Винтовые сваи: применение, плюсы и минусы

Всем известно, что несущая способность винтовых свай — это важный показатель, благодаря которому можно определить, какой уровень нагрузки фундамент сможет выдержать. При этом учитывается негативное воздействие грунта на каждую опору по отдельности. Винтовые трубы подразделяются на два вида:

Конструктивные особенности свайного фундамента

Винтовой фундамент состоит из двух конструктивных элементов — свайных опор и их обвязки (ростверка). Опоры передают нагрузку, исходящую от здания, на грунт, минуя поверхностные низкоплотные пласты земли и перенося вес дома на глубинную, уплотненную почву.

В зависимости от схемы размещения свай, выделяют два типа винтовых фундаментов:

  • с последовательным расположением опор — сваи размещаются на равноудаленном расстоянии друг от друга по периметру внешних и внутренних стен дома;
  • с расположением в виде свайного поля — опоры равномерно распределены по всей площади здания.

Исходя из схемы расположения свай выбирается способ их обвязки. Для последовательных свай применяются ленточные ростверки, тогда как сваное поле обвязывается сплошным, плитным ростверком.

Ростверк винтового фундамента выполняет три функции:

  • равномерно распределяет между опорами вес дома;
  • выступает в качестве опорной поверхности для цокольного перекрытия;
  • увеличивает устойчивость свай в грунте.

Устойчивость опор достигается за счет того, что сваи соединяются между собой и начинают работать как единая конструкция, что дает повышенное сопротивление к опрокидывающим нагрузкам и защищает опору от крена, который может произойти с одиночной сваей.

В зависимости от материала, ростверк на сваях может быть монолитным (железобетон) из бруса либо швеллера. Для строительстве тяжелых домов предпочтительна железобетонная обвязка винтового фундамента, для легких домов — брусовая.

к оглавлению ↑

Типы используемых свай

Используемые в фундаментном строительстве винтовые сваи отличаются типом лопастей и диаметром:

  • сваи ∅ 57 мм — применяются для возведения легких заборов и навесов;
  • сваи ∅ 57 мм — пригодны для возведения легких вспомогательных помещений (сараев, беседок) и тяжелых заборов;
  • сваи ∅ 89 мм — используются для каркасных домов, гаражей и одноэтажных построек из легких материалов;
  • сваи ∅ 108 мм — имеют высокую несущую способность по материалу (до 6 тонн), позволяют строить дома высотой 1-2 этажа из бруса, сруба, пенобетона.

В малоэтажном строительстве применяются широколопастные сваи, соотношение диаметра ствола и лопастей в которых превышает 1,5.

Читайте также:  Забор с кирпичными столбами на ленточном фундаменте

к оглавлению ↑

Основные факторы определения глубины установки свай

Расчет глубины ввинчивания и параметров для различных типов свай определяется в специальном своде правил «Свайные фундаменты (СП актуализированная редакция СНиП ). В этом документе стоит обратить внимание на следующие характеристики:

  1. назначение (тип фундамента, застройки и т.д.), требования к несущей способности, высота строительного объекта;
  2. свойства и тип грунта, глубина плотных слоёв и промерзания грунта;
  3. особенности конструкции свай и фундамента.

Рассмотрим каждый из пунктов подробнее:

Целевое назначение

Основные факторы определения глубины установки свай

Винтовые сваи обычно используют:

  • для строительства небольших дачных домов, пристроек, веранд и т.п.
  • для возведения модульных и быстровозводимых конструкций (торговых или выставочных павильонов);
  • как дополнительные опоры к существующим фундаментам, его ремонт и укрепление;
  • возведение причалов и пирсов,
  • установка заборов, калиток, ворот.

В зависимости от размеров и высоты зданий, глубина погружения будет увеличиваться. Несущая способность для постройки фундамента рассчитывается для каждого фундамента индивидуально.

Тип грунта и его свойства

Винтовые сваи можно установить практически в любой тип грунта (кроме скалистых пород). Способность нивелировать глубину и диаметр свай, помогает подобрать оптимальный вариант даже для песчаных, неустойчивых или грунтов под водой.

Глубина погружения напрямую зависит от глубины плотных слоев грунта, они находятся достаточно низко – 1,5-2 м. Обычно сваи завинчивают вниз на 1,8 м, этим же обусловлена и отметка глубины промерзания. Опора должна быть установлена ниже этой точки. Давайте, разберемся почему.

Так, при замерзании и во время таяния почвы происходит некоторые колебания грунта – пучинистость (изменение объёма), степень которых зависит от параметров влажности. Если сваю установить в грунт, который промёрзнет, её может вытолкнуть на 3-7см. Даже изменения высоты одной опоры может пагубно сказаться на целостности всего фундамента.

Обычная глубина промерзания почвы на территории РФ достигает 1,2-1,5м, в южных регионах, этот параметр совершенно небольшой – до 1м, а вот в северных может доходить до 2,5 м и более.

Основные факторы определения глубины установки свай

Определить глубину промерзанию и плотных слоев можно только выполнив исследования грунта площади застройки. Также, зачастую, профессиональные компании по производству свайных опор знают типы и свойства грунта на территориях, которые обслуживают.

Кроме этого, специалисты учитывают высоту цоколя, но данный параметр больше на длину опоры, а не на глубину вкручивания. Нельзя жертвовать одним ради другого. Если глубина будет недостаточной – срок эксплуатации фундамента не будет очень большим. Если же наоборот, цокольный этаж будет находиться слишком низко, то снежный покров со временем подпортит фундамент, особенно в процессе таяния.

Читайте также:  Виды фундаментов для частного дома: выбор лучшего варианта

Как определить глубину погружения свай?

Обязательно обратиться к профессионалам и проведите испытания грунта. Сэкономив несколько тысяч на данной услуге, вы рискуете потерять потом всю постройку из разрушающегося фундамента. Уточняйте данные по промерзанию и плотности почвы, следите за ходом работ. Любая даже временная застройка на винтовых сваях должна быть выполнена качественно.

Ошибки при выборе сваи

Как правило, при подборе сваи основные ошибки возникают при определении сопротивления почвы, так как только этот параметр определяется опытным путем. Именно поэтому опытные специалисты, которые уже давно занимаются сваями, при расчете максимальных нагрузок всегда принимают во внимание коэффициент надежности. Это помогает нивелировать недостоверность данных при выборе сопротивления грунта. Если этого не сделать, то можно ошибиться с количеством опорных элементов и неправильно подсчитать шаг между ними. В итоге можно получить увеличение реальной массы проектируемой конструкции, что может стать причиной перерасхода финансовых затрат и снижения скорости строительства. Либо можно создать ненадежное основание, которое слишком быстро начнет разрушаться от преждевременного износа.

Недостатки

К сожалению, винтовые сваи имеют и ограничения в использовании. Этим пользуются некоторые строительные компании, нарушая технологические нормы. Их применение разрешено в районах, где отсутствует сейсмическая активность или умеренная. Не рекомендовано использование таких конструкций в грунте, имеющем органические соединения и электрическое сопротивление менее 10 Ом*м, так как это приводит к быстрой коррозии металлических изделий. В связи с этим застройщики должны определять агрессивность грунта.

Также на качество работ влияет, как была произведена конструкция. Если сварка выполнена неточно, то при завинчивании свая может отклоняться от заданных параметров. При использовании их в каменистом грунте, может произойти ее деформация, что скажется на надежности самой опоры.

Недостатки

Противопоказано заглубление свай подобного типа в каменистую почву, а также там, где имеются отвалы шлака, на полигонах с отходами строительства. Твердые включения могут привести к повреждению лопастей, ствола в процессе установки. Нельзя применять винтовые сваи на грунте, не имеющем требуемой боковой поддержки. Это относится к песчаному, торфяному грунту. Если нет другого варианта, то данные конструкции необходимо прочно соединять между собой или заглублять на 3 м (при обычном грунте – 1,5м).

Несущая способность грунта

Такое свойство грунта как его несущая способность — это первоочередная информация, которую необходимо выяснить на подготовительном этапе строительства фундамента. Именно от объема нагрузки, которую может выдержать единица грунта определенного типа зависит опорная площадь фундамента постройки. На первом этапе важно знать, что несущая способность зависит от двух факторов: типа грунта и уровня плотности. Далее рассмотрим более подробно особенности использования грунта исходя из его несущей способности.

Технические характеристики

К техническим характеристикам винтовых свай относится:

  • длина и материал ствола;
  • диаметр ствола;
  • вид лопастей, способ их соединения с телом сваи.

Диаметр

Диаметр свайных стволов подбирают из стандартного ряда, соотнося с расчётной нагрузкой:

  • ᴓ89мм (лопасть ᴓ250мм) — под несущую нагрузку не выше 5 тонн (каркасно-щитовые строения в 1 этаж);
  • ᴓ108мм (лопасть ᴓ300мм) — под несущую нагрузку до 7 тонн (дома из бруса, пеноблоков, каркасные двухэтажные);
  • ᴓ133мм (лопасть ᴓ350мм) — под несущую нагрузку до 10 тонн (строения из кирпича, газобетона, швеллера).

Длина

  • при залегании суглинков до 1 м от поверхности длина сваи — 2,5 м;
  • рыхлый грунт или плывун — длина сваи определяется по длине бура, достигшего плотных слоёв;
  • при перепадах высот рельефа длина свай может отличаться на 0,5 м для разных участков.
Технические характеристики

Количество опор и расстояние между ними

Оптимальное расстояние между опорами:

  • 2-2,5 м — для деревянных каркасов и блочных строений;
  • 3 м — для домов из бруса и бревна.

Важно: для обеспечения надёжности цоколь строения не должен подниматься над землёй выше, чем на 60 см, а длина сваи должна иметь запас 20-30 см.

Произведя вычисления по формуле К = P*k/S, необходимо распределить положение свай в периметре для сбалансированности принимаемой ими нагрузки:

  • под каждый угол сооружения;
  • в местах пересечения несущих стен и внутренних перегородок;
  • у входной группы;
  • внутри периметра, руководствуясь шагом в 2 метра;
  • под печью или камином (не менее двух свай);
  • под несущими стенами со стороны балкона или мезонина.

К сведению! Объективные условия могут потребовать увеличения количества свай по сравнению с расчётным — такой запас прочности позволит не бояться перемен, возникающих в процессе эксплуатации.

Оптимальное расстояние

Оптимальное расстояние между сваями — это абстрактное понятие, не имеющее реального числового выражения.

Некоторые источники приводят вполне конкретные значения, но они вызывают больше сомнений, чем полезной информации.

Прежде всего, необходимо учесть нагрузку на каждую опору, которая должна быть меньше предельно допустимых величин.

Кроме этого, необходимо обеспечить такую длину пролетов между сваями, чтобы балки ростверка сохраняли неподвижность и не прогибались.

Оптимальное расстояние

В этом отношении оптимальное расстояние определяется материалом и размерами ростверка, величиной нагрузки и прочими факторами воздействия.

Поэтому общего оптимального значения расстояния между сваями нет и не может быть. Это величина расчетная, зависит от многих факторов и в каждом конкретном случае имеет собственное значение.