Винтовые сваи для фундамента привлекательны быстротой установки, а также возможностью использования на территориях с высоким подъемом подземных вод. Однако на некоторых типах грунта ставить такие опоры нельзя. При обустройстве фундамента важно провести геологическое обследование местности и выбрать изделия с достаточной толщиной стенки, подвергшиеся антикоррозийной обработке.
Описание и разновидности винтовых свай
Конструкция состоит из длинного стержня и наконечника с лопастью, посредством которой свая вкручивается в землю. Способ монтажа – одно из отличий таких изделий от буронабивных.
Классифицировать винтовые сваи можно по ряду параметров:
- По типу наконечника. Бывают сварными и литыми. Второй вариант стоит дороже, но лучше подходит для грунтов повышенной плотности (в частности, вечномерзлых), легко проходя сквозь их структуру и не деформируясь в процессе.
- По числу лопастей на стволе (их может быть от 1 до 6). Изделия с единичной лопастью подходят только для плотных грунтов, которые нельзя назвать подвижными или пучинистыми. Сваи с большим числом этих элементов могут применяться на разных почвах. Но из-за большей устойчивости к разным типам нагрузочных воздействий (горизонтальным, выдергивающим и другим) их чаще применяют на грунтах с недостаточной несущей способностью.
- По габаритам лопастей. Широкими принято считать элементы, диаметр которых в 1,5 раза или более превосходит сечение стержня. Сваи с такими лопастями имеют большую площадь опоры. Благодаря этому они хорошо подходят для слабых почв. Опоры с узкими лопастями подходят для плотных и вечномерзлых грунтов. Сваю с широким основанием в такой почве устанавливать нельзя, так как при этом повышается риск деформации или повреждения лопастей.
Подробнее о преимуществах:
- Скорость проведения работ особенно привлекает внимание строителей. Даже при заливке сердцевины сваи бетоном нет необходимости в продолжительном ожидании застывания, так как основную нагрузку берет на себя металлическое тело.
- Осушать участок, где будут проводиться работы, необязательно.
- Значительно меньший уровень шума, чем при работе с другими типами свай. При установке забивных опор генерируется не только шум, но и вибрационные явления, способные негативно сказаться на функционировании объектов, находящихся рядом с местом, где ведутся работы.
- Меньший объем земельных работ по сравнению с плитами и лентами из железобетона экономит время и средства (что, однако, не избавляет от затрат на приобретение качественных толстостенных свай).
- Возможна установка фундамента на склонах и других местностях, не отличающихся идеальной ровностью. Этому способствует наличие лопастей.
- Возможность строительства вплотную к уже имеющимся объектам благодаря небольшому вымещению грунта.
- Совместимость с установкой временных сооружений. Сваи допускается использовать повторно, поэтому после демонтажа бытовки или иной подобной постройки их можно извлечь из почвы и задействовать при монтаже аналогичного сооружения или здания хозяйственного назначения.
Недостатки связаны с невозможностью установки на грунтах некоторых типов. Сваи нельзя использовать:
- В местностях с сейсмической активностью выше умеренной.
- В грунтах, характеристики которых предрасполагают к быстрой коррозии металла. Сюда относятся повышенное содержание органики, низкий рН (меньше 5,5) и малое электрическое сопротивление (до 1000 Ом-см). Срок эксплуатации опор в таких условиях будет невысоким. Именно из-за недостаточного рН европейские стандарты не рекомендуют использовать сваи на торфяных почвах.
- В грунтах, где имеются жесткие включения (камни, отвалы, строительный мусор). Они могут травмировать наконечник сваи или даже ее стержень.
- В почвах с повышенным содержанием сульфатов (больше 1000 ppm). Эти соединения разрушают незащищенную бетонную заливку стержней.
Нежелательно использовать сваи на рыхлых грунтах, не обеспечивающих устойчивое положение по длине (торфяные, пылеватые песчаные и другие подобные почвы). Если это все же приходится делать, опоры надо основательно заглублять (не менее чем на 3 м).
Нельзя допускать и установки свай в почву, где рыхлый слой залегает на глубине, уступающей их длине (к примеру, монтажа трехметровой конструкции в месте, где на глубине 1,8 м пролегает пласт торфа).
Иногда винтовые сваи объединяют ростверком (железобетонной лентой), предназначенным для равномерного распределения нагрузки. Создание такого фундамента требует тщательного геологического исследования и соблюдения технологии. Одна из распространенных ошибок – опора ленты на почву. В этом случае силы морозного пучения будут воздействовать неравномерно, а ростверк будет прогибаться в областях возле опор. Также такой фундамент создает трудности при утеплении пола и прокладке коммуникаций. Наиболее подходит он для местностей с сильным наклоном рельефа и опасностью оползней.
Сфера применения
Если почва соответствует предъявляемым требованиям, а сваи имеют достаточную толщину стенок и покрыты оцинковкой, их можно использовать для строительства жилого дома. При соблюдении технологии строительства такой фундамент имеет шансы прослужить более 100 лет. Однако большинство производимых в России свай не имеют толщины, достаточной для жилого дома.
Есть несколько сфер, где использование такого фундамента рационально:
- Возведение легких построек: бань, беседок, каркасных дачных домов, заборов из профнастила.
- Обустройство жилища-времянки. Фундамент будет сооружен быстро, масштабные земляные работы проводить не потребуется.
- Строительство на местностях с выраженным уклоном, неровным рельефом, вероятностью оползня. Любые участки, где на выравнивание или сооружение врытого в склон цоколя пришлось бы потратить много средств.
- Местности с высоким подъемом грунтовых вод.
Почва должна соответствовать требованиям, предъявляемым ICC FC358: она не должна изобиловать каменистыми включениями, быть слишком мягкой и рыхлой, содержать много сульфатов или располагать к коррозионным процессам. Особенно это касается строительства жилого дома.
Правила выбора свай
Западные стандарты рекомендуют использовать для возведения домов опоры с толщиной стенок не менее 8 см. Большинство свай, встречающихся на современном российском рынке, имеют тонкие стенки – 3,5-4,5 см. Этот параметр подается как стандартный, зачастую даже изделия с показателем 6,5 маркируются как усиленные. Однако тонкостенные опоры имеют небольшой срок службы – около 30 лет (если они не подвергались оцинковке, а почва не отличается химической агрессивностью).
Сейчас в России стали появляться производители, придерживающиеся западных стандартов.
Для представленных на рынке типов свай можно обозначить следующие сферы применения:
- с толщиной 4-4,5 см: для нетребовательных построек – бань, сараев, беседок, а также для временных жилищ;
- 6-6,5 см: для легких каркасных домов;
- 8-9 см: для жилых домов из любых материалов.
При выборе следует обращать внимание на следующие факторы:
- Наличие и качество покрытия. Наибольшую долговечность обеспечивает оцинковка: толстостенные сваи с такой защитой могут служить более века.
- Гладкость поверхности: не должны возникать подозрения, что данное изделие выполнено из окрашенной ржавой трубы.
- Качество шва: он должен быть ровным, непрерывным, аккуратным.
- Форма лопастей: она должна соответствовать составу почвы.
- Чистота внутри: если изделие повернуть наконечником вверх и слегка стукнуть по нему, из него не должна сыпаться ржавчина.
Срок службы зависит от особенностей самой сваи и от условий эксплуатации. Особенно сокращают его характеристики почвы, предрасполагающие к коррозии.
Установка винтовых свай
Установка винтовых свай своими руками может производиться полностью ручным способом, механизированным (с использованием приспособлений, увеличивающих эффективность работы) и с применением дорогого оборудования. Выбор предпочтительного варианта зависит от финансовых возможностей и от условий строительства. Длинные конструкции (более 3 м) установить без техники трудно. Расстояние между элементами определяется расчетным путем.
Технику стоит использовать в местностях со сложным рельефом. Поскольку ее покупка обходится дорого, лучше арендовать нужное оборудование. Среди распространенных установок можно упомянуть:
- электрические сваекруты – Вихрь, Krinner, Умелец и другие;
- Кабестан – подходит для свай с сечением до 21,9 см;
- Торнадо – портативное оборудование, работающее от электросети 380 В или генератора 5,5 КВт и подходящее для опор с сечением до 15 см);
- МГБ-50П, позволяющий строить на мерзлом грунте.
Также можно отметить несложные приспособления, облегчающие ручное завинчивание:
- прут, продеваемый в проушины опоры;
- оголовок из трубы с хомутами, препятствующий повреждениям верхушки;
- мясорубка с приводом от дрели, имеющей достаточную мощность (более 1 КВт).
Как сделать сваи своими руками
Винтовая свая своими руками может быть изготовлена из трубы нужной длины. Такие конструкции подойдут для заборов и легких хозяйственных построек. Под жилой дом лучше приобрести качественные опоры промышленного производства. Самодельные сваи под такую задачу – не лучший выбор: они должны иметь усиленные лопасти и выдерживать большие нагрузки. Обеспечить их надежность при изготовлении своими руками непросто.
Инструкция по созданию свай выглядит так:
- Подготовить чертеж. На нем указываются диаметр лопасти, шаг ее витка, длина конуса. Оптимальный диаметр трубы – 9-11 см. Длина должна быть больше глубины расположения несущего слоя хотя бы на 0,3-0,5 м.
- Конус делают четырехгранным: на конце трубы вырезают сегменты, сгибают молотком и обваривают сваркой. Разметку можно сделать по лекалу из бумаги.
- Лопасть делают из углеродистой стали толщиной 5-6 мм. Ее внутренний диаметр равен обхвату трубы, а внешний подбирается так: для ствола сечением 6 см его делают равным 20 см, для сваи в 7,5-9 см – 25 см, для стержня в 11 см – 30 см. Шаг винта обычно равен 20-40% от внешнего диаметра. Чем более мелкодисперсный и рыхлый грунт, тем больше делают значение.
- Вырезав заготовку лопасти плазменной резкой, ее сгибают в соответствии с шагом при помощи тисков.
Затем лопасть приваривают к стержню. В верхней части опоры делают пару отверстий под прут либо создают отдельный оголовок. Для защиты от коррозии конструкцию покрывают корабельной краской.
