до «конструкции для районов с умеренной сейсмической активностью».
2. Удельное электрическое сопротивление грунта должно быть при этом более 1000 Ом-см (это связано с высокой скоростью электрохимической коррозии стали);
3. РH грунта должен быть более 5,5.

1. Грунт не должен содержать большое количество органики;
2. Сульфация грунта должна быть менее 1000 ppm (иначе появляется угроза для незащищенного бетона железобетонных свай);
3. Грунт не должен содержать отвалы грунта, мусор и пр;
4. Грунт должен обеспечивать боковую поддержку свай. Рыхлые пылеватые пески, торф, мягкие осадочные породы тут неприемлемы.

Чтобы понять, с каким грунтом приходится иметь дело, обычно делают пробное вкручивание или бурение. Не лишним будет поговорить с соседями, которые уже поставили дом на винтовые сваи: все достоинства и недостатки они уже выявили эмпирическим путем.

Какой грунт не подходит для винтовых свай

Особенности грунта, для которого винтовые сваи будут нерациональными и даже опасными, сформулировал пользователь FORUMHOUSE c ником Игорь3.

Слабонесущий грунт – свая легко вкручивается на всю глубину или свободно вращается, не закручиваясь. Столкнувшись с этим явлением, обычно сваю наваривают до упора до прочного грунта, но:

Глубина до прочного грунта может быть боле 7 метров, что делает этот тип фундамента уже не рациональным.

Твердый грунт. Это довольно распространенное явление: грунт настолько жесткий, что металл не выдерживает, обычную винтовую сваю с лопастями просто не вкрутить.

Каменистый грунт. Даже небольшие камни на пути лопастей усложняют вкручивание или делают его невозможным.

Как и для всех видов заглубленных фундаментов, для фундамента из винтовых свай обязательна боковая поддержка грунтов. В п. 1810.2.1 Международного строительного кода IBC для винтовых свай, которые устанавливаются в текучих грунтах или воде и не связанных между собой в группы обязательно требование:

Требования к элементам конструкции винтовой сваи

Толщина металла стенок винтовой сваи зависит от двух параметров:

• нагрузки на нее;
• условий эксплуатации.

Под условиями эксплуатации в большей степени понимается, как будет истончаться металл из-за коррозии – именно от того зависит, прослужит свая 400 лет или проржавеет через 40 лет и дом рухнет.

Допустим, у вас на участке обычный суглинок (не солончак и не кислые почвы) и труба ГОСТ 10704-91 «трубы стальные электросварные прямошовные» с толщиной стенки 3,8мм (самый ходовой размер). Свая не покрашена, или покрашена дешевой, но не специальной краской. По моим наблюдениям, такая свая может прослужить около 50 лет. А если сталь защищена специальной краской, а лучше цинком, то срок нормальной эксплуатации сваи намного больше.

Требование использовать цинковые покрытия свай в грунтах с высокой коррозионной активностью предъявляет международный стандарт ICC AC358 Helical Foundation Acceptance Criteria. Ниже в таблицу мы собрали требования этого документа к конструкции винтовой сваи:

Параметр

Величина

20-35 см (или 8-14 дюймов)

Толщина стенки ствола в неагрессивных грунтах

Толщина стенки ствола в агрессивных грунтах

Толщина полимерного покрытия

Большинство свай российского производства этим параметрам не соответствует. Их делают из сварных труб (стойкость к коррозии бесшовных труб из горячего проката значительно выше, и именно из таких труб должен был делаться ствол сваи согласно советскому справочнику «Сваи и свайные фундаменты», выпущенному в 1977 году). Как уже говорилось, «самый ходовой размер» толщины стенки у нас 3,8 мм (но почти всегда до 4 мм). А покрытие от коррозии настолько тонкое, что не часто не переживает даже транспортировку.

Очень важно, чтобы на сваю было нанесено качественное, износостойкое покрытие. Можно проверить качество краски, царапнув ее рядом с просверленном отверстием в конце сваи. Качество сварки можно увидеть по шву: он должен быть сплошной, ровный, красивый, без соплей и раковин. И металл должен быть гладкий. Нужна уверенность, что перед вами – не покрашенная ржавая труба.

Если перевернуть сваю и постучать по ней, из нее не должна сыпаться ржавчина.

Популярное в нашей стране «обваривание» стальных винтовых свай связями из стальных швеллеров, двутавров и уголков ускоряет коррозию. В грунтах со слабой боковой поддержкой эта технология – суровая необходимость, без нее не обойтись. Но при этом может возникнуть гальваническая связь между сваями и другими стальными строительными элементами и арматурой железобетонных конструкций: это приводит к появлению блуждающих токов, ускоряющих коррозию. В пункте 3.9 ICC AC358 говорится о том, что той связи быть не должно. Также этот пункт запрещает совмещение в свайном фундаменте оцинкованных и неоцинкованных элементов.

В целом, если человек не знает степень коррозионной агрессивности грунта на своем участке, ему лучше не рисковать и использовать сваи со стволом:

• горячей оцинковки;
• толщиной стенок8-9,5 мм и более.

Выводы

На нашем портале часто можно часто встретить мнение, что винтовые сваи не подходят для ответственных строений.

Винтовые сваи — удел сараев и бытовок, ну ни в коем случае для дома!

Но в реальности на винтовых сваях надежно и долго стоят даже большие дома. Самое главное здесь – высокое качество свай и правильный расчет. Учитывать нужно и особенности грунта, и степень его коррозивной агрессивности. Фундамент – основа дома, и легкомысленность в этом вопросе недопустима.

Больше узнать про винтовые сваи и определиться с их допустимость в малоэтажном строительстве помогут темы на FORUMHOUSE «Фундамент на винтовых сваях – 6» и «20 мифов про винтовые сваи». Почитайте нашу статью – она доказывает, что существует всего три причины построить свайно-винотовой фундамент. Посмотрите наше видео про утепленный финский фундамент, который рассказывает нюансы монтажа, конструкционные особенности, отличия от подобных типов плитных фундаментов.

Источник