Качество грунта оказывает большое влияние на выбор фундамента и всю технологию строительства в целом.
В России имеется большое количество проблемных регионов, где преобладают заболоченные, подтапливаемые или слабонесущие типы грунта.
Использование традиционного фундамента в подобных условиях недопустимо, но на помощь приходят свайные типы опорных конструкций.
Они обеспечивают контакт основания с плотными слоями грунта и позволяют строить массивные и тяжелые здания без опасений за их состояние.
Имеются и более легкие варианты свайных оснований, к которым относятся винтовые сваи.
Фундамент на винтовых сваях
Винтовые сваи представляют собой опорную конструкцию в виде системы погруженных в грунт металлических труб с приваренными в нижней части спиралевидными лопастями (ниже приведено фото). Они играют роль нарезки, подобной той, что делается на шурупах.
Заостренный конусный наконечник позволяет стволу легче входить в грунт, а лопасти выполняют функцию нарезки и параллельно являются опорными узлами.
Погруженная опора удерживается в неподвижном состоянии за счет силы трения между боковыми стенками трубы и грунтом, а также за счет нагрузки на лопасти. Установка производится по определенной схеме, образующей т.н. свайное поле, обеспечивающее равномерное распределение нагрузки по всем стволам.
После погружения верхние части подрезают, образуя ровную плоскость, и обвязывают несущим поясом — ростверком.
Он является опорной конструкцией для стен и равномерно передает нагрузку на систему свай.
Функции ростверка близки к работе ленточного фундамента, но опорой для него является не поверхность грунта, а верхние концы вертикальных стержней. Для усиления конструкции, полые трубы после установки заливают уплотненным бетоном, что делает их невосприимчивыми к возможным боковым нагрузкам.
ВАЖНО!
Установка винтовых свай не требует погружения до появления контакта с плотными слоями грунта. При достаточном заглублении они вполне надежно удерживают постройку, являясь висячим типом свай.
Типы вечномёрзлых грунтов
К ВГ относят геологическую толщу, находящуюся в замёрзшем виде на протяжении нескольких тысяч лет. Характеристика и толщина слоёв ВГ в основном предопределены местными уровнем промерзания и годовой средней температурой окружающей среды. Поэтому в некотором районе на соседних участках толщины мёрзлого грунта могут существенно различаться или вообще отсутствовать.
ВГ по строению текстуры различают на несколько типов:
- слитная;
- слоистая;
- ячеистая (криогенная).
Слитная
Такая текстура ВГ состоит в основном из льдоцемента с отсутствием крупных включений. Изредка в такой почве встречаются мелкие гнездовые ледяные вкрапления. В большинстве случаев данная структура преобладает в крупнообломочных, гравелистых ипесчаных грунтах.
Слоистая
Мёрзлоестроение такого типа наблюдается в глинистых и песчаных пылеватых почвах. Такое свойство текстуры обычно встречается в наземных массивах ВГ толщиной от 12 до 27 м и более. Слоистое строение ВГ формируется в результате одностороннего замерзания переувлажнённой почвы, подпитанной миграционным водным подтоком из нижерасположенных слоев грунта. Такое основание практически не пригодно для строительства.
Ячеистая
Сетчатое строение ВГ это результат промерзания глинистых пылеватых грунтов. Этому способствует сильное переувлажнение массива со свободным подтоком воды. Грунты с ячеистой структурой обычно располагаются в верхней части деятельных слоёв.
Плюсы и минусы
К достоинствам винтовых свай относятся:
- Высокая скорость монтажа.
- Возможность ручной установки, что позволяет работать в непосредственной близости к готовым постройкам.
- Стоимость винтовых свай гораздо ниже, чем у других типов основания.
- Возможность повторного применения. При необходимости сваи могут быть извлечены и использованы в другом месте.
- Для установки не нужны земляные работы.
- Имеется возможность строиться на склонах или складках рельефа.
- Можно обойтись без привлечения сложной техники.
Недостатками являются:
- Условия эксплуатации способствуют появлению коррозии.
- Использование винтовых свай в регионах с высокой сейсмической активностью запрещено.
- Погружение в каменистый грунт не допускается.
- Использование винтовых свай на рыхлых или слабонесущих грунтах, не образующих достаточной боковой поддержки, требует дополнительного обследования и уточнения глубины погружения.
Большинство недостатков часто замалчивается производителями, поэтому необходимо иметь полное представление о свойствах и качествах конструкции.
Почему строить зимой выгодно?
Однако как бы то ни было, строительство в зимнее время имеет и некоторые положительные свойства:
- Относительное удешевление стройки. Это касается и материалов, и оплаты труда строителей
- Общие сроки строительства не увеличиваются из-за зимнего «простоя», что особенно важно, когда нужно срочно менять место проживания
- Часть основных работ проводится зимой, а летом приступают к финишной отделке
- Заезжать в дом лучше именно весной, когда в течение теплого сезона есть возможность устранить какие-то недоделки
Ну, и кроме того, есть и еще житейские плюсы, к которым можно отнестись с улыбкой:
- Отсутствие жары
- Отсутствие комаров
- Отсутствие дождей, которые могут намертво приостановить любую стройку
Мало того, в некоторых случаях зимнее строительство даже выглядит предпочтительнее – например при закладке фундамента в болотистах местностях или на водоемах, о чем подробнее будет рассказано ниже. Кроме того, именно по «зимнику» есть возможность добраться в иную глушь – например, в те же болотистые районы. Это касается уже в основном промышленного строительства, но бывает характерно и для иных частных землевладений.
Виды опор
Рассмотрим, какие виды винтовых опор используются в современном строительстве:
По области применения
Использование этого типа фундамента ведется гораздо шире, чем это может показаться на первый взгляд.
Винтовые сваи успешно применяются в следующих областях:
- Капитальное строительство.
- Индивидуальное жилое строительство.
- Мосты, причалы, прочие гидротехнические сооружения.
- Несущие опоры ЛЭП, мачты и т.п.
- Ангары.
- Теплицы.
- Заборы или ограждения и т.д.
Рост популярности этого типа основания значительно расширил область применения, и этот процесс еще не закончен.
Размеры
Используются стальные трубы разных диаметров. Наиболее распространены трубы 108 мм, этот размер обеспечивает достаточно высокую несущую способность при хорошем вхождении в грунт.
Общий диапазон диаметров труб находится в пределах 57-219 мм, но в некоторых случаях используются и более толстые опоры.
В частном домостроении трубы более 159 мм не используются из-за сложности погружения.
Длина труб также имеет много вариантов. Существуют типоразмеры от 1650 до 9000 мм, используемые в соответствующих условиях.
Чем меньше прочность и плотность грунта, тем длиннее должен быть ствол.
Количество лопастей
Существуют одно- и многолопастные конструкции. Однолопастные используются на относительно надежных грунтах.
Превышение нагрузки или реверс сваи при установке приводят к потере сцепления с грунтом.
Для ответственных построек на слабонесущих грунтах используют многолопастные сваи, которые демонстрируют большую устойчивость к возможным нагрузкам.
Кроме того, увеличение количества лопастей позволяет уменьшить диаметр ствола, что облегчает погружение.
При этом, толщина стенок должна обеспечивать необходимую жесткость.
Наконечники
Наконечник принимает на себя нагрузку при погружении, что выдвигает довольно жесткие требования к его конструкции.
Существуют:
- Сварные наконечники. Изготавливаются путем заужения диаметра трубы путем удаления клиновидных участков и соединения полученных фрагментов в конус. Швы свариваются и образуется заостренный конец. Применяются для относительно слабых, мягких грунтов.
- Литые наконечники. Изготавливаются (отливаются) отдельно и прикрепляются к трубе. Обладают большой толщиной, способны разрушать встречающиеся препятствия. Используются на плотных и сложных грунтах.
Материал изготовления
Используются разные марки стали — от обычной Ст 3, до более прочной Ст 20.
Для применения в сильноагрессивных грунтах с большими нагрузками и возможностью электростатической коррозии используются прочные марки стали 30 ХМА и 09Г2С.
Тип защитного покрытия
Наиболее эффективным покрытием считается нанесение слоя цинка. При этом, сам материал должен быть достаточно устойчивым к возникновению коррозии.
Полимерные материалы, нанесенные на сваи, стираются при погружении и свою задачу выполнить не могут.
Они необходимы только для защиты наружной части опор и требуют периодического обновления.
Многие инженеры предлагают свои варианты защиты, от мастик до нанесения слоя резины, но большого распространения эти методы пока не получили.
Сравнение с другими вариантами
Только зная все достоинства и недостатки свайно-винтовой конструкции, а также особенности ленточного фундаментами с плюсами и минусами технологии возведения и эксплуатации здания, укреплённого на нём, можно сделать правильный выбор. Ленточное основание характеризуется:
- возможностью мелкого заложения на сухих, не поддающихся пучению грунтах;
- удобным обустройством погребного пространства;
- возможностью всё сделать своими руками;
- требуется определённое время на полное отверждение бетонного раствора;
- используется для укрепления кирпичных и бетонных зданий;
- существенным увеличением затрат для районов с сильным промерзанием грунта.
Следует отметить, что обустройство ленточного основания в холодное время года сопровождается увеличением трудоёмкости и средств.
Ленточное основание Источник nl.decorexpro.com
Существует ещё несколько видов фундаментов, основанных на использовании свай, которые популярны в индивидуальном строительстве.
Свайно-ленточная конструкция
Наиболее продвинутым вариантом считается свайно-ленточный фундамент, плюсы и минусы которого отражают его эффективность в самых сложных случаях:
- для здания из кирпича или железобетонных конструкций;
- подвижные пучинистые почвы;
- грунтовые воды, высокая влажность;
- сложный рельеф, наличие уклона.
Свайно-ленточный фундамент Источник vologdadom.com
Сваи устанавливаются на глубину до 2,5 м, что обеспечивает повышенную надёжность и устойчивость основания дома.
Сваи из железобетона
Строительство дома в местностях с проблемным грунтом, включая прибрежные зоны, крутые склоны, торфяники, глубокое промерзание, производится на фундаменте на жб сваях, плюсы и минусы его следующие:
- проектные работы отличаются сложностью и должны выполняться профессионалом;
- позволяет получить максимально возможную устойчивость и жёсткость фундамента;
- подходит для тяжёлых зданий;
- высокая стоимость материалов и работ;
- использование специализированной техники.
Сваи из железобетона Источник svoisvai.ru
Длина ж/б свай доходит до 11-и м. В частном строительстве применяются элементы длиной около 3-х м, которые весят не менее 700 кг.
Дом на свайно-винтовом фундаменте Источник kursremonta.ru
Какие наиболее оптимальны для использования в дачном строительстве?
Назвать оптимальный тип винтовых свай без анализа грунта или расчета веса дома невозможно.
Если исходить из специфики постройки, предполагающей создание относительно легкого дома с малым количеством этажей, то наиболее целесообразным вариантом будет применение однолопастных стволов диаметром от 57 до 108 мм в зависимости от типа и состояния грунта.
Более детальную информацию даст только обследование участка и расчет нагрузки, так как свая имеет определенный предел. Например, при диаметре 57 мм максимальная нагрузка составит 800 кг.
Для каких строений он необходим?
Винтовые сваи можно использовать для различных строений. Мировая практика показала способность этого типа фундамента успешно работать с массивными, тяжелыми и высокими зданиями и сооружениями.
Тем не менее, в России технология создания этого основания пока не отработана, поэтому обычно ограничиваются строительством вспомогательных или хозяйственных построек. Для жилых домов винтовые сваи используются неохотно и довольно редко.
Особенности зимней закладки фундамента. Возможные трудности и способы их устранения.
Самым востребованным фундаментом остается ленточный. В таком случае не должно быть в процессе выкапывания подмерзаний основания с подземными водами. В раствор также необходимо добавление веществ для снижения степени замерзания бетона. Удастся избежать быстрого застывания раствора при заливке. Для этого предусмотрен и своевременный подогрев заливки. Подобный способ нарушает нормы и действующие стандарты, но также указывается в нормативной документации. Хотя сильный мороз не позволит подогреву или различным добавкам помочь избежать замерзания, не всегда возможна действительно качественная закладка.
Работа в условиях отрицательных температур ведется с меньшей производительностью, требуется более регулярный отдых, да и времени на определенные задачи необходимо больше. Для некоторых «мокрых» работ можно уменьшить объем или вовсе сократить их количество. Соответственно, нужно воспользоваться готовыми блоками, производимыми непосредственно на заводе. Они укладываются в готовый котлован. Для данного фундамента требуется раствора сравнительно немного, поэтому удается сокращать необходимые мокрые работы.
Фундамент может выполняться на готовых сваях из аналогичного бетона. При возведении не очень большого дома, можно рекомендовать отказаться от ленточного фундамента ради свайной технологии
. Часто такой выбор делается для строительства деревянных домов. При соблюдении всех правил для возведения свайного фундамента удается обеспечивать прочность и надежность.
Бетонные сваи могут быть бурозабивными либо буронабивными. В первом случае загоняются в землю готовые сваи, во втором – заливка пробуренных выемок бетоном. В зимнее время более предпочтителен первый вариант, ведь готовить и заливать раствор самостоятельно в таком случае не понадобится. Но среди недостатков отмечается не только дороговизна, но также высокий уровень шума в процессе работ.
Срок службы
В идеальных условиях (грунт, не обладающий разрушительным воздействием на материал, отсутствие коррозии и т.д) опора способна прослужить до 300 лет, а при наличии оцинкованного слоя — до 800 лет.
Так утверждают производители и маркетологи, хотя никаких оснований для этого у них нет. С момента изобретения не прошло еще и 299 лет, поэтому относиться к подобным заявлениям всерьез нельзя. Идеальных условий не существует, а воздействия и обычная усталость металла никуда не делись.
Поэтому реальным сроком службы такого фундамента следует считать 50-75 лет, хотя возможны отклонения в ту или иную сторону.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
Некоторые сооружения, которые были впервые построены на винтовых сваях их изобретателем Митчеллом, стоят и используются до сих пор.
Есть ли разница между литыми винтовыми и сварными наконечниками свай
Существенных различий между такими изделиями нет. Литые наконечники изготавливают из стандартной стали с маркировкой 35Л. Главное отличие этих элементов опор заключается в том, что винтовые линии не привариваются к свайным конусам, а сразу отливаются вместе с ними. Однако мало кто знает, что на самом деле литые наконечники привариваются к трубе. Это означает, что при их использовании не получится избежать сварных швов.
Если говорить о недостатках литых наконечников, то при их производстве необходимо контролировать уровень качества литься. Кроме того, их изготовление невозможно без использования ультразвуковой аппаратуры. Дело в том, что в материале, из которого производится изделие, могут оказать мелкие трещины, поры и пустоты, которые значительно понизят прочностные характеристики и срок службы винтовых свай.
Сварные наконечники можно проверить самостоятельно, так как даже при визуальном осмотре становится возможным оценить качество производства изделий. Сваи с литыми линиями стоят почти на 25% дешевле.
Является ли это капитальным фундаментом или нет?
Вкручивающиеся сваи способны нести очень тяжелые и массивные здания или сооружения. Поэтому их следует считать капитальным фундаментом по праву.
В этом вопросе возникает некий психологический дисбаланс, так как внешне они не выглядят надежной опорой, соответствующей термину «капитальный».
Тем не менее, основным признаком является допустимость использования при строительстве жилых домов.
Это позволяет обоснованно считать винтовые сваи капитальным типом основания.
Как правильно сделать выбор?
Выбор винтовых свай состоит из двух этапов:
- Определение подходящего типоразмера и вида винтовых свай.
- Выбор конкретных изделий по качеству и соответствию требованиям.
Первый этап практически полностью выполняется во время проектирования дома. Поэтому говорить о нем нет смысла.
Второй этап обычно выполняют представители фирмы, с которой заключен договор.
Если по каким-либо причинам приходится выбирать самостоятельно, следует обратить внимание на следующие детали:
- Толщина стенок трубы не должна быть меньше 4 мм.
- Толщина лопастей — не менее 5 мм.
- Качество сварки должно быть максимально высоким.
- Наличие слоя оцинковки.
- Тип и качество наконечника.
По этим критериям можно выбрать наиболее качественные изделия.
ВАЖНО!
Если какие-либо позиции не удовлетворяют установленные требования, от приобретения таких свай лучше отказаться.
Проверка системы заземления
Когда монтаж закончен, нужно протестировать сопротивление контура заземления. В соответствии с правилами устройства электроустановок показатель сопротивления для электросети с напряжением 220 Вольт не должен превышать 30 Ом.
Замеры осуществляют в сухую погоду (в такие периоды наблюдается наибольшее сопротивление грунта). Если результаты измерений в пределах нормы, траншею с заземлительным контуром засыпают землей, после чего заземление готово к эксплуатации.
Правила подключения заземления
В чем же состоит проблема, почему нельзя подключать провод заземления на трубы отопления или водоснабжения?
А теперь вопрос – что будет с соседом, если он, сидя в ванной (соединившись с канализацией посредством открывания пробки) коснется крана? Угадали?
Приз — тюрьма. По статье о нарушении правил электробезопасности повлекшем жертвы.
«Заземление» и «зануление»
В идеале «контур заземления» должен состоять из 3х — 4х уголков, которые свариваются металлической полосой той же ширины. Расстояние между уголками должно составлять 2 м.
Только не надо сверлить в земле дыру метровым буром и опускать туда штырь. Это не правильно. Да и КПД такого заземления близко к нулю.
Но, как и в любом способе здесь есть свои минусы. Вам, конечно, повезло, если Вы живете в частном доме, или хотя бы, на первом этаже. А как быть тем, кто живет этаже на 7-8? Запастись 30-ти метровым проводом?
Так как же найти выход из создавшейся ситуации? Боюсь, что ответ на этот вопрос Вам не дадут даже самые опытные электромонтажники.
Что требуется для разводки по дому
Не надо так же забывать, что «земля» не имеет права разрываться, посредством каких либо выключателей.
Сколько стоит такое основание
Рассмотрим стоимость винтового фундамента для небольшого дома 6 : 6 м. Оптимальная схема свайного поля состоит из 9 свай.
Тогда от владельца участка потребуется оплатить монтаж 9 штук (стоимость от 650 до 1100 руб/шт) и цену самих свай.
Она зависит от длины и диаметра — например, ВС-57 (диаметром 57 мм) длиной 3 метра стоит 1100 рублей с монтажом или 1200 без монтажа.
Если решено использовать ВС-108, то цена без монтажа (для 3-метрового ствола) составит 1150 руб с монтажом и 1350 без монтажа. Разница в стоимости покупки с монтажом и без призвана стимулировать заказ установки в данной фирме.
В результате, стоимость фундамента составит около 20000 рублей. Но в эту сумму не входит доставка и прочие накладные расходы, поэтому необходимо иметь некоторый резерв.
В других фирмах цены могут отличаться, это надо уточнять непосредственно на месте.
Краткая и общая схема монтажа
Порядок действий:
- Разметка свайного поля.
- Завинчивание свай.
- Заливка полостей труб бетоном, подрезка верхушек для получения ровной плоскости.
- Установка оголовков.
- Монтаж ростверка.
Рекомендуется производить монтаж с помощью спецмашин. Это позволяет обеспечить вертикаль и отсутствие раскачивания сваи при завинчивании, что способствует максимально плотному контакту с грунтом. Места сварки и поврежденные в процессе подкрашивают защитным антикоррозийным составом.
Подводя итоги
И в заключении хотелось бы отметить, что, зная всю правду о сроке службы металлических свай в пресной воде и агрессивной среде, можно построить действительно надежный и прочный фундамент за короткий промежуток времени, который прослужит не один десяток лет. Главное, соблюдать производственный процесс изготовления опор и технологию монтажа подобных строительных элементов.
Основание любой постройки в процессе эксплуатации подвергается пагубному воздействию влаги, низких температур, блуждающих токов и различных агрессивных сред. Чтобы предотвратить ее возможное разрушение застройщики должны соорудить надежную фундаментную конструкцию, способную противостоять негативным факторам. Для участков со сложными почвами и близким расположением грунтовых вод идеальным решением станет винтовой фундамент, для которого задействует различный стальной прокат.
