Все об устройстве свайно-винтового фундамента

Свайно-винтовой фундамент состоит из стальных опор, заглубляемых в грунт посредством вкручивания ручным или механизированным методом. Конструкция дополнительно укрепляется ростверком, способствующим равномерному распределению нагрузки. Основание, созданное с использованием винтовых свай, имеет объективные преимущества и недостатки.

Конструктивные особенности

Винтовая свая состоит из ствола (как правило, стальной трубы) и нижней лопасти, которая обеспечивает завинчивание в грунт и при этом увеличивает несущую способность сваи. Согласно СП «Свайные фундаменты», винтовые сваи подразделяются на узколопастные (с соотношением d/D = 0,6–0,8, где d — диаметр ствола сваи, а D — диаметр лопасти) и широколопастные (d/D < 0,6). Первые предназначены для устройства фундаментов на плотных глинах и крупнообломочных грунтах, вторые могут применяться на любых других грунтах. На практике узколопастные многовитковые сваи также оптимальны для установки столбов, не оказывающих значительной сжимающей нагрузки на грунт (заборы, перголы, лёгкие навесы).

Конструктивные особенности
Конструктивные особенности

Не так давно на рынке появились винтовые сваи новой разновидности. Тело такой сваи изготовлено из высокомарочного бетона с добавлением фиброволокна и усилено мощным арматурным каркасом. По форме она относится к узколопастным многовитковым. Завинчивают такую сваю вручную или машинным способом, используя специальный ключ из термоупроченной стальной трубы квадратного сечения, который вставляют в ствол на всю его высоту (благодаря этому свая не разрушается при возрастании крутящего момента). Заявленный срок службы бетонной сваи — 100 лет, а стоит она не дороже стальной оцинкованной.

Конструктивные особенности

Владимир Григорьев/Burda Media В последние годы стала популярной технология реконструкции старых фундаментов с помощью винтовых свай, которые завинчивают как можно ближе к стенам. Владимир Григорьев/Burda Media Домкратами поднимают дом на временные опоры. Затем обрезают верх свай. Владимир Григорьев/Burda Medi Затем бетонируют их стволы. Владимир Григорьев/Burda Media После приваривают ростверк и опускают на него дом.

Конструктивные особенности

Согласно СП 50-102-2003

п. Погружение винтовых и бурозавинчиваемых свай рекомендуется производить с помощью буровых установок типа СО-2, СО-1200 или специальных установок, развивающих крутящий момент не менее 32000 Н·м.

В процессе погружения свай через каждые 0,5 м должны фиксироваться и заноситься в журнал продолжительность погружения сваи и значения крутящего момента.

В целях минимального нарушения структуры грунта при погружении винтовых и бурозавинчиваемых свай и сокращения времени погружения значение осевой пригрузки должно приниматься в зависимости от плотности проходимого грунта. Осевую пригрузку корректируют таким образом, чтобы коэффициент погружения сваи  kп, вычисляемый как отношение теоретического числа оборотов сваи на 0,5 м ее погружения nт  к фактическому числу оборотов n, определяемому путем умножения скорости вращения выходного вала установки для погружения на продолжительность погружения сваи на 0,5 м, был возможно ближе к 1.

Примечание — Теоретическое число оборотов сваи на 0,5 м ее  погружения nт определяют путем деления Δl =0.5  м на шаг спирали (винтовой лопасти).

При соответствующем обосновании расчетом и согласовании с проектной организацией допускается изменение расположения винтовых и бурозавинчиваемых свай с глухим наконечником в процессе производства работ (извлечение свай при встрече с местными скоплениями галечника, крупными валунами и т.п. и повторное погружение свай).

В подобных случаях (наличие включений) допускается применение лидерных скважин диаметром, не менее чем на   меньшим диаметра ствола сваи d , и расположением их забоя не менее чем на 1 м выше отметки расположения нижних концов свай.

15.5.9 В состав показателей, контролируемых при устройстве фундаментов из винтовых и бурозавинчиваемых свай с глухим наконечником, входят те же показатели, что и при устройстве фундаментных конструкций из забивных, вибропогружаемых и вдавливаемых свай. Показатели и допустимые отклонения для них должны приниматься по 15.5.7.

15.5.7 В состав основных показателей, контролируемых при устройстве фундаментов из забивных, вибропогружаемых, вдавливаемых и завинчиваемых свай, входят их положение в плане, отметки голов и вертикальность оси свай.

Предельные отклонения фактического положения свай в плане от проектного при:

  • однорядном расположении свай поперек оси свайного ряда составляют ±0,2d  ( d — диаметр или сторона сечения свай), а вдоль оси ряда ±0,3d;
  • для кустов и лент с расположением в два и три ряда ±0,2d — для крайних свай поперек оси свайного ряда и  ±0,3d — для остальных свай и крайних свай вдоль оси свайного ряда;
  • для сплошного свайного поля ±0,2d  для крайних свай и  ±0,4d — для средних свай.
Читайте также:  Особенности отделки цоколя частного дома

Предельные отклонения фактических отметок голов свай от проектных при монолитном ростверке или плите составляют ±3 см, при сборном ростверке ±1 см, а в безростверковом фундаменте со сборным оголовком ±5 см.

Предельные отклонения осей погруженных свай от вертикали составляют ±2% их длины.

Особенности, плюсы и минусы свайно-винтового фундамента

Этот вид основания представляет собой совокупность свай, которые вкручиваются в землю. Это можно сделать своими руками или использовать специальную технику. Сверху делается ростверк – обвязка винтовых свай, что расположены по отдельности, в цельную конструкцию. Она может быть выполнена из дерева или из металла.

Фундамент с металлическим ростверком

Что такое сваи

Особенности, плюсы и минусы свайно-винтового фундамента

Каждая свая выглядит как металлическая труба с толстыми стенками – от 40 до 120 мм. У неё есть наконечник в виде лопасти с большой резьбой, что помогает закручивать сваи в землю и одновременно выполняет функцию опоры на грунт. Диаметр лопастей бывает разным – от 20 до 85 см.

Чтобы облегчить процесс установки, чаще всего используются винтовые сваи с длиной в пределах 2-2,5 м. Благодаря идеальной форме лопастей они легко вкручиваются на необходимую глубину усилиями 3-4 рабочих.

Винтовые сваи

Внимание! Если в высоте имеются перепады либо есть другая боковая нагрузка, применяются сваи с двумя лопастями. За счёт этого фундамент и стоящее на нём здание становятся ещё устойчивее.

Сваи бывают полыми и цельными. Для фундамента чаще всего используют полые, чтобы была возможность залить в середину бетон. Лопасти у сваи расположены перпендикулярно, поэтому винт не будет разрыхлять грунт. Несущая способность у них находится в пределах 5-25 т. При возведении фундамента можно выбрать один из нескольких вариантов проектов. На выбор будет влиять тип почвы и особенности архитектуры здания.

Таблица 1. Проекты фундамента.

Особенности, плюсы и минусы свайно-винтового фундамента
Как выглядит Когда используется
Одиночные сваи Служат для поддержки отдельных элементов. Часто применяются, когда нужно достроить что-либо к готовому зданию
Стандартный фундамент Подходит под колонны, главные элементы здания
Свайные ленты Находятся под стенами дома
Свайное поле Применяется при возведении тяжёлых конструкций

Особого внимания требует защитное покрытие свай. Самые надёжные стройматериалы делаются с напылением их полиуретановой смолы и оцинкованные сваи. Последние получают путём обработки горячей оцинковкой. Защитное покрытие у них есть и с внутренней, и с наружной стороны.

Интересно знать! Чтобы проверить качество свай, можно попросить в магазине стройматериалов провести тестовое закручивание. При сильном оголении металла защита будет плохая, а если покрытие надёжное, оно останется неповреждённым.

Преимущества свайно-винтового фундамента

Если выбрать качественные стройматериалы, возведённое из них основание будет обладать следующими плюсами:

  1. Сваи можно использовать повторно, если аккуратно их демонтировать, не оставляя повреждений на защитном покрытии.
  2. Нет необходимости выполнять большой объём строительных работ. При этом монтаж этого вида фундамента возможен даже на подвижном и водянистом грунте.
  3. К возведению дома можно приступать сразу после установки оголовка.
  4. Длительность эксплуатации фундамента на сваях – от 150 лет. Если обеспечить им дополнительную защиту от коррозии, они прослужат ещё на 50 лет больше.
  5. Цена свайно-винтового основания в 3 раза меньше, чем ленточного.
  6. По окончанию работ на участке не накапливаются строительные отходы.
Особенности, плюсы и минусы свайно-винтового фундамента

На установку такого фундамента уходит от 1 до 3 дней, если делать всё вручную, без использования технических средств.

Установка винтовых свай своими руками

Недостатки конструкции

К немногочисленным её минусам относят следующие:

  1. Не подходит для монтажа на крупнообломочном или скалистом типе почвы.
  2. Если нарушить технологию установки, фундамент со временем деформируется. Это произойдёт, если не фиксировать положение свай, плохо выполнить их обвязку.
  3. При некачественном защитном покрытии сваи будут подвержены коррозии, а это в дальнейшем плохо отразится на устойчивости конструкции.

Чтобы не сталкиваться с этими недостатками, рекомендуется заранее исследовать грунт на участке, выбирать качественные материалы и соблюдать рекомендации по монтажу свай.

Особенности, плюсы и минусы свайно-винтового фундамента

Опора, покрытая ржавчиной

Срок службы винтовых свай | Город свай

В строительстве часто используют винтовые сваи. Впоследствии их возможно демонтировать и применять в новой постройке. В документах срок эксплуатации винтовых свай граничит от 80 до 120 лет. Для долгого пользования нужно купить более качественный продукт. Существуют 2 разновидности свай: СВ- свая винтовая со сварным наконечником, а также СВЛ-с литым наконечником. СВЛ гораздо лучше. Сваи производятся из листового железа. Ржавчина возникает на сварном шве. Не стоит приобретать сваи, выполненные кустарно. Свая в земле может поржаветь или при прикручивании может обломаться плохо сваренная лопасть.

Срок службы фундамента на винтовых сваях улучшается, используя предварительной антикоррозийной обработки. Этот процесс достигается с помощью определённых средств. Приветствуется оцинковка сваи. Для усиления срока службы сваи внутрь заливают цемент. Свая более жесткая и не будет ее разрыва при попадании внутрь воды. Также используют профилактику свай.

Долговечность винтовых свай зависит:

  • качества винтовых свай;
  • установки свай;
  • профилактических работ.

Также армирование, гидроизоляция, дренаж продлевают сроки эксплуатации строения. Срок службы свайного фундамента составляет до 180 лет, это при идеальных условиях, реалии свайного фундамента- 30-50 лет.

Правила обработки винтовых свай

Сроки службы свайного основания увеличатся, обрабатывая его горячим цинкованием. Также подойдет холодный цинк, нанеся его на поверхность металла. Первый способ гораздо дороже и по качеству опережает. Трубы, которые окрашены лучше не приобретать для свайного фундамента, зачастую под краской они ржавые. Лучше купить полимер-краску и перед монтажными работами покрасить сваи лично.

Какие сроки службы у винтовых свай?

Поставщики провозглашают, что срок службы свайного фундамента составляет 140-150 лет. Если толщина лопасти сваи 5 мм, то это значение делится на мм в год, а именно на скорость коррозии. Если нет кислорода, уменьшается скорость коррозии на 30 %. Ставя свайный фундамент по данным категориям, срок службы будет не 150 лет, а 30 лет.

Реалии срока службы свайного фундамента колеблются от 40 до 80 лет. Профилактика улучшит срок службы свайно-винтового фундамента. Срок службы винтовых свай «Фундекс» определяется в 100 лет.

Мнение фирм

Срок службы винтовых свай | Город свай

Коррозия – произвольное разрушение металлов, вызванное химическим или физико-химическим воздействием окружающей среды. Она определяет долговечность.

Коррозия бывает: химическая; электрохимическая. Механическая эрозия — действие окружающей среды. Биологическая коррозия (влияние бактерий). Радиационная коррозия ( при сильной радиации).

Механическая эрозия физически влияет на объект. Винтовые сваи подвержены разрушению от скачков температур, металл под воздействием подвержен расширению или сужению. Механическая эрозия на сваю практически не оказывает воздействия.

Химическая коррозия – это взаимодействие поверхности металла с коррозионно-активной средой.

Что влияет на время жизни свайного фундамента?

Влияют: время, качество винтовых свай и профилактика.

Факторы, влияющие на срок жизни винтовых свай:

  • Механический фактор, он разрушает сваю, замерзание, влага;
  • Химическая коррозия-влияние почвы на сваю;
  • Электрохимическая коррозия, возникающая вследствие блуждающих токов в земле.

Методы защиты винтовых свай:

  • горячая оцинковка сваи;
  • гальваническое цинкование;
  • покраска продукции красками, в которых имеется цинковый порошок;
  • покрытие основы эпоксидными веществами;
  • применение битумных составов.

Для внутренней защиты используют бетонирование.

Почему застройщики не доверяют фундаменту на винтовых сваях?

Если в ГОСТ прописан срок эксплуатации винтовых свай от 60-120 лет, откуда берутся сомнения и мифы о ненадежности такого основания под дом? А дело все в том, что во время изобретения винтовых опор не была распространена защита металлических элементов от коррозии. Именно по этой причине в сваю закладывался высокий запас прочности, в результате чего стенки лопасти и опоры получались очень толстыми, достигая 14 мм, когда достаточно было 5-6 мм. Это делало их очень неудобными в монтаже. Благодаря современным научным открытиям, появились эффективные антикоррозийные покрытия, основанные на эпоксидных и полиуретановых смолах, и необходимость в такой толщине стали отпала.

К сожалению, зная всю в правду о возможностях винтовых свай, некоторые молодые компании в погоне за высоким заработком любым, пусть и незаконным путем, производят винтовые опоры из самых подверженных коррозии труб из тонкого металла, приваривая к ним лопасти. При этом они не учитывают, что сварной шов является самым уязвимым местом всего изделия и именно здесь быстрее всех образуется коррозия. Из-за таких производителей и появляются различные мифы о ненадежности свайно-винтового фундамента, который якобы не может похвастаться долгим сроком службы.

Типичные ошибки при обустройстве свайно-винтового фундамента

Работы по обустройству оснований, проводимые гражданами, не имеющими должного уровня квалификации и достаточно опыта, оборачиваются типичными ошибками, существенно снижающими технические характеристики и срок эксплуатации конструкции. Преимущественно допускаются следующие неточности:

  • вывинчивание свай в процессе регулировки высоты в горизонтальной плоскости – нарушается несущая способность конструкции, из-за формирования под опорой рыхлого слоя почвы. Испытывая избыточные нагрузки, фундамент проседает и происходит деформация конструкции;

Рис 3. Полость, сформировавшаяся после вывинчивания

  • отклонение от вертикальной плоскости в процессе заглубления опор – наталкиваясь на подземные препятствия, в процессе ввинчивая в почву, свая смещается в сторону.

Совет эксперта! Если возникает отклонение, то следите за его траекторией и не допускайте превышения 2°. Соблюдая это требование, удастся избежать неустойчивости фундамента. Когда отклонение превысило допустимую норму, надо поменять размер опоры, закрепив верхний сегмент с плоскостью надстройки. Наращивание свай, завинченных с сильным отклонением, запрещено.

  • вкручивание сваи в заблаговременно подготовленную яму – необходимо добиться заглубления опоры в коренной слой почвы на 60 – 80 см, дабы достичь нужной несущей способности. Используя опору 2,5 м в длину, необходимо заглубить её в землю на 1,5 метра. Когда верхняя часть почвы имеет торфяную структуру и не обладает достаточной стабильностью, то прибегают к наращиванию сваю. Основной целью процедуры, считается достижение горизонтальной стабильности.
  • отказ от бетонирования опор со стенками, имеющими толщину меньше 4 мм – обязательно надо залить бетонный раствор в сваю, с целью достижения нужного уровня жёсткости, воспрепятствовав разрыву опоры, подверженной воздействию замерзшей земли. (Обязательно бетонируйте сваю до конца, дабы не допустить развития внутренней коррозии и сокращения эксплуатационного срока.)
  • установка свай на разной глубине – неровности участка и однородность грунта, приводят к монтажу свай на не одинаковой глубине. Подрезание труб в таких условиях или ввинчивание на недостаточную глубину, создают предпосылки неравномерности несущих характеристик основания.

Рис 4. Сваи на разной глубине

Менее фатальной, но всё же существенной ошибкой, считается отказ от среза технологических отверстий, приводящий к снижению эксплуатационного срока. Если предусмотрено приваривание оголовка и формирование сварных швов, то их требуется окрашивать в обязательном порядке.

Защитные мероприятия

Имеются проверенные методы, позволяющие значительно увеличить срок службы винтовых свай:

  • защита поверхности метала путем нанесения цинкового покрытия горячим методом. Технология позволяет обеспечить долговечность использования опор на протяжении 120 лет;
  • обработка свай с помощью холодного цинкования, применяемая при минимальном количестве отрицательных факторов, воздействующих на опоры. Метод обеспечивает кратковременную защиту;
  • заполнение внутренней полости сваи бетонной смесью, препятствующей коррозионному разрушению. Мероприятия продлевает срок службы винтовых свай на 50 лет;
  • нанесение на поверхность защитного слоя, основа которого – эпоксидные смолы. Защитное покрытие сохраняет целостность при завинчивании и обеспечивает герметизацию находящейся в грунте части более 50 лет;
  • использование смол на полиуретановой основе, обеспечивающих повышенную адгезию и формирующих надежное покрытие. Соблюдение технологии нанесения полиуретановых смол, согласно рекомендациям производителей, обеспечивает долговечность опор более 50 лет.
Защитные мероприятия

Помните, что интенсивное развитие коррозионных процессов ежегодно уменьшает толщину металла на 30 микрон, а отсутствие кислорода просто замедляет интенсивность коррозии.

Чтобы увеличить сроки службы свайного основания, необходимо не забывать об обработке труб специальными составами

Срок службы винтовых свай под фундамент

Фундамент на винтовых сваях — быстровозводимый, надежный, недорогой, достаточно прочный. Он широкого используется как при строительстве малоэтажных домов, так и при возведении более крупных зданий промышленного назначения. На основание такого типа оказываются огромные нагрузки. Более того, подобные конструкции подвергаются пагубному влиянию окружающей среды и по окончании строительных работ на протяжении всей эксплуатации. Поэтому многих волнует вопрос, имеет ли смысл использовать такие опоры для возведения капитальной постройки дома и какой срок службы винтовых свай.

Эффективные способы увеличения срока службы винтовых свай

Существует ряд мероприятий, которые положительно сказываются на долговечности свайного фундамента:

  1. Использование материалов для изготовления лопастей и трубы повышенной прочности. Например, наращивание толщины стали даже на 1 мм позволяет увеличить срок эксплуатации сваи на два десятка лет, если она будет применяться в агрессивной среде. В обычной почве такой фундамент сможет простоять и не сгнить в течение 50 лет.
  2. Использование свай, изготовленных из легированной стали. Такой материал обладает высокими физическими и химическими показателями, которые превосходят обычный металл. Легированная сталь устойчива к коррозии, что позволяет существенно продлить срок эксплуатации основания на винтовых сваях.
  3. Дополнительная обработка поверхности опор. Использование антикоррозийных составов положительно сказывается на сроке эксплуатации винтовых свай. Подходящий вариант обработки подбирается индивидуально для каждого фундамента. Горячее цинкование увеличивает устойчивость винтовых опор к атмосферной коррозии, но такой способ защиты абсолютно бесполезен при разрушениях основания, происходящих внутри почвы. Лакокрасочное покрытие, для создания которого рекомендуется использовать эпоксидные смолы и полиуретан, позволяет создать твердый, эластичный, водонепроницаемой слой, обеспечивающий физическую защиту опоры от воздействий окружающей среды. Также оно увеличивает стойкость материала изготовления свай к химической и электромеханической коррозии.
  4. Бетонирование винтовых опор. Это самый доступный и в то же время эффективный способ увеличения долговечности свайного фундамента. Он заключается в заливке высококачественного бетонного раствора внутрь опоры. Подобные действия позволяют убрать из внутренней части сваи воздух, препятствуя ее разрушению изнутри.