Минусы, проблемы и подводные камни при строительстве винтового фундамента

Винтовая свая – это металлическая конструкция в виде трубчатого ствола с заострённым наконечником и режущей винтовой лопастью (одной или двумя), находящимися в нижней части.

Сваю завинчивают в грунт ручным или механическим способом с помощью устройства, которое предварительно вставляют в монтажное отверстие, выполненное в верхней части ствола (хвостовике). К хвостовику крепят оголовок, а к нему – ростверк того или иного типа в зависимости от особенностей возводимого сооружения (брус, металлический швеллер, железобетонная балка или плита и пр.). В частном домостроении обычно применяют сваи, изготовленные из стали марки СтЗ (углеродистая, обыкновенного качества), с диаметром ствола 108 мм и диаметром лопасти 300 мм.

Применение свай позволяет ускорить процесс сооружения фундамента (он занимает 1 -3 дня), а в случае здания небольшой площади – ещё и сэкономить на его основании

У фундаментов на винтовых сваях множество достоинств.

Они универсальны – подходят для любых строений, в том числе для малых архитектурных форм (заборов, причалов и пр.). Позволяют возводить здание на проблемных грунтах – суглинках и глине (подверженных сильному морозному пучению), изделий зачастую производят их из отбракованных или уже использованных ранее труб (а они, за редким исключением, не отличаются необходимым качеством). Вдобавок эти сваи устанавливают без предварительного исследования грунта и с нарушением технологии монтажа. Очевидно, что срок службы таких оснований остаётся под вопросом. Так что первая задача, стоящая перед заказчиком, – выбрать качественные сваи. Как это сделать?

Прежде всего нужно помнить, что выставочные образцы в офисах производителей могут отличаться от изделий, поставляемых на объект (например, у «выставочных» свай могут быть зачищены, зашпаклёваны и закрашены плохо выполненные сварные швы, чтобы товар выглядел более привлекательно).

«Если вы заказываете исследование грунта с помощью винтовых свай, проверьте, чтобы у бригады были две сваи разного диаметра, устройство контроля крутящего момента, рычаги и нивелир для проверки перепада высот. С помощью сваи большего диаметра определяют глубину несущего слоя грунта. Сваю меньшего диаметра завинчивают в то же отверстие, чтобы получить информацию о слоях грунта, находящихся на глубине, выявить наличие пустот и плывунов под лопастью сваи. При сооружении свайно-винтовых фундаментов ручным способом немало случаев, когда сваи вворачивают недостаточно, оценивая выполнение работ «на глазок». Поэтому можно порекомендовать заказчику следить, чтобы при завинчивании свай бригада осуществляла контроль крутящего момента с помощью специального устройства. Если же монтаж производят с использованием механизированной установки, то бригада должна обязательно иметь переходник между вращателем и сваей (чтобы её не вдавливали в грунт, а просто завинчивали)».


Поэтому имеет смысл попросить продемонстрировать образцы «реальных» свай, а затем оценить все изделия, доставленные на участок. Свая должна иметь ровный ствол с качественным сварным швом (если для её изготовления была применена электросварная труба).

У сваи должна быть стенка заявленной производителем толщины (обычно не менее 4 мм), притом эта толщина должна быть одинаковой по всей длине изделия (нередко у дешёвых свай толщина стенки уменьшена – по всей длине или на некоторых участках ствола). Необходимо, чтобы винтовая лопасть была расположена перпендикулярно стволу и обладала правильной формой (и тогда свая при монтаже будет не разрыхлять грунт, а, наоборот, уплотнять его и набирать крутящий момент).

Одно из важных отличий между изделиями от серьёзных и «гаражных» производителей заключается в качестве сварного шва в месте присоединения лопасти к стволу (в загородном домостроении чаще всего применяют сваи именно со сварным способом фиксации лопасти). Обратите внимание: на лопасть приходится основная нагрузка от здания.

Правда ли, что винтовые сваи – дешёвый фундамент?

Винтовые сваи были разработаны не для того, чтобы удешевить строительство здания, а для того, чтобы создать надёжный, но в то же время бюджетный фундамент в условиях сложных грунтов (нестабильных, пучинистых, с высоким уровнем грунтовых вод и др.). Вместе с тем сегодня на рынке можно встретить предложения, которые привлекают очень низкой стоимостью свай и работ по их установке. Например, фундамент размером 6 х 6 м вместе с монтажом может обойтись в сумму около 30 000 руб. Однако за столь малые деньги вам предложат либо сваи сомнительного качества с установкой силами сезонных бригад. Либо сваи с приемлемыми потребительскими свойствами, но предназначенные для небольших лёгких строений, которые рассчитаны на малый срок службы. Если же заказчику нужно долговечное здание, возведённое на сложном грунте, то ему придётся заказать инженерно-геологическое исследование грунта, приобрести качественно изготовленные сваи с полноценным антикоррозионным покрытием, а также доверить монтаж квалифицированной бригаде. В этом случае фундамент на винтовых сваях может оказаться не самым экономичным решением, зачастую сопоставимым по затратам с устройством малоза-глублённого ленточного фундамента (который, впрочем, не отличается высокой надёжностью в условиях пучинистых грунтов).

Соответственно от качества сварки напрямую зависит несущая способность сваи, а также возможность без деформации лопасти ввинтить сваю в грунт. Шов должен быть двусторонним (с обеих сторон от лопасти), ровным, без непроваренных участков, трещин. Ширина шва должна быть примерно в два раза больше, чем толщина лопасти. Между тем многие параметры, характеризующие качество изготовления сваи, не видны на глаз. Так, в кустарном производстве используют дешёвые сварочные аппараты, которые зачастую допускают перекаливание металла при сварке, что приводит к ослаблению его структуры и провоцирует ускорение коррозии в зоне шва. Поэтому имеет смысл приобретать сваи у крупных производителей, обладающих современным оборудованием и способных в заводских условиях проверять качество изделий (в том числе сварных соединений) с помощью специальных приборов (ультразвуковой, рентгенографический контроль и др.).

Изучая договор с компанией, которая будет выполнять работы по установке свай, выясните, на что распространяется гарантия. Многие фирмы идут на хитрость: дают гарантию на сваи, а не на фундамент. Хотя заказчик покупает не сваи, а именно фундамент

Опасения заказчиков вызывает и то, что со временем металлическая свая будет разрушаться под воздействием коррозии. Однако стоит иметь в виду: основная часть сваи находится в грунте, где мало кислорода, необходимого для развития коррозии.

Так что этот процесс будет протекать значительно медленнее, чем это бывает, когда металлическое изделие расположено под открытым небом. Отметим, что срок службы конкретной сваи будет зависеть от многих факторов, в том числе от химического состава грунта, степени его насыщенности влагой и пр. Чтобы повысить долговечность сваи, предпринимают ряд мер. Прежде всего, наносят на неё в заводских условиях антикоррозионное покрытие. Впрочем, эти покрытия бывают разными, и, следовательно, их эффективность неодинакова. Часто сваю окрашивают краской по ржавчине: она достаточно дешёвая, но обладает низкой износостойкостью.

Более дорогое, но и более действенное решение – окрашивать эмалью на эпоксидной основе. Она способна обеспечить длительную защиту от коррозии: по утверждению производителей, свая с таким покрытием при нахождении в самых агрессивных грунтовых условиях прослужит не менее 50 лет. Вместе с тем эмаль обладает сравнительно невысокой прочностью и может сдираться во время монтажа сваи (в частности, крупными камнями). Ещё дороже, но в то же время эффективнее – порошковое окрашивание.

В сравнении с эмалью порошковая краска создаёт на поверхности изделия более прочное и износостойкое покрытие. Наконец, самым серьёзным препятствием для ржавчины является горячее цинкование. Правда, оцинкованные сваи – очень дорогие, и в частном домостроении их применяют крайне редко. Отметим, что коррозии в большей степени подвержена та часть сваи, которая находится в верхнем слое грунта (где выше содержание кислорода).

И потому ряд специалистов рекомендует дополнительно защищать ствол в этом месте полимерной термоусадочной лентой. В процессе монтажа сваи ленту наплавляют на ствол, – так, чтобы она закрывала сваю примерно на 40-60 см под землёй и на такую же высоту над землёй. Ещё одна стандартная мера по защите от коррозии – заполнение ствола уже установленной сваи бетоном марки М300. который не допустит попадание внутрь неё воды и воздуха. Обратите внимание: если сваи не бетонируют изнутри – это грубое нарушение технологии монтажа.

Ошибки при монтаже свайно-винтового фундамента

Проблема, с которой могут столкнуться домовладельцы, – неравномерная осадка фундамента на винтовых сваях, чреватая перекосами и деформацией здания. Во многих случаях это результат неоправданной экономии заказчика или монтажной организации, отказавшихся от предварительного исследования грунта и просто завинтивших сваи на глубину ниже зоны промерзания почвы (её величина зависит от региона, где ведётся строительство). Однако информации о глубине промерзания недостаточно.

Только специальное исследование грунта позволяет установить, на какой глубине находится твёрдый грунт, а также толщину его слоя. Эти данные дают возможность точно определить длину, тип, диаметр, количество и схему расположения винтовых свай, которые понадобятся для устройства фундамента на конкретном участке.

Наиболее полную информацию о грунте можно получить с помощью георазведки, проводимой специализированными организациями (выемка грунта с достаточной глубины неразрушающим методом, анализ взятых проб в лабораторных условиях). Но, во-первых, стоимость такого исследования довольно высока, а во-вторых, получаемые в результате данные полезны в большей степени для проектировщиков (то есть это актуально тогда, когда здание строят с привлечением проектной организации). Потому чаще всего выбирают недорогой, но достаточно эффективный метод – пробное завинчивание сваи. Его выполняет фирма, осуществляющая монтаж фундамента.

При устройстве фундамента на винтовых сваях обязательно нужно проводить инженерно-геологическое исследование грунта. Без него нельзя точно установить величину заглубления свай, при которой они будут обладать требуемой несущей способностью. Важны и профессиональные навыки бригады, осуществляющей сооружение фундамента. В частности, неквалифицированные исполнители зачастую не способны обеспечить вертикальность сваи: допустимые отклонения её оси по вертикали должны составлять ±2% длины ствола (согласно СП 50-102-2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов»). Ошибки при монтаже негативно влияют на надёжность фундамента.

При этом сваю вворачивают до тех пор, пока её лопасти не окажутся в слое грунта, обладающем требуемой несущей способностью.

Чаще всего делают несколько пробных ввинчиваний в разных частях пятна застройки(их количество зависит от размеров возводимого сооружения; как правило, 2-3).

Главный минус данного метода: он не даёт информации о толщине твёрдого слоя грунта. Кроме того, несущую способность грунта обычно определяют вручную – по величине крутящего момента, требующегося для вворачивания сваи, что может внести серьёзную погрешность в результаты исследования.

Этих недостатков лишена технология, особенность которой заключается в том что она предполагает завинчивание в одно отверстие двух свай – сначала большего, а затем меньшего диаметра (для выяснения глубины несущего слоя). Притом измерение крутящего момента производится с помощью специального инструмента.

Надёжность фундамента может быть поставлена под сомнение и неквалифицированным монтажом. Надо сказать, что сваи можно завинчивать либо вручную (используя рычаг, вставленный в отверстие в хвостовике сваи), либо с помощью механической установки с выдвижной стрелой. Для частного застройщика ручной способ обходится дешевле (к тому же он безальтернативен, если на участок нельзя доставить механическую установку). Однако он требует большой ответственности от монтажников.

Между тем зачастую низкоквалифицированные бригады облегчают себе работу, например, за счёт того, что перед погружением свай копают слишком глубокие приямки (более 20 см), необходимые для сцепления лопасти с грунтом. При этом верхняя часть грунта разрыхляется, из-за чего ухудшается несущая способность сваи и уменьшается её стабильность. Заказчикам стоит обращать внимание и на то, как бригада проверяет, насколько хорошо закручена свая. Если только по усилию, которое рабочие прилагают для вращения сваи, то сохраняется опасность, что она не будет довинчена до нужной глубины.

По мнению ряда экспертов, только бригады, имеющие в своём арсенале динамометрический ключ или особый инструмент по измерению крутящего момента, могут точно определить, когда следует перестать закручивать сваю. Другие специалисты утверждают, что можно обеспечить качественное завинчивание и без измерительного инструмента: достаточно заворачивать сваю до отказа, о чём свидетельствует деформация хвостовика.

При этом крутящий момент превышает необходимый и, следовательно, даёт необходимый результат. Отметим, при механизированном завинчивании свай вероятность получить надёжный фундамент выше. Ну и конечно же, заказчику следует обязательно проверить качество произведённых работ, руководствуясь СП 50-102-2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов». В частности, оценить ровность установки свай (нивелиром, гидростатическим уровнем) и точность выполнения свайного поля (промерить расстояния между сваями).

Несколько слов о ростверке.

Бытует мнение, что в случае деревянных или каркасных зданий лучше всего обвязывать сваи металлическим швеллером. Многие специалисты не согласны с этим: швеллер, уложенный плашмя, плохо работает на прогиб. Он лучше выдерживает нагрузку, когда установлен на ребро, но при этом его полка оказывается слишком узкой, чтобы возводить поверх неё стену. В связи с чем рекомендуют выполнять ростверк, например, из бруса сечением не менее 200 х 200 мм, профильной трубы, двутавра и др.

Строительство свайно-винтового фундамента: фото

а, б) Фундамент сооружали с помощью механизированной установки, в) Устанавливали сваи длиной 2,5 м с диаметром ствола 108 мм и лопасти – 300 мм. г) Для разметки использовали водяной уровень, д) Свайное поле е) Хвостовики подрезали болгаркой ж) Верхушки свай связали между собой металлическим швеллером, з, и) Поверх швеллера установили стены каркасного здания, к) Цоколь отделали искусственным камнем

По материалам сайта: http://kak-svoimi-rukami.com