Винтовые сваи для легкого фундамента

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

Свайный фундамент для легких построек

Буквально каждый из владельцев земельного участка сталкивался с необходимостью возвести временное или постоянное строение, которое отличается небольшой массой. Какой фундамент выбрать для сарая, туалета или баньки на садовом участке, чтобы получилось недорого и надёжно?

Фундамент на винтовых сваях

Как грунт влияет на выбор фундамента

Почему мы обращаем внимание именно на массу постройки? Дело в том, что выбор типа фундамента зависит прежде всего от характеристик грунта. Лёгкое строение оказывает минимальное сопротивление силам морозного пучения. Поэтому, если важно, чтобы постройка сохраняла своё проектное положение в течение всего срока эксплуатации, следует предпочесть те виды оснований, которые смогут противостоять сезонным движениям почвы, воздействию вод, ветра и осадков.

Какие это фундаменты? Во всех случаях, если только здание не находится на непучинистых грунтах (таких, как песчаные или скальные), это должны быть заглублённые виды опорных конструкций. Прежде всего – свайные, которые уходят в землю на глубину ниже уровня промерзания.

Можно ли обойтись для малых архитектурных форм «плавающими» видами фундаментов: монолитной плитой или бетонными столбиками-стойками? Да, можно. Но только в двух случаях: если грунт изначально непучинистый, или же, если его заменили на таковой, что не всегда экономически целесообразно.

Беседка на бутобетонных столбиках

На неподвижных почвах постройка может стоять просто на булыжниках или на бутобетонных столбиках, какие раньше и применяли в деревнях. Но на пучинистых грунтах из-за малых размеров и веса строения даже монолитная плита не сможет противостоять силам морозного пучения, которые могут достигать шести тонн на каждый м².

Выбираем фундамент для сарая

Итак, чтобы выбрать оптимальный вид фундамента, нужно представлять характеристики грунтов, особенности рельефа, глубину залегания грунтовых вод и нормативные глубины промерзания грунта зимой. Если большинство параметров грунта неизвестно (геолого-инженерное исследование может обойтись дороже самой постройки), следует считать, что он пучинистый. В этом случае оптимальным будет выбрать свайный фундамент как наиболее стабильный в сложных грунтовых условиях.

Если же характеристики грунтов известны, то в выбрать свайный фундамент необходимо в следующих случаях:

• при пучинистых, набухающих грунтах;
• на склонах, перепадах рельефа;
• при высоком уровне грунтовых вод;
• при рисках подтопления;
• при поверхностном залегании органических грунтов (торф, ил).

Дом на свайном фундаменте

Какие нужны сваи?

При строительстве своими руками выбор не такой уж большой: это либо стальные винтовые сваи, либо буровые железобетонные сваи с оболочкой или без неё. Так какие же из них следует выбрать?

При отсутствии повышенных требований к долговечности фундамента можно использовать практически любые винтовые сваи на любых грунтах. Даже если такая опора будет не очень прочной — она всё равно простоит лет 30.

Винтовые сваи

Если требования к долговечности и надёжности более серьёзные, то лучше выбрать железобетонные сваи, поскольку на российском рынке трудно найти стальные опоры, соответствующие стандарту ICC AC358 «Критерии приемлемости фундаментов на основе винтовых свай», который требует производить сваи из горячекатаных (а не сварных) труб с толщиной стенки не менее 8 мм и покрывать их двойным слоем полимерной порошковой антикоррозионной защиты (а не просто красить) или горячей оцинковкой. При строительстве на химически агрессивных грунтах (например, органических торфяных), использование стальных фундаментов не рекомендуется.

Оголовок винтовой сваи

Установка винтовых свай своими руками

Для начала роют приямок глубиной не более диаметра лопастей. Затем в него погружают сваю и начинаю её закручивать с помощью рычага, продетого в отверстия ствола. При необходимости на рычаг надевают трубчатый удлинитель, что позволит увеличить момент вращения.

Закручивание винтовой сваи

Вертикальное положение сваи постоянно контролируют по закреплённому на стволе клейкой лентой пузырьковому уровню. Глубина закручивания опоры (и длина её ствола при покупке) определяется совокупностью нескольких параметров. Прежде всего, это нормативная глубина промерзания грунта в данной местности. Лопасти сваи должны быть расположены ниже её. Также важен уровень залегания грунта с хорошими несущими характеристиками: опору необходимо закручивать в него минимум на диаметр лопастей.

Контроль вертикального положения винтовой сваи

После установки всех свай необходимо проконтролировать, чтобы они находились на одинаковом уровне. Но при этом надо понимать, что для его подгонки опорные конструкции нельзя ни забивать в грунт, ни выкручивать.

При необходимости ствол сваи можно удлинить, приварив отрезок трубы, ли наоборот — укоротить, отрезав его часть. Бетонировать ствол не нужно: бетон внутри не спасёт от коррозии, и не увеличит прочность.

Обрезка винтовой сваи по уровню

Буровые сваи

Буровые железобетонные сваи погружают в грунт при заливке готовых скважин бетонной смесью. Своими руками, в большинстве случаев, вполне под силу пробурить скважину садовым буром диаметром 30 см (минимальный рекомендуемый диаметр железобетонных свай) на глубину 3–3,5 м.

Далее устанавливают арматурный каркас (минимум четыре стержня) и укладывают бетонную смесь. Бетон можно укладывать прямо в скважину, либо сначала устанавливают несъёмную опалубку.

Скважина для буровой сваи с арматурным каркасом

Опалубка может быть мягкой (из слоя битумно-полимерной гидроизоляции) или жёсткой (из полимерной, асбоцементной или стальной трубы). Также существуют одноразовые картонные опалубки для отливки свай.

Подготовка мягкой опалубки для буровой сваи

При высоком уровне грунтовых вод асбоцементные трубы в зимнее время чаще всего лопаются при замерзании воды в полостях между трубой и бетоном. Обычно трубы для опалубки имеют небольшой диаметр — гораздо меньше 30 см. Это недопустимо для фундаментов жилых домов, но подойдёт для лёгких хозблоков.

Гладкая поверхность труб снизит силу трения грунта при морозном подъёме и уменьшит вероятность подъёма или перекоса садовой постройки. Эффективным способом уменьшения сил морозного пучения служит дренирование грунта по периметру строения и утепление грунта слоем пенополистирола толщиной не менее 5 см на расстояние не менее 2 м от границ фундамента. Утеплитель укладывают на глубину не менее 30 см, чтобы избежать его повреждений.

Источник