При возведении любой серьёзной постройки, важнейшим этапом является сооружение фундамента. Ведь то, на чем возводится здание, определяет его долговечность и сроки безаварийной эксплуатации. По традиции, для жилых домов и объектов иного назначения устраивают непрерывные (ленточные) или столбчатые (как отдельные столбики) основания. Материалы их изготовления бывают различные, но, непременно прочные: бут или бут по песчаной подушке, бутобетон, кирпич или кирпич по бутобетону (буту) и т. д. Затраты времени, труда и средств на такие основания составляют значительную долю в общем бюджете строительства (от 30% и выше).
Сегодня технологии дают потребителю новые, более выгодные экономически, но не менее надёжные решения задачи устройства фундаментов. Свайно-винтовые основания всё шире применяются под дома и сооружения любого типа и уровня сложности. Более того, такие конструкции становятся идеальным решением, когда невозможно возведение классических фундаментов, рассмотренных выше.
Преимущества оснований на винтовых сваях
Сравнивая технологии, виден целый ряд преимуществ оснований на винтовых сваях:
небольшая стоимость материалов и работ (отсутствие необходимости выемки грунта, устройства опалубки и армирования каркаса, устройства гидроизоляции, проведения больших объёмов бетонирования и т. п. работ), уменьшает в разы общую смету строительства;- малая критичность к планировке участка и состоянию грунтов строительной площадки: зона вечной мерзлоты, крутой склон, болотистый берег и т. п. ;
- работы оперативно проводятся круглогодично и в любую погоду, не выдерживая время на усадку: здание продолжает строиться сразу после монтажа его основания;
- свайно-винтовые конструкции, подобно детскому конструктору, допускают и обеспечивают простоту любой пристройки, вплотную к зданию, возведённому ранее на аналогичной основе;
Винтовая свая может быть использована неоднократно, чему способствует простота её монтажа и демонтажа — она сравнительно легко закручивается в грунт и выкручивается из него. Свайное основание обладает значительной устойчивостью к сейсмическим нагрузкам, обеспечивая целостность всего здания. Практичный свайно-винтовой фундамент, благодаря конструкции свай, не нарушает структуру грунтов и признан наиболее экологически безвредным. Поэтому винтовые сваи с литым наконечником на сегодняшний день являются идеальным вариантом при возведении фундамента на "неблагоприятных" почвах.
Что такое наконечники для винтовых свай
Основу всей чудесной технологии представляет винтовая свая, имеющая по всей длине специальное антикоррозионное покрытие. Конструкция включает тело, выполненное из стальной трубы, наконечник и съёмный оголовок, который может не применяться при связках свай, выполняемых из металла. Длина свайной трубы достигает 9 метров.
Несущая способность, уже при диаметре около 10,8 сантиметров и толщине стенки около 4-х миллиметров, составляет не менее 5 тонн. Закрученные в грунт, согласно плану основания строения, сваи обрезаются по уровню, обеспечивающему горизонтальную плоскость. Их полости заполняются бетоном. Горизонтальные деревянные брусья основы устанавливаются на оголовки, закрывающие торцы свай.
Вкручиваемый в грунт конец трубы имеет специальную конструкцию в виде заострённого шнекового наконечника со спирально-винтовыми лопастями. Такая его форма (острый конец в комбинации с пластинами в виде шнека) позволяет достаточно легко и с минимальным сопротивлением, подобно самонарезающему винту, закрутить сваю в землю на нужную глубину. При нагрузках, в грунте лопасти наконечника работают уже на удержание, одновременно как опора и фиксатор ствола всей вертикали конструкции. Правильный выбор наконечника и качество его изготовления во многом определяют весь рабочий процесс установки: лёгкость закручивания, вертикальность сваи и т. п.
Как правило, тип винтовой сваи в большей степени определяет наконечник. На простейших, однолопастных, стоит наконечник, имеющий одну спиральную пластину. Наряду с диаметром трубы и толщиной её стенки, ширина лопасти пластины также определяет нагрузку свайной конструкции (шире при повышенной несущей способности).
На параметр винтовой лопасти (шаг, ширина, количество витков) влияет также тип грунта. В случае плотных тяжёлых грунтов применяется наконечник, с идущей от самого острия (как у шурупа) и постепенно расширяющейся лопастью. Кстати, количество спиральных пластин, устанавливаемых на конус наконечника, может быть больше одной — две и более. Конструкции шнеков могут различаться по способу изготовления, крепления к телу сваи, то же относится к их спиральным лопастям.
Виды наконечников для винтовых свай
По способу изготовления наконечники можно разделить на несколько основных типов:
Сварная конструкция может иметь два варианта — изготовленной целиком из отдельного фрагмента листовой стали и затем приваренной к трубе, вариант неразъёмного конуса наконечника, составляющего единое целое с трубой и приваренной к нему по спирали пластиной.- Комбинированная техника включает конус, изготовленный литьём, к которому приварены лопасти, отдельно вырезаемые из стального листа.
- Единая цельнолитая конструкция конуса с лопастями.
Наконечники, выполняемые путем сварки, можно считать наиболее простыми. При достаточном навыке, изготовить подобный наконечник можно в домашнем гараже. К сожалению, неизбежно большое количество швов снижают его эффективность. Впрочем, для построек неответственных, при небольшом заглублении, такой тип наконечника вполне оправдан и может составить хорошее соотношение стоимости и качества. В ходе изготовления неразъёмного варианта конуса, чаще применяется секторное вырезание равномерно по длине окружности трубы на высоту будущего острия. Конструкции из отдельного листа стали требуют наличия соответствующего гибочного оборудования.
Комбинированные (литой конус и привариваемая лопасть) наконечники обладают более высоким качеством и такое изделие также вполне можно выполнить самостоятельно, при условии приобретения конусного литья. Но цельнолитые наконечники полностью изготавливаются в условиях промышленного производства, отличаясь высоким качеством и техническими параметрами.
Винтовые сваи с литым наконечником обладают практически идеальными качественными характеристиками.
Сравнение видов наконечников
Как элемент винтовой сваи, наконечник, в процессе её установки, определяет важнейшие функции дальнейшей эксплуатации элемента конструкции основания. К ним можно отнести:
- правильную установку (вертикаль) и отсутствие смещения в сторону от линии плана фундамента;
- достижение требуемой глубины завинчивания;
- надёжную фиксацию и устойчивость выбранного положения.
Соблюдение указанных требований является обязательным условием эффективной и долгосрочной работы устраиваемого основания. В соответствии с раскрытыми технологиями изготовления, для шнеков разных видов можно отметить как преимущества, так и недостатки.
Для сварных конструкций очевидны следующие достоинства:
- простота изготовления позволяет обойтись минимальным набором инструментов и оборудования;
- производство при минимальных затратах на материалы, даже в полукустарных условиях, позволяет получить удовлетворительную рентабельность;
- из предыдущего следует сравнительно низкая стоимость единицы изделия.
Существенный недостаток таких наконечников в самой технологии. Сварочные швы не могут обеспечить требуемую прочность и точность геометрии ответственного элемента винтовой сваи. Использование комбинированного варианта (литой конус и привариваемая лопасть) также не может считаться решением проблемы прочности шнека, хотя геометрия конусной части в этом случае значительно лучше.
Для типа наконечника с единой цельнолитой конструкцией конуса и лопасти (ей) специалисты отмечают следующие достоинства:
- наибольшая простота обеспечения оптимальной установки сваи (вертикальность и отсутствие смещения от линии плана);
- высокая надёжность фиксации и повышенная нагрузочная способность, т. к. свая легче, без деформирования лопасти, проходит участки грунта с элементами препятствий (камни, корневые системы деревьев, плотные участки глин), уплотняя их без рыхления;
- промышленная основа высокотехнологичного производства гарантирует высокую точность и оптимальность геометрии размеров, надёжность целостной конструкции.
Чем определяется цена на наконечники
От чего зависит стоимость таких конструкций? Рассматривая два наконечника, сваренный из элементов, вырезанных из стального листа и литой, легко видеть, что лопасть первого имеет одинаковую толщину по всей ширине. В лучшем случае на ней будет приварена менее широкая усиливающая накладка сразу же увеличивающая цену такой конструкции до сопоставимой с литым вариантом.
В то же время толщина литой лопасти у основания будет больше, чем у края (обычно, в два раза) равномерно по всей длине. Такая геометрия, обеспечиваемая высокотехнологичным производством, гарантирует значительную более высокую прочность литой лопасти, нежели приваренной.
Определённым недостатком литых шнеков может показаться их довольно высокая цена. Как правило, она зависит от:
- технологии литья при производстве элементов;
- качественных показателей применяемого металла, его дополнительной доводки и обработки, нанесения защитных покрытий;
- расчётных параметров по нагрузке, шагу и размерам лопастей, сложности их формы.
При учете только одной вероятности повреждения сварных наконечников в условиях работы с тяжёлыми грунтами, выбор в пользу цельнолитых конструкций окажется вполне оправданным. Кроме того, нужно помнить, что основание будущего дома, выполненное из качественных материалов, гарантирует от необходимости «внезапных» затрат на неожиданные ремонты, фактически заложенные на этапе устройства фундамента. Купить наконечники можно в специализированных магазинах.
Применение наконечников для винтовых свай
Свайно-винтовой фундамент практически идеален для большинства сооружений: заборов, детских площадок, рекламных щитов, установок возобновляемой энергетики, беседок, бань, гаражей, домов любого типа. На него просто монтируются каркасные и модульные конструкции, стены из бруса, бревна, газобетона и т. п.
Выбирая сваи, нужно представлять для каких работ они будут применяться. Если планируется установка ограждения участка или возведение небольшого строения, возможно временного, вполне достаточно обойтись наконечниками, изготовленными в технике сварки. Для ответственного строительства, рассчитанного на длительный период, лучше выбирать более качественные литые изделия.
