Срок эксплуатации винтовых свай
Среди факторов, которые оказывают влияние на длительность эксплуатации винтовых свай можно выделить:
толщина стали ствола винтовой сваи;
наличие и тип антикоррозионного покрытия. Собираясь купить винтовые сваи, следует обратить внимания на наличие, вид и толщину антикоррозионного покрытия, задача которого защищать сваю в почве. Особенно актуально его наличие при монтаже свай в химически активный грунт. В качестве покрытия используется оцинкование или полимерное покрытие. Чем толще слой покрытия, тем более длительный срок оно будет защищать металл от коррозии.
химическая активность почвы в месте монтажа сваи. Так, например, песок или сухой сланец имеет самую низкую химическую активность. В этих грунтах не покрытая защитным составом свая прослужит более 300 лет, а при наличии защиты до 800 (расчетные данные, зависят в т.ч. и от типа покрытия). И напротив, в грунтах с высокой химической активностью (торф, морской грунт, ил) срок службы сваи составляет около 30 лет. При наличии покрытия он может быть продлен до 75 лет.
Какими достоинствами обладают винтовые сваи
Стальные фундаментные сваи имеют достоинства, благодаря которых растет их популярность на строительном рынке. Это:
- Возводить фундамент можно почти на всех видах почв, включая болота и вечную мерзлоту.
- Монтаж свай быстрый и простой.
- Фундамент из винтовых свай устойчив при монтаже на подвижных и подверженных пучению почвах.
- На монтаж таких свай не влияет глубина грунтовых вод.
- Можно использовать винтовые сваи на участке, имеющем сложный рельеф.
- Работы по монтажу фундамента можно проводить, вне зависимости от времени года.
- Применяется бетонный или стальной ростверк.
- Материалы имеют невысокую цену, поэтому доступны для всех.
- Не нужно проводить земляные работы.
- Фундамент характеризуется долговечностью и надежностью.
· Возможно наружное утепление пола в здании.
Чтобы ускорить возведение фундаментальной основы, можно использовать специальную буровую технику.
Забивные сваи
Забивные сваи – это железобетонные изделия, в виде мощного стержня квадратного сечения, имеющие с одной стороны заостренный конец. Погружение забивных свай в землю, осуществляется ударным способом. Забивной свайный фундамент отличают прочностные технические характеристики. В сравнении с другими видами (ТИСЭ, буронабивными и винтовыми вариациями технологий), забивные сваи являются самым надежным и устойчивым сооружением, имеющим максимальную несущую способность, в разы превышающую эквивалент прочности в соотношении с иными способами установки фундаментов. Помимо железобетонных опор, для забивных фундаментов используют деревянные сваи, изготовленные из твердых сортов древесины (лиственница, сосна, бук, дуб, ясень и т.д.). Твердость древесины определяется методом Бринелля — шарик из закаленного железа вдавливают в дерево с силой 100 кг, и измеряют образовавшуюся лунку. Также вместо винтовых лопастных свай применяют забивные трубы с конусообразным наконечником. В итоге забивной вариант трубы обладает большей несущей способностью, чем винтовой вид погружения. Не смотря на то, что для ввинчивания опор применяется конструкция идентичного размера, а диаметр лопастей значительно превышает габариты трубы, вбиваемая свая гораздо прочнее и надежнее.
Технические показатели забивных свай
Забивные сваи изготавливаются на заводах согласно регламенту ГОСТа, поэтому марка бетона, используемая для производства изделия должна иметь прочность не ниже 300 кгс/см2 при испытаниях на сжатие. Такие бетоны считаются тяжелыми и применяются для возведения долговечных сооружений, строения взлетных полос и эстакад дорог. При строительстве других типов свайных фундаментов, где бетонирование свай фундамента осуществляется на объектах (буронабивные сваи, сваи ТИСЭ), естественно, используется менее прочный бетон, поскольку технологически невозможно в полевых условиях создать сваю, идентичную произведенной на заводе.
Забивные сваи под деревянный или каркасный дом
Сваи железобетонные забивные, используемые компанией «Монолит» для строительства частных деревянных или каркасных домов имеют длину 3-4 метра и сечение 150-150 или 200х200 мм. Этот размер, разумеется, меньше, чем при возведении кирпичных домов или многоэтажных зданий и сооружений. Но он достаточен, чтобы свая достигла твердого пласта грунта и имела нужную несущую способность. На сегодняшний день мы являемся практически единственной организацией, работающей с сваями имеющие такие размеры и производящие забивку свай даже в самых стесненных условиях. Проблема использования свай забивных железобетонных таких габаритов заключается в отсутствии малогабаритной сваебойной техники. А применение громоздких тяжелых машин запрещено СНиПами и правилами техники безопасности. Размер рабочей площади для использования массивных забивных установок обязан соответствовать нормам — расстояние до ближайшего построенного объекта не должно быть менее 25 м. Поэтому многие организации просто отказались от производства фундаментов на забивных сваях под частные дома густо. Специалисты компании «Монолит» решили этот вопрос покупкой малогабаритной техники и переоборудованием системы механизмов. В результате модернизации мы получили практически новую сваебойную установку.
Преимущества
От правильности выбора основания зависит надежность и стойкость планируемого сооружения. Чтобы оценить преимущество свайно-винтовых свай, необходимо проанализировать ряд факторов:
- Стоимость. В отличие от применения обычных столбчатых опор и мелкозаглубленной ленты, устройство винтовых свай обойдется застройщику на 20-30% дешевле. А если речь идет о необходимости закладывания железобетонный ленты или монолитной плиты на значительную глубину, то экономия составит гораздо больше.
- Сложность строительства. Трудовые затраты на устройство свайно-винтового фундамента напрямую зависят от типа конструкции будущей постройки, а также необходимости заглублять опоры ниже линии промерзания. На участках с особенно зыбкой почвой целесообразно дополнительно устраивать дренажную систему. Если планируется возведение малогабаритной постройки с небольшим весом, то для устройства винтовых свай достаточно 3 человек. Но для крупномасштабного строительства придется нанимать специальную технику. экскаваторы с гидравлической головкой, буровые установки и другие машины.
- Скорость монтажа. Для устройства представленного типа фундамента не требуется проводить земляные работы. К тому же, после вкручивания свай можно сразу переходить к следующему этапу строительства. Как правило, монтаж такого фундамента не занимает дольше 2-х дней.
- Сезонность. Устройством свай можно заниматься в любое время года, что является несомненным преимуществом, ведь работа с бетонными смесями зимой сопровождается дополнительными затратами на противоморозные добавки.
- Рельеф участка. Применение винтовых свай особенно целесообразно, если для площадки характерны большие перепады по высоте (до 8 м). Железобетонные фундаменты также справляются с этой задачей, но это обойдется застройщику в несколько раз дороже.
- Просадочность грунта. Винтовые сваи лучшим образом подходят для строительства фундамента в условиях с влагонасыщенными почвенными массивами, подверженными силам пучения.
- Ремонтопригодность. Если по какой-либо причине одна из опор лопнет в процессе эксплуатации, ее можно оперативно заменить на новую без ущерба для целостности конструкции.
- Тепло- и гидроизоляция. Особенность конструкции такого типа фундамента предполагает воздушный зазор между поверхностью грунта и нулевым перекрытием дома. Благодаря этому влажность и температура земли никак не влияют на само сооружение.
- Перспективы для застройщика. В будущем, если хозяин дома захочет увеличить площадь постройки, возможно ввинчивание дополнительных опор для усиления конструкции.
- Срок службы. Качественные металлические опоры, тело которых усложнено лопастями различной конфигурации, могут прослужить до 80 – 100 лет.
Диаметр винтовой сваи
Несущий потенциал сваи и ее диаметр прямопропорциональны. У более мощных стоек больший показатель диаметра поперечного сечения. Наибольшее практическое применение в малоэтажном строительстве и бытовой сфере нашли изделия диаметром 57-133 мм, к примеру:
- 57 мм – для заборов из деревянного штакетника, сетки и других легковесных материалов;
- 76 мм – для ограждений их профлиста, для беседок и террас, пр.;
- 89 мм – для бани, хозяйственной постройки, забора из тяжелой древесины;
- 108 мм – для небольшого дома, коттеджа, ангара, пирса, промышленного объекта;
- 133 мм – для более тяжелых домов, для винтового фундамента с бетонным ростверком, ангары, промышленные объекты.
Недостатки свайного фундамента
Не лишен свайный фундамент и некоторых недостатков, среди которых можно выделить наиболее значимые:
- Наиболее важным является усадка фундамента, из-за чего через некоторое время при неправильной установке может произойти перекос или разрушение здания. Обычно как уже говорилось, это происходит из-за неправильного монтажа свай, при котором сваи не достигли плотного грунта или повредились лопасти. Поэтому установку свай рекомендуется доверить специалистам, которые имеют большой стаж установки и неукоснительную репутацию.
- Установку свай нужно устанавливать только после анализа почвы на месте строительства. Для этого потребуется обратиться к геологам, поскольку выполнить это самостоятельно не представляется возможным. Качественный анализ позволит определить насколько долго выбранный тип фундамента может простоять.
- При выборе свай, необходимо выбирать только качественный материал, и только у проверенных производителей, поскольку на сегодняшний день очень много развелось мошенников.
Работа над полом
К обвязке крепятся лаги. Длина пролета балок обвязки не должна превышать 3 м. Если это значение увеличить, следует использовать дополнительные опоры из свай. Для балок используется брус квадратного сечения со стороной 100 мм. В процессе укладки пола в доме на сваях перед монтажом обвязки следует сделать гидроизоляцию с помощью пенофола, полиэтилена или рубероида.
Как только балки будут установлены, можно переходить к укладке лаг. Расстояние между ними составит 500 мм. Лаги должны иметь сечение в 100 x 250 мм. На втором этаже используются балки 70 x 200 мм. Если пролеты небольшие, то можно уменьшить сечение до 50 x 150 мм. В некоторых случаях используется расстояние в 40 см, чтобы увеличить прочность конструкции.
Выстраивая каркасный дом на сваях, на этапе устройства пола перед укладкой лаг необходимо сделать разметку. В брусе обвязки делаются углубления по ширине лаг. После монтажа обвязки лаги укрепляются шурупами, дюбелями, саморезами или гвоздями.
Особое внимание при строительстве дома необходимо уделить утеплению пола. На втором этаже такая тщательная теплоизоляция не потребуется. Обычно пол на сваях устраивается по технологии обшивки балок
Снизу к лагам фиксируется рейка. Сверху укладываются плиты ОСБ или фанера. Теперь можно укладывать гидро- и пароизоляцию
Обычно пол на сваях устраивается по технологии обшивки балок. Снизу к лагам фиксируется рейка. Сверху укладываются плиты ОСБ или фанера. Теперь можно укладывать гидро- и пароизоляцию.
https://youtube.com/watch?v=55
Поверх лаг расстилается пленка. Можно использовать обычную или мембранную гидроизоляцию. Утепление пола дома на сваях осуществляется на следующем этапе. Для этого в промежутки между лагами укладывается теплоизоляция. Для этого отлично подходит минеральная вата.
Гидроизоляцию вы можете фиксировать степлером. Пирог пола на первом этаже должен предусматривать наличие пароизоляции. Материал должен быть уложен с нахлестом в 150 мм. Стыки проклеиваются. По такой технологии осуществляется строительство пола на первом этаже в помещениях разного назначения, это может быть жилая комната или кухня. Что касается второго этажа, то его можно устраивать без гидро- и теплоизоляции на полу.
Следующим слоем станут 3-см доски. Между ними следует соблюдать расстояние в 50 см. Такая обрешетка позволит обеспечить вентиляционный зазор. Крепление осуществляется саморезами. На обрешетке из досок выполняется монтаж чернового пола. Это может быть обычная или шпунтованная доска. Ее крепление осуществляется саморезами. По доскам расстилается напольное покрытие.
Монтаж железобетонных свай
Установка забивных ЖБ свай выполняется с привлечением специальной техники, однако некоторые предварительные работы нужно выполнить. В частности:
заведение сваи в направляющую (скважину или каркас);
калибровка скважины, которая определяет место установки сваи. Глубина (длина) калибровочной скважины составляет 1/3 длины сваи. Аналогом скважины может быть решетчатый каркас, устанавливаемый на поверхности грунта. Задача у них одинаковая – служить направляющей для забивки сваи;
очистка участка от посторонних предметов, насаждений, мусора и т.п.;
нанесение разметки на сваю. Зачастую разметку наносят с шагом в 1 м.п. Наличие метки позволяет контролировать уровень погружения сваи;
проверка вертикальности установки уровнем;
забивка сваи. Существует две технологии погружения свай: со статическим усилием (к оголовку сваи прикладывается увеличивающее давление) или с динамическим усилием (к оголовку сваи прикладывается одинаковое повторяющее давление);
Примечание. Отклонение сваи от вертикальной оси более чем на 1% требует ее корректировки или извлечения с последующей забивкой.
достижение точки проектного отказа. Это точка, после которой свая не заглубляется далее. Точка определяется проектом.
сооружение ростверка. Ростверк устанавливается при необходимости. Причем их существует два вида: ленточный и плитный.
Теплота пола
Есть мнение, что бетонный фундамент позволит забыть о холодных полах, а винтовые сваи будут постоянно продуваться. Это не так, и вот почему:
- Бетон обладает высокими показателями теплопроводности, поэтому все накопленное тепло он также быстро теряет.
- Так как его теплопроводность выше, чем у грунта, то и промерзать он будет быстрее, а значит будет и охлаждать пол в доме.
- Если во время укладки фундамента не подготовить слой гидроизоляции, то бетонная конструкция будет еще и постоянно намокать. А значит и пол будет еще холоднее.
Таким образом бетонный фундамент становится лишь преградой для ветра. Но он никак не сделает пол теплее. Таких же результатов можно добиться, зашив сваи. Кроме этого винтовые сваи позволяют обустроить более простую вентиляционную систему. Значит, земля будет суше, а пол теплее.
Что такое свайный фундамент?
Представляет собой опору, которая принимает на себя вес сооружения и предает его твердому грунту при помощи погруженных в него свай и сформированного сверху ростверка или уложенной фундаментной плиты. Конструкцию иллюстрирует схема свайного фундамента с ростверком.
Основные понятия:
Свая – ключевой элемент свайного фундамента, который может быть изготовленный из разных материалов. Размеры определяются потребностью заказчика и могут быть от 3 до 20 метров длиной и до 400 мм. в диаметре.
Обвязка верхняя – горизонтальная часть свайного фундамента. Задача верхней обвязки фиксировать сваи и перераспределять нагрузку строения равномерно. Обвязка может быть выполнена в виде ростверка или фундаментной плиты.
Ростверк (ростверковая лента) – это бетонная лента (железобетонная рама), которая опирается на сваи, распределяя нагрузку от несущих конструкций дома. Выделяют монолитный, сборный и сборно-монолитный ростверки.
Фундаментная плита (ростверковая плита) – плита перекрытия, уложенная на верхние части свай. Служит основанием для строения.
| Предпосылки к использованию свайного фундамента | |
| Рекомендован | — при глубоком расположении плотного грунта и слабой несущей способности верхнего слоя почвы (плывун, торфяник, пылевидный грунт, глина, лессовидный грунт); — при высоком уровне грунтовых вод; — на пучинистых грунтах; — при значительной глубине промерзания (свыше 2 м.п.); — при наличии склонов (включая склоны с крутым углом); — для строений значительной массы (превышающей 350 тонн); — при желании сохранить природный ландшафт рытьем котлована или невозможностью произвести выемку грунта (небольшой размер участка, нет доступа к месту застройки, сложность со складированием вынутого грунта, сжатые сроки строительства и т.п.); — при желании сократить расходы на строительство. |
| Возможен | — любые типы грунта |
| Исключен | — грунт скальных порот |
Материал подготовлен для сайта www.moydomik.net
От чего зависит допустимая нагрузка
Минусы винтового фундамента. Минусы свайного фундамента
1. Возможно несоответствие срока службы конструкции требованиям ГОСТ 27751-2014 «Межгосударственный стандарт. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения».
Подобное неизбежно случится, если при разработке проекта не будут учтены степень коррозионной агрессивности грунтов на участке строительства (подробнее «Экспресс-геология и измерения коррозионной активности грунтов»), а также наличие в грунте блуждающих токов.
Только подобрав толщину стенки ствола и лопасти (подробнее «Расчет толщины стенки ствола»), марку стали (подробнее «На что влияет марка стали?») в соответствии с указанными данными, определив порядок действий для снижения коррозии (водоотведение, применение цинковых анодов – подробнее «Коррозия: причины, способы защиты») можно обеспечить нормативный срок службы фундаментный конструкции и всего здания/сооружения.
2. Возможен уход в «срыв» однолопастных дезаксиальных винтовых свай при передаче проектных нагрузок, если диаметр их ствола менее 159 мм.
При расчете свайно-винтовых фундаментов используются формулы, заложенные в СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты». Эти формулы разработаны еще в 60-х годах 20 века и базируются на упрощенных моделях взаимодействия (модель Мариупольского для анкеров), а потому не учитывают многие особенности совместной работы свай и грунтов.
Поэтому расчет несущей способности винтового основания должен осуществляться в системах автоматизированного проектирования (САПР), базирующихся на методе конечных элементов (МКЭ).
3. Может потребоваться бетонирование основания колонны или проведение работ по созданию жесткого сопряжения для однолопастных свай малых диаметров (57-76 мм).
Из-за недостаточности диаметра ствола эти разновидности не обеспечивают нужное сопротивление горизонтальным нагрузкам без проведения дополнительных мероприятий.
Чтобы отказаться от бетонирования основания колонны или создания жесткого сопряжения, достаточно использовать модификации с двумя лопастями или с элементом сопротивления боковым нагрузкам.
4. Возможно нарушение структуры грунта при погружении винтовых свай и последующее снижение несущей способности.
Такие ситуации возникают, когда в расчетах учитывается только диаметр лопасти, но не ее конфигурация.
Конфигурация лопасти винтовой сваи, подобранная под конкретные грунтовые условия, позволяет свести к минимуму нарушения структуры грунта при погружении, что обеспечивает надлежащее восприятие проектных нагрузок (подробнее «Принципы подбора параметров лопастей»).
5. Возможно снижение несущей способности свай с двумя и более лопастями даже относительно однолопастных дезаксиальных конструкций (так называемый «обратный эффект»).
Причина подобного явления – в неправильном (часто просто бездумном) расположении второй и последующих лопастей на стволе.
Чтобы многолопастные сваи воспринимали проектные нагрузки, расстояние между лопастями, шаг, угол наклона должны быть смоделированы в САПР, базирующихся на методе конечных элементов, с учетом данных о грунтовых условиях площадки строительства и данных о нагрузках от строения (подробнее «Особенности расчета двухлопастных винтовых свай»).
6. Неравномерное распределение запаса прочности по фундаменту, из-за которого снижается уровень его надежности и сокращается срок службы.
Причина – неучет различных величин нагрузок, воздействующих на фундаменты даже простых сооружений (под ответственными узлами, под несущими стенами, под ненесущими стенами и лагами пола).
Чтобы этого избежать, под каждый тип нагрузки нужно использовать определенную модификацию свай (подробнее «Расчет свайного фундамента»).
Таким образом, все минусы свайно-винтового фундамента по большому счету связаны с игнорированием его особенностей и сильных сторон.
Вкручивание винтовых свай и их выравнивание
Процесс установки свай не зависит от типа наконечников, грунта, количества лопастей. Работа состоит из нескольких этапов:
- Осуществляют бурение направляющих приямков при помощи ручного или мотобура. Глубина должна быть минимум 0,5-0,7 метра, ширина — немного больше ширины опоры с лопастями.
- При ручном бурении сваю устанавливают в приямок и вставляют лом в отверстие, расположенное в верхней части опоры. Двое рабочих начинают двигаться по кругу для ввинчивания сваи на нужную глубину.
- После установки всех опор их верхние части срезают до одного уровня. Для разметки необходим строительный уровень, для обрезки — болгарка.
Процесс установки свай состоит из нескольких этапов.
Влияние габаритов на стоимость
Выбор типа и параметров свай обусловлен не только их практичностью в исходных условиях, но и экономической целесообразностью. Поскольку несущая способность силовых элементов зависит от габаритов, то полезно оценить, насколько меняется стоимость для различных моделей опор.
Зависимость цены винтовых опор от габаритов отражена в таблице:
| Длина стержня, м | Диаметр трубы, мм | Размер лопасти, мм | Цена, руб. |
| 1,5 | 57 | 200 | 850 |
| 2,0 | 76 | 250 | 1150 |
| 2,0 | 89 | 250 | 1290 |
| 2,5 | 89 | 250 | 1400 |
| 1,5 | 108 | 300 | 1200 |
| 2,0 | 108 | 300 | 1450 |
| 2,5 | 108 | 300 | 1550 |
Сравнить, как изменяется стоимость забивной опоры в зависимости от размеров, можно по данным из таблицы:
| Длина ствола, м | Тип сечения, мм | Стоимость, руб. |
| 3 | 150х150 | 1350 |
| 4 | 150х150 | 1750 |
| 3 | 200х200 | 1800 |
| 4 | 200х200 | 2300 |
От размеров буронабивных опор зависит потребность в бетоне, цена на который определяется исходя и его прочностных характеристик. Стоимость такого фундамента обходится в среднем от одной тысячи рублей за погонный метр.
К факторам, увеличивающим стоимость, относят
- расход и класс арматуры,
- гидроизоляционные материалы,
- песок,
- щебень и т.д.
Как видно из представленных данных, цена силовых элементов прямо пропорциональна их параметрам.
Чем больше размеры, чем выше несущая способность такого основания. К факторам ценообразования также следует относить качество использованного материала.
Все, что необходимо знать об устройстве и возведении свайного фундамента, найдете здесь.
Типовые опоры, их диаметр и выдерживаемый вес
Размеры свай и их длина должны соответствовать категории строения. Типовые размеры конусных опор, задействованных в частном строительстве, имеют следующие параметры:
Первое цифровое значение обозначает диаметр стволовой части (мм), а второе – диаметр винтовой лопасти. Для конструкций, имеющих легкий вес, к которым можно отнести ограждения и садовые постройки, подойдет опора, ствольный диаметр которой равен 76 мм. Забор с кирпичными столбами, дачные пристройки, навесные конструкции и беседки устанавливают на конусы, у которых диаметр составляет 89 мм. Для небольшого деревянного дома из бруса и бревна, а также каркасных построек подходят оцинкованные лопастные стержни чуть большего размера (108 мм). Ну и завершают наш рейтинг самые мощные образцы несущих элементов фундамента (133 мм), с лихвой выдерживающие натиск тяжелой бревенчатой избы и пеноблочного сооружения. Чтобы точно рассчитать размеры необходимых свай с наконечником, нужно знать хотя бы приблизительный вес будущих хором.
Параметры часто используемых опор
Монтаж свайно-винтового фундамента своими руками
Преимущества и недостатки
Строительство ленточного фундамента на сваях имеет свои плюсы и минусы. К достоинствам относятся следующие качества:
оперативность выполнения монтажных работ;
- возможность ведения монтажных работ на участках, имеющих уклоны;
- упрощенная технология, с помощью которой фундаментную основу можно установить самостоятельно;
- отличная устойчивость к пучинистым почвам;
- все можно сделать без привлечения специальной техники.
Отрицательных моментов только три:
- в доме появляется необходимость дополнительного утепления полов;
- подвал или цокольное помещение устроить не представляется возможным;
- появляются ограничения по массе сооружения.
