Винтовые сваи

Наиболее популярные из фундаментов ленточные и столбчатые. При этом считается, что самым надёжным является ленточный фундамент, хотя это и небесспорно. Довольно часто можно видеть треснувшие «монолиты», особенно весной. А если обратить внимание на давно известный, но редко применяемый на практике фундамент на винтовых сваях?

Забытая технология

История винтовых свай началась почти два столетия назад. Такие сваи применяли прежде всего в таких ответственных конструкциях, как маяки, мосты, причалы, мачты освещений, опоры ЛЭП, вышки-ретрансляторы сотовой связи, так как они не только прочны, но и весьма долговечны. И тому есть подтверждение.

Например, старейший причал на винтовых сваях простоял в морской воде в Санкт-Петербурге почти полтора века и был демонтирован только после ухода береговой линии из-за снижения уровня воды в заливе. Сейчас винтовые наконечники этих свай хранятся в музеях города.

Надо заметить, что в России подобные сваи в основном использовались военными, для которых решающее значение имеют сжатые сроки монтажа-демонтажа фундамента для быстрого развертывания или смены позиций. Однако современный российский опыт использования винтовых свай в качестве фундаментных опор индивидуального дома не превышает десяти лет. Ни один фундамент, пусть даже за этот короткий срок, не потерял своих несущих свойств из-за коррозии металла.

Анкерный эффект сваи

Винтовая свая представляет собой двухметровую стальную трубу с заострённым наконечником диаметром 48-219 мм и стенками толщиной 4-5 мм. На наконечник по спирали приваривают лопасти из листовой стали толщиной 4-10 мм. Диаметр сваи по лопастям может быть от 150 до 300 мм и более. Наиболее популярна свая 108 мм с лопастью 300 мм. В принципе — это большой «саморез», который ввинчивают в грунт.

Следует отметить, что и диаметры, и размеры свай по длине могут изменяться в зависимости от характера постройки или её назначения (фундамент для беседки, столбы для забора, перголы и др.).

На фото показаны сваи без наконечников — упрощённые, со скошенными концами. Они дешевле, но закручивать их в грунт труднее. Кстати, наконечники могут быть и литыми — все зависит от технологических возможностей производителей свай. И как бы красиво ни выглядели крашеные сваи, лучше выбрать оцинкованные — они более устойчивы к коррозии и послужат дольше.

При ввинчивании сваи лопасти уплотняют грунт. Это приводит к тому, что даже слабые грунты увеличивают несущую способность. Обычно одна свая выдерживает от 4 до 9 тонн как сжимающей, так и выталкивающей нагрузки практически в любых грунтах. То есть ввинченная в грунт свая выполняет функцию анкера, что важно для неподвижной фундаментной точки опоры. Такой фундамент обеспечивает устойчивость и долговечность здания.

Преимущества винтовых свай

На сегодняшний день фундаменты на винтовых сваях оказались востребованы, особенно в загородном строительстве. Они имеют ряд преимуществ по сравнению с другими видами фундаментов.

Во-первых, обычно при строительстве дома сметная стоимость фундамента составляет не менее 25-З0% от общих затрат, а с использованием винтовых свай затраты серьёзно снижаются.

Во-вторых, сроки возведения фундамента снижаются с З-4 недель до 1-2 дней! Более того, работу со сваями без снижения качества фундамента можно производить и зимой.

В-третьих, такой фундамент годится для любых грунтов, как состоящих из водонасыщенных глин, так и суглинков, супесей, мелких и пылеватых песков, а также торфяников и илов. Применять винтовые сваи нельзя лишь при близком залегании скальных пород или бутового камня.

В-четвёртых, винтовые сваи экономичны, позволяют полностью отказаться от земляных работ. Фундамент на них может быть возведён даже на уклоне и неочищенном от пней участке. Или, наоборот, на ухоженном газоне, и без применения строительной техники. На винтовых сваях удобно пристраивать новые сооружения к уже построенным зданиям, домам и другим объектам.

В-пятых, на винтовом фундаменте можно возводить дома из бруса, бревна (в том числе оцилиндрованного), каркасные дома, а также дома из некоторых видов кирпича и газобетона. Винтовые фундаментные сваи удобны при строительстве любой постройки: бани, террасы, беседки, забора, моста, пристани для вашего катера.

Подготовка к работе

До начала возведения фундамента нужно определить необходимое количество свай, учитывая массу опирающегося строения, характер грунта и уровень грунтовых вод. Особенно важно для предварительного расчёта требуемого количества винтовых свай учесть конструктивные особенности возводимого на нём сооружения: этажность, планировку помещений, расположение оконных и дверных проёмов, схему несущих конструкций пола первого этажа, наличие лестниц, печи или камина.

Для строительства дома с размерами в плане 6х6 м для фундамента потребуется от 9 и более свай (диаметр=108 мм, длина=2,5 м), а для дома размерами 9х9 м — от 16 таких же свай. Несущая способность свай по результатам полевых испытаний зависит от грунта: в глинистых грунтах 2-4 т, в супеси З6 т, в песке 6-9 т.

Под двухэтажный дом площадью 150 кв. метров обычно ввинчивают 20-25 свай. Винтовой фундамент дома получается с запасом по несущей способности. Если дом тяжелее 40 т, то сваи нужны большего диаметра и их делают по заказу.

Возведение винтового фундамента

Установку свай производят либо механическим способом с помощью спецтехники, либо вручную. К сожалению машина С приспособлением для ввинчивания свай не всегда может подъехать к месту строительства. Нередки случаи, когда фундамент необходимо возвести на склоне, в лесу, либо на застроенном и ухоженном дачном участке. Первой завинчивают базовую сваю (как правило, угловую).

Для ручного завинчивания потребуется простейшая оснастка: лом и пара крепких труб длиной 2З м. Лом вставляют в отверстие в верхней части сваи, а на него в качестве рычагов с двух сторон надевают трубы.

Некоторые умельцы готовят другие варианты приспособлений, например, ворот из трубы большего диаметра со сквозным отверстием или с приваренными скобами из арматуры, в которые продеваются и при вращении сваи упираются трубы-рычаги. Такое устройство позволяет работать рычагами в ограниченном пространстве, например, у забора, у старой постройки или среди деревьев.

Для вращения сваи понадобятся 4 (лучше 5) работников, которые смогут приложить к рычагу усилие З00-500 кг. Пятый работник нужен для контроля строго вертикального положения сваи при входе её в грунт. Последующие сваи ставят в соответствии с разметкой и планом устройства свайного фундамента с шагом 2-З м с учётом устройства ростверков из деревянного бруса или бревна. В стандартных условиях заглубление сваи в грунт должно быть ниже зимнего промерзания (1,5 м в Московской области).

По завершении установки свай (на что уходит 1-2 дня) их подрезают по уровню, ориентируясь по базовой свае. Если некоторые из свай оказываются ниже требуемого уровня, то к ним приваривают дополнительные трубы необходимой длины.

После выравнивания свай по высоте на них устанавливают оголовки, на которые укладывают обвязку из бруса или швеллера. В случае применения швеллера оголовки можно не ставить.

Если стены планируется возвести из кирпича или постройка будет весить не менее 40 тонн, то обвязку следует делать более мощной.

Делают железобетонную обвязку-основу. Для её отливки из досок сооружается опалубка ростверка, которую кладут на площадки оголовков. Внутрь укладывают арматуру, а затем заливают бетон.

Отделка цоколя

Чтобы дом не продувало ветром, и он не выглядел как «избушка на курьих ножках», сваи обычно обшивают ацеидом или панелями. Обшивку можно отделать фасадными панелями, «диким камнем» или клинкером. Самым простым способом закрепления панелей на сваях является использование саморезов.

Однако чаще всего к сваям предварительно прикрепляют деревянные бруски, а к ним — панели. Очень важно, чтобы между низом панелей и отмосткой или грунтом оставался зазор в З-4 см для вентиляции и во избежание повреждений при зимнем пучении промерзающей земли.

Вокруг цоколя необходимо устроить отмостку шириной не менее 70 см, выступающую за свес карниза крыши и имеющую уклон от стен здания. Отмостка необходима для того, чтобы отвести дождевую воду от свай и для защиты их антикоррозийного покрытия.

Специалисты утверждают, что при правильном изготовлении, надлежащей антикоррозийной защите и грамотном монтаже винтовая свая диаметром 108 мм и с толщиной стенки 4 мм прослужит не менее 100 лет. Понятно, что подтвердить или опровергнуть это заявление сейчас невозможно. Однако двухсотлетняя история применения винтовой сваи и отсутствие в секторе малоэтажного строительства в течение 10 лет каких-либо тревожных сигналов об интенсивной коррозии косвенно подтверждает надёжность винтового фундамента.

Следить за состоянием винтовых свай достаточно просто. Зона повышенного риска коррозии находится вблизи поверхности грунта. Периодическая ревизия состояния свай не представляет технической сложности.

Для того, чтобы уберечь от коррозии заглублённые металлические сооружения: ёмкости, трубопроводы, а также и сваи, существует надежный способ — катодная (активная или пассивная) защита. С её помощью винтовые сваи будут служить долгие годы.