Грунт под винтовой фундамент

Для каких грунтов подходит свайно-винтовой фундамент?

⁠Основными требованиями, которые застройщики предъявляют к основанию своих построек, являются – прочность, долговечность и умеренная стоимость. Вместе с этим достаточно важно знать, можно ли такой фундамент установить на конкретном строительном участке? Этот вопрос актуален и для свайно-винтового основания.

Проблемные грунты для установки фундаментов

В ряде случаев грунт, на котором необходимо построить здание (дом, коттедж, ангар и проч.), обладает одной проблемной характеристикой – пучинистостью. Дело в том, что возведение основания на пучинистом грунте довольно проблематично и даже небезопасно.

Сезонная пучинистость приводит к тому, что бетонный фундамент, будь то ленточный или плитный вариант, значительно повреждается и за несколько лет приходит в полную негодность. Поэтому строительные нормы и правила (СНиПы) запрещают возведение зданий на таких грунтах на всех видах оснований, кроме свайно-винтового.

Последний вариант является универсальным типом фундамента, возводить который можно на всех видах грунтов, кроме скального и с включением твёрдого строительного мусора.

Установка свайно-винтового фундамента на различных типах грунтов

Свайно-винтовое основание – уникальное в своём роде. На сегодня уже не стоит вопрос, на какой почве можно использовать винтовые сваи? Их можно монтировать:

• на пучинистых грунтах;
• на торфяных и болотистых грунтах;
• в воде;
• в зимнее время;
• в условиях вечной мерзлоты.

Установка винтового основания на пучинистых грунтах

Наиболее проблематичный тип грунтов с точки зрения возведения фундамента. Дело в том, что такая почва напитывает себя влагой. При наступлении низких температур (мороза) содержащаяся в грунте вода «распирает» его. Это приводти к разрушению основания здания, расположенного на пучинистой почве.

Однако, хотя пучинистый грунт для винтовых свай не является оптимальным – его успешная установка всё же возможна. Система монтажа свай предусматривает геологоразведку и пробное завинчивание опоры. В ходе разработки план-схемы будущего основания принимается во внимание глубина залегания грунтовых вод и несущего слоя грунта.

Сваи винтового фундамента погружаются на глубину до несущего слоя грунта (всегда более 1 500 мм) где отсутствуют силы морозного пучения. В верхних же слоях грунта, где вспучивание действует, оно не может поколебать сваи. Ведь она крепко завинчена и не может сдвинуться вверх или вниз.

Таким образом, свайно-винтовой фундамент запросто может быть установлен на грунте с высокой пучинистостью и выполнять все эксплуатационные функции.

Монтаж свайно-винтового основания на торфяных и болотистых грунтах

Традиционно торфяные и болотистые грунты принято считать малопригодными для возведения на них различных строений. Поэтому, сразу оговоримся, далее речь будет идти лишь о не слишком тяжёлых зданиях.

Сильная обводненность и рыхлость этого типа грунтов делает установку ленточного или плитного основания либо дорогой и ненадёжной, либо же вообще невозможной. Бетонный фундамент несовместим с такого рода грунтами.

Однако установка винтового основания на болотистых и торфяных грунтах всё же возможна. Для обустройства свайного фундамента подбираются опоры соответственной длины (чем рыхлее грунт и тяжелее постройка – тем большая должна быть высота свай).

Если позволяют условия, то завинчивание производится ручным методом. В иных случаях можно погрузить опоры лёгким ямобуром или сваекрутами.

Как видим, даже в столь неблагоприятной обстановке свайно-винтовой фундамент может быть успешно установлен. Даже в таком проблемном грунте для винтовых свай они отлично выполняют свою роль.

Установка винтовых свай в воде

Некоторые виды фундаментов можно устанавливать на воде. Причём свайно-винтовое основание по сравнению с ними обладает рядом преимуществ:

• сваи, благодаря продуманной конструкции и грамотному завинчиванию, не выдёргиваются из дна водоёма, даже при сильном ледоходе;
• винтовые опоры довольно легко завинчиваются в дно рек и озёр, где обычно другие типы оснований (металлические столбы и др.) устанавливаются со значительными трудовыми затратами;
• винтовой фундамент дешевле практически от всех других видов наводных оснований.

Завинчивание винтовых опор летом производится с помощью ямобура с телескопической стрелой. Это даёт возможность возвести фундамент с берега. В холодную же пору года работы производятся ещё проще, так как можно без проблем зайти на лёд и ручным методом завинтить все опоры. Характеристики дна (или грунта) для винтовых свай значительной роли не играют.

Винтовой фундамент успешно применяется для строительства:

• мостов;
• пирсов;
• причалов;
• домиков на воде и др.

Свайно-винтовое основание отлично подходит для возведения построек на воде.

Установка винтовых свай в зимнее время

Большинство видов фундаментов закладывать при минусовых температурах весьма проблематично и/или дорого. В первую очередь это касается монтажа оснований, содержащих бетон – плитное, ленточное, из буронабивных свай и прочие.

Дело в том, что свайный фундамент использует бетон лишь в минимальных объёмах (для заливки вовнутрь ствола опор). Кроме этого в раствор добавляется специальное вещество – пластификатор, которое не даёт жидкости замёрзнуть.

К тому же опора находится преимущественно в грунте, температура которого на порядок выше температуры воздуха. Это позволяет производить завинчивание винтовых свай даже в сильный мороз – более -20°С.

При этом, однако, следует особо позаботиться о качестве винтовых свай, на которые, ввиду сильного трения об мёрзлый грунт, приходятся серьёзные нагрузки. В целом же свайно-винтовой фундамент без особых проблем устанавливается в зимнее время. Причём тип грунта для винтовых свай не играет большого значения.

Более того, ввиду меньшей загруженности, чем летом, большинство фирм устанавливает сезонные скидки. Так строительная компания «Сваи Альянс» предоставляет скидки в зимнее время 10%.

Применение винтовых свай в условиях вечной мерзлоты

В особо трудных условиях, когда закладка других видов оснований затруднено, использование винтовых свай является чуть ли не единственным вариантом возведения фундамента. Даже мёрзлый грунт для винтовых свай вполне подходит.

В ходе строительства винтового основания в условиях вечной мерзлоты используются специальные сваи, которые обладают:

• суженными лопастями. Чтобы создавать меньшее трение при завинчивании в мёрзлую почву;
• усиленным литым наконечником, на который приходится значительная нагрузка при завинчивании;
• высоким качеством сварного шва при соединении литого наконечникам со стволом опоры.

Работы по установке свайно-винтового фундамента в условиях вечной мерзлоты производятся, как правило, механическим методом (используется ямобур) с известной осторожностью.

Однако установленное винтовое основание хорошо справляется со своими функциями – отличается прочностью, длительным сроком эксплуатации, а также вполне доступной стоимостью.

Краткие выводы

Приведённые выше примеры показывают, что свайно-винтовой фундамент является по-настоящему универсальным. Ответ на вопрос, в каком грунте можно использовать винтовые сваи – получен. Их можно успешно устанавливать на грунтах, где закладываются другие виды оснований – буронабивной, ленточный, плитный и другие.

Преимуществом свайного фундамента является возможность его успешной установки и эксплуатации на проблемных видах грунтов – пучинистых, торфяных, песчаных, болотных и даже в условиях вечной мерзлоты. Кроме этого, что весьма немаловажно, свайное основание гораздо дешевле практически всех других видов фундаментов.

Поэтому его выбор в большинстве случаев является оптимальным решением проблем с «трудными» грунтами.

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