Особенности фундамента на винтовых сваях

Винтовые сваи сегодня все чаще используются для строительства фундаментальных основ частных домов и при возведении более масштабных объектов промышленного назначения. Опоры этого типа испытывают огромные нагрузки и после окончания возведения постройки продолжают подвергаться разрушительному воздействию факторов внешней среды. Именно поэтому сейчас многих интересует, есть ли смысл использовать винтовые сваи или срок службы этих широко доступных строительных элементов слишком короткий?

Конструктивные характеристики свайных труб

Винтовые сваи – это конструктивный элемент, выполняющий несущие и укрепляющие функции. Они используются как основа для здания, принимают на себя нагрузку. Опоры усиливают конструкцию здания, делают фундамент прочнее, увеличивают его срок службы.

Сваи представляют собой высокие металлические трубы с лопастями в нижней части. Столбы имеют определенный диаметр, который определяется в зависимости от типа грунта и здания. Сверху опоры оснащены отверстием, через который пропускается железный прут для вкручивания сваи в грунт.

Конструктивные характеристики свайных труб

Схема винтовой сваи для фундамента

Срок службы свай составляет более 50 лет. Достигается такой эффект благодаря специальной технологии производства, использованию антикоррозийной защиты и грамотной установки. В целях экономии многие укладывают фундамент на свайных конструкциях самостоятельно, не прибегая к услугам специалистов. Это нередко становится причиной повреждения элементов, например, расхождения швов.

Перед покупкой строительного материала пригласите на участок эксперта, который оценит состояние грунта и определит нужное количество свай. Это поможет избежать проблем при строительстве дома.

Конструктивные характеристики свайных труб

Факторы, определяющие продолжительность использования

Долговечность возводимого свайного фундамента, обладающего множество положительных моментов, зависит от ряда факторов, определяющих срок службы винтовых свай:

  • Повышенной концентрации грунтовых вод и близко расположенных водоносных слоев, являющихся причиной коррозионного разрушения.
  • Пониженной кислотности грунта, способствующей ослаблению опор в результате коррозии.
  • Значительных температурных колебаний, вызывающих изменение объема металлической конструкции с последующим нарушением целостности.
  • Присутствия в почве каменистых включений, при контакте с которыми повреждается защитное покрытие.
  • Нарушения технологии операций, связанных с внедрением в грунт, что приводит к образованию царапин и нарушению защитного слоя.
  • Усадки основания здания, установленного на слабых почвах, вызывающей деформацию опорных элементов.

Опорные элементы свайно-винтового основания без выполнения специальных защитных мероприятий эксплуатируются не более 25-30 лет. В дальнейшем сваи постепенно разрушаются. Это снижает прочность основания и устойчивость строения.

Слишком низкая цена и отсутствие сертификатов – это повод задуматься, стоит ли их покупать

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.

Читайте также:  Фундамент плита своими руками пошаговая инструкция

Самодельные сваи

Действительно, винтовые сваи для легких грунтов длиной до 4-6 м можно делать самому без сложных выкладок и расчетов. Для бани, сарая или забора такой будет достаточно. Ради простоты возьмем сваю с однооборотным винтом, расположенным целиком на стволе; ее чертеж с указанием нужных пропорций приведен на рис. справа. Трубы не обязательно брать из стандартного ряда диаметров свай, пойдут любые доступные; на заборные столбы – от 60 мм по наружи для штакетных или сетчатых заборов или от 80 мм для заборов сплошных деревянных, из профлиста или кованых. Металл на винт – сталь от 4 мм толщиной.

Самодельные сваи
Самодельные сваи

Выкройка однооборотного винта для сваи

Самодельные сваи
Самодельные сваи

Как раскроить металлическое кольцо под винт, показано на рис. слева. Линия реза должна плавно переходить от касательной к внутреннему диаметру кольца до нее же к наружному. Тогда режущая кромка получится выпуклой и легче пойдет в грунт. А «рог» сбегающей кромки будет поджимать разрыхленный грунт к стволу сваи, до некоторой степени уплотняя его. Режущую кромку желательно заточить на простой клин.

Самодельные сваи
Самодельные сваи

При растягивании в спираль внутренний диаметр кольца уменьшится. При указанном на чертеже выше шаге винта его в заготовке нужно увеличить на 10%, плюс 3-4 мм технологического запаса. Например, для самых расхожих 108-мм свай получаем 121-122 мм. Собирают сваи вдвоем, технология сборки такова:

Самодельные сваи
Самодельные сваи
  • Готовят выкройку винта;
  • Надевают ее свободно на трубу;
  • На конце трубы болгаркой вырезают треугольные фестоны, 3-6 смотря по диаметру трубы;
  • Кувалдой сводят их в конус и проваривают стыки;
  • Заготовку винта подводят к получившемуся наконечнику и сваркой прихватывают к стволу сваи внутренний край режущей кромки;
  • Монтировкой растягивают заготовку винта в спираль, пока ее внутренний край не ляжет на трубу. Шаг винта при этом «подгуляет», но его значение не критично;
  • Удерживая винт монтировкой, прихватывают внутренний край сбегающей кромки;
  • Проваривают весь внутренний край лопасти винта.
Самодельные сваи
Самодельные сваи

Срок службы винтовых свай — Хорошая свая

Свайно-винтовой фундамент с каждым годом обретает все большую популярность благодаря своим отменным эксплуатационным характеристикам, а также доступной стоимости.

Производитель часто заявляет, что сваи могут служить в течение 100-150 лет, но не всегда эта информация является достоверной, так как при определенных условиях и отсутствии ухода срок службы конструкции существенно снижается.

Для определения срока службы винтовых свай необходимо учитывать множество параметров. В учет принимается не только толщина металла и диаметр изделия, но и свойства грунта, условия установки и эксплуатации.

Что влияет на срок службы свай

Несмотря на преимущества винтовых свай, срок их службы может существенно варьироваться, из-за чего показатель прочности может быть существенно снижен. Основными факторами, которые влияют на срок службы свайно-винтового фундамента, являются:

  1. Наличие подземных вод и обильные осадки. В регионах, где постоянно выпадает повышенное количество осадков, срок службы фундамента может существенно снизиться из-за появления коррозии. Подземные воды также негативно влияют на состояние металла и способны существенно изменить его характеристики.
  2. Низкий уровень PH. При наличии на участке грунтов с кислой средой длительность эксплуатации свайно-винтового фундамента может существенно снизится. Кислая среда является катализатором появления коррозии на металле и может существенно быстрее уничтожить защитное покрытие сваи.
  3. Резкие перепады температурного режима. Так как при нагреве и охлаждении металл меняет свои размеры, то это может привести к быстрому разрушению металлоизделий. Если предполагается эксплуатация свай в сложных условия, то лучше отдать предпочтение изделиям с толщиной стенки более 5 мм.
  4. Камни. Наличие в грунте каменных включений или остатков техногенного мусора с острыми краями, которые при вкручивании сваи могут привести к повреждению защитного слоя изделия, нередко становятся причинами преждевременного выхода свайно-винтового фундамента из строя. Если свая низкого качества, то на этапе вкручивания могут отпасть лопасти или погнуться ствол. Далее усугубит положение дел еще и коррозия.
  5. Технологические ошибки. Из-за ошибок, которые были допущены при производстве сваи, срок службы изделия может существенно быть снижен. Различные царапины и сколы, непроваренные и некачественные швы, нарушение технологии производства, ускоряют процесс коррозирования металла и снижают прочностные характеристики.
Читайте также:  Как правильно заливать фундамент под дом частями

Как можно продлить срок эксплуатации свай

Основной причиной, по которой снижается срок эксплуатации сваи, банально является коррозия. Без дополнительного покрытия свая может прослужить всего 30 лет, после чего ее прочностные характеристики существенно ухудшатся, а здание может изменить геометрию. Самым простым способом уберечь металл от появления ржавчины является двухкомпонентное  покрытие на основе эпоксидных смол.

Срок службы винтовых свай — Хорошая свая

Материал эффективен, что подтверждается многолетним опытом профессиональных строителей. Смола устойчива к различным повреждениям, поэтому при транспортировке и ввинчивании не стоит беспокоиться о защитном слое. Само покрытие легко выдерживает различные нагрузки в течение 50 лет.

Свая, покрытая грунтом на основе эпоксидной смолоы и забетонированная согласно стандартам, может прослужить более века.

 Одним из способов уберечь сваю от появления коррозии изнутри, является бетонирование. Заливка бетона в ствол сваи предупреждает появление коррозии внутри металлоизделия и продлевает срок эксплуатации фундамента.

При заливке предпочтительнее использовать товарный бетон, который изготавливается с использованием пластификаторов, но также можно приготовить раствор самостоятельно. В последнее время применяется способ при котором происходит  заполнение сваи сухой цементно-песчанной смесью (ЦПС).

Эта смесь гарантированно впитает всю влагу в нутри сваи и в дальнейшем не оставит места для образования ржавчины. Обязательно использовать только качественные материалы, которые имеют соответствующие сертификаты и отличаются экологичностью.

С некоторых пор производители стали использовать полиуретан для защиты металла. Материал характеризуется целым рядом преимуществ:

  1. Высоким уровнем адгезии.
  2. Хорошей прочностью, которая достигается формированием молекулярных связей.
  3. Возможностью создать покрытие, толщина которого будет находиться в пределах 300 мкм.
  4. Равномерному нанесению смолы по всей поверхности – благодаря этому отсутствуют потеки.

Материал имеет хорошие эксплуатационные характеристики и устойчив к появлению повреждений вследствие неаккуратного вкручивания свай в почву. Сваи, покрытые полиуретаном и дополнительно залитые бетоном, могут иметь срок эксплуатации более 130 лет. Несмотря на свои отличные характеристики, стоимость покрытия остается относительно бюджетной.

Устранения препятствии

При попадании крупного камня на пути сваи, при глубине 1,5 метра или более (т.е. ниже глубины промерзания грунта), то можно сваю дальше и не закручивать и оставить как есть, тем более что камень лежащий под сваей будет ей «помогать» нести нагрузку и распределит ее по толще грунта. Этот применим, если в глубине грунта не единичные камни, а сплошной каменный пояс.

Или же придется сваю выкрутить обратно, в месте ее установки раскопать лопатой яму, выбросить камни и продолжить закручивание сваи. Вынутый из ямы грунт засыпается обратно и утрамбовывается вокруг сваи.

К некоторой неточности могут привести камни средней крупности в установке свай, тут придется выбирать: или некоторый наклон сваи и точная установка верхушки, или строгая вертикальность но некоторый увод в сторону верхушки.

Если в толще грунта залегают бетонные плиты или блоки, остатки старых фундаментов, крупный строительный мусор, то в таких условиях установка сваи становится невозможной. Антикоррозионое покрытие

Очень важно правильно подобрать вид антикоррозийного покрытия для того чтобы минимизировать этой отрицательный эффект. Ведь вне зависимости от типа грунта, при закручивании в него сваи покрытие стирается на острие сваи, а также на передних режущих кромках лопасти сваи.

Однако эти части сваи в конечном итоге окажутся глубоко в толще грунта, много ниже поверхности земли, потому что коррозия в глубине грунта сильно затруднена, и опасаться ее не следует. Но наиболее надо надежно защищать от коррозии ту часть сваи, которая расположена на границе земли и воздуха, а также в верхнем приземном слое, в этом месте на незащищенном металле коррозия идет наиболее активно.

Покрытие типа грунтовки по металлу можно использовать при строительстве фундаментов для временных строений (бытовки, настилы) здесь проблема коррозионого старения фундамента остро не стоит.

Простые однослойные виды антикорозионых покрытий – холодное цинкование, покрытие битумной мастикой можно использовать при строительстве простых и малоответственных сооружения, например заборов, беседок, навесов.

При слабоабразивный грунте, например пластичная влажная глина, торф, и вы строите долговременное ответственное сооружение, вам следует выбрать как минимум комбинированное двойное покрытие, состоящее из слоя холодной оцинковки, поверх которого будет нанесен слой битумной мастики. Это сочетание антикора прекрасно защитит ваш фундамент на долгие годы, а пластичная влажная глина практически не повреждает при закручивании боковую поверхность ствола сваи.

При применении винтовых свай на абразивных грунтах – супесях, песках и грунтах с мелкими камнями, искусственные насыпные грунты с включением щебня требуется антикоррозионная защита. Здесь нужно покрытия, включающего в себя одевание поверх слоя антикора термоусаживаемой пленки (трубки).

Эта полимерная прочная пленка обтягивает сваю очень плотно, имеет высокую прочность и защищает собою нижележащие слои антикоррозионного покрытия от истирания при закрутке.

Серьезные преимущества свайно-винтового фундамента

1. Возможность возведения фундамента без использования специальной техники. Если не нужна специальная техника, то не нужно оплачивать время её работы.

2. Низкая стоимость установки такого фундамента. Малая материалаемкость даёт большую экономию средств.

3. Высокая скорость установки свайно-винтового фундамента. Такой фундамент может быть сделан за 1-2 дня.

4. Возможность возведения свайно-винтового фундамента в любую погоду, если не делается обвязка из бетона.

5. Перед установкой нет необходимости проводить масштабные земляные работы.

6. Нет необходимости выравнивать рельеф участка.

Преимущества винтовых свай

Несмотря на проблемы, которые могут возникнуть при эксплуатации опор этого типа, их по-прежнему очень часто используют для возведения фундаментов и строительства других конструкций. Это объясняется следующими преимуществами винтовых свай:

Преимущества винтовых свай
  • Основание среднего размера можно возвести за максимально короткий срок (не более 1-2 дней).
  • Стоимость фундамента уменьшается практически в два раза, благодаря чему строительство всего сооружения обойдется намного дешевле.
  • Винтовые сваи оптимально подходят для использования на неустойчивых грунтах.

Беседка на винтовых сваях

Модель свайно-винтового фундамента для беседки

Беседка на винтовых сваях

Не надо быть строителем, чтобы понимать, от чего зависит прочность, устойчивость и долговечность любого строения. Независимо от материала, главным, что гарантирует безопасность, является фундамент. Это несущая конструкция любого здания, которая распределяет равномерно нагрузку от стен к основанию.

Если вы решили построить на своем участке беседку, оптимальным в данном случае будет именно свайно-винтовой фундамент. Это действительно надежное основание, которое при любых погодных условиях сохранит место отдыха на протяжении долгих лет.

Беседка на винтовых сваях

Защита должна быть комплексной

Винтовые сваи – отличный вариант для легких построек, включая кемпинги, бараки, сараи и бани, а также быстровозводимые дома. При отсутствии какой-либо антикоррозийной защиты подобная конструкция простоит без негативных последствий не более 30 лет. Однако нанесение соответствующих покрытий, как показывает зарубежный опыт, увеличит срок ее службы до 100, а в некоторых случаях и до 150 лет.

Задаваясь вопросом, как повысить срок службы винтовой сваи, следует помнить, что для максимального эффекта защищать нужно как внешнюю поверхность, так и внутреннее пространство изделия.

Среди наиболее распространенных веществ, используемых в данных работах: