Фундамент на винтовых сваях

Винтовая свая – это стальная труба с приваренной на конце лопастью, по сути бур, который закручивается в грунт, как винт. Главный элемент винтовой сваи — винтовой наконечник с лопастью, который является одновременно опорой сваи и передаёт нагрузку веса здания на грунт. Также винтовой наконечник одновременно служит анкером, препятствующим выдергиванию сваи из земли силами морозного пучения при замерзании почвенного слоя. Проблема зимнего пучения особо часто встаёт при строительстве лёгких деревянных конструкций на глинистых водонасыщенных землях. В этом случае заглубление фундамента дома ниже линии промерзания может не дать положительного результата, т.к. касательные силы морозного пучения, действующие на боковую подземную часть фундамента, довольно велики и не уравновешиваются малым весом здания, вследствие чего происходит выдавливание фундамента или его части вверх. Если же фундаментная опора имеет в нижней части расширение (анкер), то выдавливания сваи не происходит, т.к. анкер расположен ниже линии промерзания и удерживается значительным слоем плотного грунта. При этом разрыв самой стальной сваи не грозит, т.к. касательные силы пучения достигают 0,1-0,2 МПа, а предел прочности стали на растяжение составляет 330-600 МПа. Обратите внимание на https://lensvaya.ru/!

Основное назначение винтовых свай – устройство быстровозводимых и экономичных фундаментов для лёгких хозяйственных построек и деревянного домостроения в индивидуальном строительстве. Категория строения предопределяет типоразмер винтовой сваи. Основные типоразмеры для частного домостроения: СВ89х250, СВ108х300, СВ133х350, где первая цифра означает диаметр ствола (мм), а вторая – диаметр лопасти винта. Примерное распределение назначения сваи в зависимости от диаметра её ствола: 76мм – лёгкие ограждения, садовые конструкции; 89 мм – кирпичные столбы забора, дачные веранды, беседки и навесы; 108мм – небольшие бревенчатые, брусовые и каркасные дома; 133мм – тяжёлые бревенчатые дома и сооружения из блоков пенобетона (газобетона). Целесообразность применения того или иного типоразмера лучше проверить расчётом на приведённом здесь калькуляторе винтовых свай.

плюсы и минусы винтовых свайОсновные плюсы фундаментов на винтовых сваях: быстрота и всесезонность монтажа винтовых свай, повышенная устойчивость к зимнему пучению грунтов, возможность установки на сложных рельефах и насыпных грунтах, а также серийное заводское производство свай, снижаюшее стоимость, по сравнению с традиционными типами фундаментов, — всё это делает данный тип фундаментов необычайно популярным, а в ряде случаев – просто незаменимым.

Минусами винтовых свай считают меньший, по сравнению с бетонными, ресурс из-за усиленной коррозии во влажном грунте и объективную вероятность применения производителями некачаственных материалов, сварки, антикоррозионной обработки. На срок службы винтовых свай значительно влияют марка и толщина стали, качество сварного шва винтовой лопасти, наличие и состав антикоррозийного покрытия, влажность и минеральный состав грунта. Применение стальных свай для фундамента дома оправдано только при наличии документальных доказательств качества свай: сертификатов, паспортов, протоколов заводских испытаний и т.п. Уменьшение ресурса до нескольких лет может произойти также из-за неправильной эксплуатации стальной сваи, например, по причине одновременного использования её в качестве заземлителя в электроснабжении дома: при обрыве нулевого проводника электропитающей линии, рабочий ток потечёт через стальную заземлённую опору, что вызовет её ускоренное ржавление, особенно в зоне сварных швов. Присутствие рядом с домом (до 50м) электрических подстанций, сооружений сотовой связи, железнодорожных путей, в случае водонасыщенного грунта, тоже сократит ресурс эксплуатации свайно-винтового фундамента, из-за возможных утечек электричества в землю и повышенного уровня блуждающих токов в грунте, способствующих электрохимической коррозии.

Типы винтовых свай
сваи со сварными наконечникамиРазличают два основных типа винтовых свай: со сварным наконечником и с литым наконечником. Первые представляют собой эконом-вариант из трубы с приваренной на заострённом конце буровой лопастью. Качество подобных свай зачастую довольно низкое, они нередко изготавливаются в кустарных условиях, правда, и стоят недорого. Практически все отрицательные отзывы об винтовых сваях относятся к сварным сваям плохого качества. Если лопасть приварена недостаточно точно, то при ручном завинчивании свая может отклоняться от вертикали и уходить от осевой разметки фундамента. Также при закручивании в плотный грунт или наличии в земле камней, крупных кореньев и т.п. часто случается деформация и даже отрыв слабо приваренной лопасти от тела сваи, в результате чего свая перестаёт быть надлежащей опорой и дом может перекоситься или осесть. Отрыв лопасти сваи легко чувствуется при ручном закручивании: свая начинает вдруг легко проворачиваться. Ещё хуже, когда через 5-8 лет эксплуатации дома на сваях, у какой либо свайной опоры отрывается лопасть (например, от коррозии или брака сварного шва). При этом резко возрастает нагрузка на соседние сваи, над проблемной опорой начинает деформироваться ростверк фундамента, а дом быстро становится аварийным.

Лучшее использование недорогих сварных винтовых свай – устройство заборов и временные хозяйственные сооружения. При строительстве дома нужно обязательно уточнять у подрядчика, из какого типа винтовых свай он собирается строить фундамент.

литые наконечники для свайБолее надёжным вариантом является свая с литым винтовым наконечником. Литые наконечники для свай изготавливается на специальном производстве методом точного литья в вакуумной среде из стали СТ-25, СТ-35. У цельнолитого наконечника толщина лопасти у основания достигает 13 мм для диметра 300мм (у сварных обычно 5мм), а геометрические параметры отличаются большой точностью. Ствол свайной опоры делается из стальной трубы, в конец которой вставляется и обваривается литой винтовой наконечник. Для диаметра ствола в 108 мм, толщины стенки 4мм и длины ствола 2,5 м вес сваи составит около 35 кг. Несущая способность такой сваи составит до 6 тонн (в зависимости от характеристик грунта и момента закручивания сваи). Винтовые сваи с литым наконечником стоят примерно на 25% дороже сварных. Также при выборе свай следует отдавать предпочтение варианту оцинкованной трубы, ещё лучше – с полимерным покрытием ствола. Антикоррозийная обработка литого винтового наконечника необязательна, т.к. во-первых, трение о грунт при закрутке сваи весьма велико и покрытие наконечника может стереться до металла, а во-вторых, содержание кислорода в плотных слоях грунта незначительно и коррозия стали может длиться десятками лет. Сваи с литым наконечником служат надёжной опорой дома, завинчиваются без повреждений даже в грунт со строительным мусором или мелкими камнями. Срок службы такого фундамента в благоприятных почвенных условиях может превышать сто лет.

Однако при покупке свай с литыми наконечниками нужно быть тоже внимательным, т.к. на рынке сегодня довольно много подделок, псевдо-литых наконечников или просто брака. На качество литого наконечника сильно влияет точность соблюдения заводской технологии, например, обязательная термообработка изделия после литья, соответствие марки стали и т.д. Винтовой наконечник из некачественного литья может быть хрупким, причём терять прочность под нагрузкой со временем. Определённой гарантией качества могут служить заводские паспорта и сертификаты на сваи с литыми наконечниками и привлечение специальной техники для монтажа свайного фундамента. Поэтому лучше отдельно купить винтовые сваи у завода-производителя, а при монтаже использовать технику с контролем силового момента закрутки свайных опор или, после завинчивания, проводить испытания давлением на опору.

Особо нужно выделить сварные сваи из толстостенной насосно-компрессорной (НКТ) трубы. Качество и надёжность таких свай не уступает сваям с литым наконечником. В производстве таких свай для ствола сваи применяют толстостенные трубы с толщиной стенки 6,5–7,5мм, применяемые в газовой и нефтяной промышленности и способные выдерживать большие давления. Специальная сталь трубы предназначена для работы без защитного покрытия в агрессивных средах. В сравнении с обычно применяемой другими производителями водо-газопроводной трубой со стенкой 3,5-4мм, свая НКТ выше по прочности в 5 раз, а по коррозионной стойкости – до 7 раз. Лопасть такой сваи делается из конструкционной стали, которая прочнее на 35% стандартного варианта. Применение толстостенных винтовых свай позволяет существенно улучшить главную проблему стальных свай – недостаточную коррозионную стойкость, уменьшающую ресурс винтового фундамента.

Следует учесть, что цена качественных винтовых свай часто сопоставима со стоимостью железобетонных буронабивных, в т.ч. выполняемых по технологии ТИСЭ с расширением в нижней части сваи (для противодействия морозному пучению грунта). В этом случае выбор фундамента на винтовых сваях будет оправдан лишь необходимостью срочной постройки дома или наличием сложных грунтовых (например, насыпных, торфянников) или погодных условий.