Среди различных способов устройства надёжных фундаментов в современном строительстве, применение свайно-винтовой технологии уверенно выходит на первое место. Основы на винтовых сваях высокой эффективностью, низкой стоимостью и экологической чистотой. Они отличаются высокой скоростью, всепогодностью и простотой монтажа. Такие фундаменты надёжны и долговечны, характеризуются уникальной ремонтопригодностью, легко расширяются и трансформируются, готовы к дальнейшему возведению несущих элементов строения сразу после установки.
Прочность свайно-винтового фундамента
Среди факторов, влияющих на качественные показатели основания из винтовых свай, можно назвать:
- Верный выбор параметров и типа сваи, соответствующих характеристикам грунтов на месте строительства. Правильно выбранный диаметр, длина трубы и толщина её стенки гарантируют требуемую несущую способность сваи.
Вид свайного наконечника (сварной, комбинированный или литой), определяет лёгкость завинчивания и получение надёжной точки опоры.- Качество выполнения работ по завинчиванию отдельных элементов. Как правило, характеризуется вертикальностью установки каждой сваи на требуемую глубину для равномерного распределения нагрузки на опоры.
- Правильный выбор длины выступающей части каждой сваи обеспечит необходимую горизонтальность обвязки и требуемую высоту цоколя над нулевым уровнем.
- Тип обвязки (деревянный брус, металлический уголок или швеллер без защиты от электрохимической коррозии) может повлиять на долговечность сооружаемого основания.
Безусловно, на прочность фундамента из винтовых свай окажет влияние знание геологических особенностей грунтов на месте строительства: глубины промерзания и наличия несущего слоя, высоты уровня подземных вод и т. п. Не менее важным, среди перечисленных факторов, является строгое соблюдение технологии монтажа, предусмотренной при возведении свайно-винтового основания.
Соблюдение технологии монтажа
В ходе работ, установка каждого свайного элемента будущей фундаментной конструкции выполняется строго вертикально и максимально точно по месту, в соответствии с проектной документацией. При возникновении непредвиденных препятствий, не дающих возможности обхода (камни, скальные породы), допускается переустановка сваи в место на расстоянии не менее 3-х лопастных диаметров от исходной точки.
Категорически запрещена подгонка горизонтального уровня готового основания путём выворачивания уже установленной сваи. Требуемая высота должна обеспечиваться навариванием отрезка трубы соответствующего размера. Указанные меры направлены на обеспечение абсолютно устойчивого положения каждой сваи после её завинчивания и равномерное распределение нагрузки.
Глубина завинчивания должна обеспечивать достижение опорного грунтового слоя и быть не менее уровня промерзания почвы в данной местности. Это гарантирует зафиксированную неподвижность опоры и отсутствие возникновения отрицательного воздействия на стены, вызываемого пучением грунтов из-за морозов. Предотвращению такого действия служит и требование высоты цоколя, в зависимости от типа сооружения.
Для обеспечения горизонтальности сооружаемого фундамента на участке со сложным рельефом довольно сложно обойтись возможностями только уровня, даже лазерного. В этом случае, скорее всего, потребуются услуги топографа. Разумеется, обрезаться под требуемый размер сваи должны после установки всего фундаментного поля.
Дополнительную защиту внутренних полостей свай гарантирует их бетонирование. И если для сооружений неответственных (стойки заборов, беседки и т. п.) заполнение внутренних полостей может показаться не столь важным, то для свайно-винтовых фундаментов жилых домов необходимо выполнять и эту операцию. Она позволяет защитить внутренние поверхности металлических конструкций от действия кислорода, следовательно, и от коррозии. Целям защиты от коррозии основания служит и требование обработки, после наваривания требуемых фрагментов и оголовков свай, всех выступающих частей из металла специальными антикоррозионными покрытиями.
Этапы устройства винтовых свай
Несмотря на простоту выполнения, в работах по установке свайно-винтовых оснований, как и в любом деле, должна соблюдаться определённая последовательность действий. Естественно, каждая стройка имеет свои особенности, но в общем приближении не обойтись без выполнения последующих этапов, связанных между собой:
- исследование вертикальных горизонтов структуры грунта и его промерзания;
- выбор готовых типоразмеров или изготовление специальных винтовых свай;
- проектирование и расчёт плана свайно-винтового фундамента;
- установка свай и монтаж обвязки.
Как уже сказано выше, исследование характеристик грунта в месте строительства позволит правильно выбрать параметры сваи. В расчёт принимается несколько свойств, напрямую влияющих, в первую очередь, на длину трубы:
- определяемый по нормативам, уровень промерзания почвы должен быть пройден сваей на глубину, превышающую его нижнюю отметку не менее чем на один лопастной диаметр винта;
- требуемая надёжность опоры считается достигнутой, если свая закручена в несущий слой грунта ниже точки промерзания на глубину не менее диаметра лопасти;
- нормативная высота цоколя над нулевым уровнем (над землёй).
Таким образом, можно определиться с длиной сваи для основания на горизонтальном участке. Для сложного рельефа (склон, овраг) должны дополнительно учитываться перепады высот на месте. В этом случае в комплекте будут сваи различной длины. Более короткие для части основания постройки на возвышении и самые длинные для его нижней части.
Помимо длины, важной характеристикой конструкции винтовой сваи является её диаметр и толщина стенки, определяющие несущую нагрузочную способность:
- до 3-х тонн (заборы, времянки, душевые и туалеты) для свай диаметром до 76 мм;
- от 3-х до 5-ти тонн (тяжелые заборы, веранды, террасы, одноэтажные каркасные дома) для свай 89 мм;
- от 5-ти до 7-ми тонн (двухэтажные дома каркасной конструкции из бруса или пенобетона) для свай 108 мм.
Далее можно не продолжать, понятно, что с увеличением диаметра, растёт и нагрузочная способность. Толщина стенок не менее 4−5 миллиметров. Важно отметить, что при выборе свай стоит обратить внимание на технологию изготовления самой трубы. Определить её поможет осмотр внутренней поверхности стенок. Наличие шва говорит, что труба изготовлена свариванием. При возможности выбора следует отдавать предпочтение бесшовной горячекатаной трубе, на её стенках нет швов. Такая свая долговечнее, хотя и дороже.
Подводя итог по выбору свай можно рекомендовать использование конструкций с литым наконечником на бесшовной горячекатаной трубе.
Линейные параметры установки винтовых опор
В прямой зависимости от типа строящегося объекта и выбранного типоразмера свайных элементов находится рекомендуемое расстояние (шаг) между точками установки свайных опор. Что важно правильно рассчитать на этапе проектирования плана установки опор. Выбирая такой шаг, следуют правилам:
- от 3-х до 5-ти метров — лёгкие ограждения;
- до 3-х метров — деревянные ограждения и домовые конструкции из брёвен, бруса и т. п. ;
- до 2-х метров — дома из облегчённых камней (пенобетон, газобетон и т. п.).
Достаточно просто составить самостоятельно и схему монтажа свайно-винтового основания будущего строения. Чтобы заполнить его план местами установки свай, к изложенным выше рекомендациям, следует добавить:
- Во всех углах и стыках наружных и внутренних несущих стен будущего фундамента должна устанавливаться опорная свая.
- В образовавшихся промежутках на наружных и внутренних несущих стенах, с учётом рекомендуемого шага (от 2-х до 3-х метров), планируется размещение промежуточных опор.
- Внутреннее пространство плана сооружения равномерно заполняется точками установок, чтобы между ними соблюдался всё тот же рекомендуемый шаг. В месте предполагаемого расположения тяжёлых элементов конструкции (печь, камин) предусматривается дополнительное усиление, как минимум, двумя сваями.
- Аналогичный принцип соблюдается для пристроек (веранды, террасы).
Уже к моменту окончания составления такого плана станет ясно, сколько и каких опор потребуется для устройства фундамента свайно-винтового типа. Видео возведения свайно-винтового фундамента можно посмотреть на нашем сайте.
Что необходимо для монтажа винтовых свай
После выполнения теоретического плана будущего основания, его переносят на реальную площадку, как говорят строители, выносят на натуру. От тщательности выполнения разметки зависит качество будущего фундамента и всего сооружения. Для участков с ровным рельефом задача простейшего контроля сводится, в основном, к соблюдению линейных размеров и равенства диагоналей.
В ходе монтажа, каждая опора выставляется в точно выверенное положение, с обязательным контролем вертикальности с помощью строительного уровня. Для начала готовится лунка по диаметру лопасти и не глубже шага витка шнека.
Подготовленная к монтажу свая закручивается в грунт. Вариантов выполнения этой операции существует достаточно много начиная от ручного (с использованием рычагов различной длины), заканчивая механизированным, с применением специализированной техники (ямобуров, кабестанов) на базе тракторов и экскаваторов.
Специалисты отдают предпочтение использованию механизмов, т. к. в этом случае выше точность установки и скорость выполнения работ. Если за один световой день вручную удаётся установить до 15 опор, то неутомимое железо, без труда и с гарантированно высоким качеством, справляется с вдвое большим количеством. Помимо того, уже в ходе монтажа можно испытать нагрузочную способность каждой сваи.
По окончании монтажа всех опор фундамента, технологические концы срезаются по уровню, а их полости заполняются раствором цемента и песка в соотношении 1:3. К верхней части свай крепятся оголовки для обвязки брусом. Следует обратить внимание, что в конструкции «правильного» оголовка должно быть 4 усиливающих консольных косынки по углам опорной площадки.
Специалисты не рекомендуют выполнять обвязку из металла. Такой ростверк способен превратить всё основание в большой гальванический элемент, особенно, при наличии в почве блуждающих токов. В итоге, благодаря электрохимической реакции, коррозия металла будет прогрессировать.
Обязательным условием продолжительной эксплуатации построенного основания есть его защита от коррозии. С этой целью все швы от сварки, после установки оголовков, покрываются защитным составом. Между площадками опор и брусом выполняется прокладка гидроизоляции.
Технология монтажа винтовых свай своими руками
В случае ручного монтажа винтовых свай, следует придерживаться всех ранее указанных рекомендаций. Определённые особенности могут быть вызваны типами почвы на строительном участке. Например, при тяжёлых и плотных структурах может потребоваться больше работников, чем при монтаже в торфяных почвах.
Как правило, в технологическое отверстие наверху сваи продевается лом или стальной прут, соответствующего диаметра. На его концы одеваются стальные трубы, длиной до 3-х метров каждая. Такой примитивный кабестан приводится в движение двумя работниками. При этом третий человек, производитель работ, должен осуществлять постоянное наблюдение и корректировку вертикали монтажа сваи при помощи строительного уровня любого типа, производя её наклон в сторону ухода, при необходимости выравнивания.
Как указывалось ранее, сваи устанавливаются в подготовленные в требуемых местах заглубления (на высоту витка и по диаметру лопасти). В зависимости от типа наконечника шнека (диаметра лопастей, количества витков и пр.), свойств почвы и других условий, за один проход свая может погружаться в грунт на глубину до 190 мм. В среднем, время для монтажа одной опоры очень разнится и может занимать от 5 минут до получаса.
Использовать для дальнейших работ свайно-винтовой фундамент можно сразу, после окончания монтажа. Ниже приведено видео монтажа винтовых свай.
