Плюсы и минусы фундамента из стальных винтовых свай в загородном малоэтажном строительстве.

Ни один из видов фундаментов не рекламируется так настойчиво и агрессивно, как свайный фундамент на винтовых сваях. Реклама винтовых свай заполнила собой буквально все столбы и заборы в обозримом пространстве городской и загородной жизни. Производители винтовых свай и строительные компании в большинстве случаев утверждают, что стальные винтовые сваи – это универсальный вид свайного фундамента, подходящий для любых даже самых сложных грунтов, который будет готов за один день, и прослужит верой и правдой не менее 85-100 лет.

Действительно, устройство фундаментов на основе винтовых свай очень привлекательно и выгодно… в первую очередь их производителям и строителям, которые тратят на строительство фундамента не месяц-два, а всего пару дней. А вот в том, нужна ли такая скорость строительства самому будущему домовладельцу, мы попробуем разобраться в этой статье. Но разбираться в ситуации с винтовыми сваями будет затруднительно, потому что  в России отсутствуют официальные нормативы и рекомендации по применению винтовых свай в малоэтажном загородном строительстве. В СП 24.13330.2011. «Свайные фундаменты» приводится лишь раздел по расчету несущей способности винтовых свай. Однако для поиска необходимой информации мы заглянем в зарубежные строительные нормы и специальную литературу.

В России первые винтовые сваи появились на 30 лет позже. Инженер В. Карлович в своей монографии «Основания и фундаменты» (1869 г.) признал преимущества винтовых свай перед забивными при применении их в некрепких грунтах, так как «концы их передают давление на большую площадь».

Винтовые сваи в зарубежном промышленном строительстве.

Если посмотреть на список клиентов крупнейших мировых производителей винтовых свай, то в основном среди покупателей находятся компании, работающие в области добычи полезных ископаемых (нефти и газа), энергетические компании и компании промышленного строительства, компании, занимающиеся ремонтно-восстановительными работами и военные строители. В современном западном строительстве винтовые преимущественно используют там, где требуется большая скорость возведения фундаментов: при установке опор, мачт, столбов, знаков, промышленных конструкций и городков для рабочих,  установке буровых, насосных и компрессорных станций, наземной прокладке трубопроводов, при установке солнечных батарей и ветроэлектрогенераторов, систем городского и промышленного освещения.  Однако в этом списке почти нет компаний, занимающихся строительством частных домов. Небольшая доля винтовых свай используется лишь при строительстве в труднодоступных регионах, на болотах, в прибрежных зонах, при оборудовании пирсов или причалов, при ремонте проблемных фундаментов старых жилых домов, закреплении построек на склонах и самих склонов и котлованов, при строительстве малых ландшафтных и садовых архитектурных форм, навесов и гаражей для транспорта, подпорных стен.

Основные преимущества фундаментов на винтовых сваях.

Бесспорным преимуществом винтовых свай является высокая технологичность и скорость их установки. Естественно, что в западных странах никто не вкручивает винтовые сваи вручную, тем более что размеры винтовых свай для промышленного использования таковы, что ручная их установка невозможна даже теоретически. Для установки винтовых свай используется специальные ротационные насадки на стандартные большие и малые экскаваторы и другие средства механизации.

Стоимость фундаментов из винтовых свай, как правило, меньше стоимости фундаментов из буровых железобетонных свай или других видов железобетонных фундаментов, в том числе за счет минимизации земельных работ.


Установленная винтовая свая сразу же готова к использованию: даже при бетонировании внутреннего просвета ствола сваи нет необходимости ждать, когда бетонный камень  наберет  марочную прочность, так как нагрузки воспринимаются стальной оболочкой сваи.

Винтовые сваи всепогодны: они могут устанавливаться при широком диапазоне  температур окружающей среды (от минус 35 градусов Цельсия до плюс 35 градусов Цельсия).

Винтовые сваи не боятся высокого уровня грунтовых вод, не требуют осушения строительной площадки, не боятся набухающих грунтов.

Винтовые сваи могут использоваться вплотную к уже имеющимся постройкам, так они имеют минимальный объем и незначительно вымещают грунт при установке. Благодаря этим свойствам винтовые сваи используются для ремонта и укрепления фундаментов существующих зданий (в комбинации с домкратными системами).

Винтовые сваи имеют хорошую несущую способность благодаря лопастям, количество которых может составлять до 6 на одном стволе винтовой сваи.

Благодаря лопастям винтовые сваи отлично противостоят различным выдергивающим нагрузкам,  таким как ветровые или нагрузки от морозного пучения грунтов. Благодаря этим свойствам винтовые сваи отлично подходят для закрепления склонов и построек на склонах: винтовые сваи могут быть установлены под любым углом к горизонту.

Винтовые сваи могут устанавливаться на неровном рельефе местности.

При перечислении всех достоинств винтовых свай не стоит забывать, что все их преимущества относятся исключительно к фундаментам из промышленно произведенных стальных винтовых свай, параметры и качество которых регулируются Международными строительными нормами ICC AC358 Helical Foundation Acceptance Criteria (Критерии приемлемости фундаментов на основе винтовых свай). Особенности нормативных требований к конструкции качественных винтовых свай мы рассмотрим ниже.

Недостатки и ограничения фундаментов из стальных винтовых свай.

Это, пожалуй, самый острый вопрос, который тщательно обходится стороной отечественными производителями винтовых свай. К сожалению, в русскоязычной специальной литературе ни о каких ограничениях в применении технологии стальных винтовых свай не говорится. За ответами придется обратиться к зарубежной нормативной документации и специальной литературе.

В международном стандарте ICC AC358 Helical Foundation Acceptance Criteria. которым регламентируются требования к материалам и конструкциям фундаментов из винтовых свай, приводится целый ряд ограничений для применения стальных винтовых свай.

  1. Пункт 1.2.1 ICC AC358 ограничивает использование винтовых свай только для строений и конструкций класса сейсмостойкости от А (конструкция для сейсмобезопасных районов) до С (конструкция для районов с умеренной сейсмической активностью).
  2. Пункт 1.2.2 ICC AC358 перечисляет условия, в которых стальные винтовые сваи не могут использоваться:
  • в грунтах с удельным электрическим сопротивлением менее 1000 Ом-см (из-за высокой скорости электрохимической коррозии стали);
  • в грунтах с pH менее 5,5 (по тем же причинам), к которым, например, относится торф;
  • в грунтах с высоким содержанием органических компонентов (по тем же причинам);
  • в грунтах с сульфатацией более 1000 ppm (сульфаты в грунте опасны и для незащищенного бетона железобетонных свай);
  • на полигонах с отходами, мусором, отвалами грунта;
  • на грунтах, содержащих шахтные отвалы;
  • на грунтах, не обеспечивающих боковой поддержки свай (например, торф, рыхлые пылеватые пески и т.п.).

Из-за многих ограничений по причине высокой скорости электрохимической коррозии, перед принятием решения о возможности использования стальных винтовых свай на конкретной строительной площадке, рекомендуется измерить pH и сульфатацию грунтов,  и их удельную электропроводность. Конечно, такие исследования стоит проводить, если застройщика действительно волнует вопрос долговечности фундамента возводимого  строения, а не только быстрота его возведения за минимальные средства с целью продажи несведущему в вопросах строительства покупателю.

Также винтовые сваи недопустимо использовать в грунтах, содержащих включения, способные повредить лопасти или ствол винтовой сваи при установке: в каменистых грунтах, на  отвалах строительного мусора и шлака.

Фундамент из винтовых свай относятся к заглубленным фундаментам. Для заглубленных фундаментов должно выполняться условие об обязательной боковой поддержке грунтов. Для не связанных между собой в группы винтовых свай, выступающих над поверхностью земли, устанавливаемых в воде или текучих грунтах должно выполняться следующее условие, прописанное в п. 1810.2.1 Международного строительного кода IBC: свая должна быть заглублена в плотные грунты минимум на 1542 мм, а в мягкие - минимум на 3048 мм.

Скажем, установка винтовой сваи глубиной 2,5 м в торфяной грунт, залегающий на глубину 2 м – является недопустимой, так как такая свая будет лишена требуемой боковой поддержки грунтов. Впрочем, использование стальных винтовых свай в торфяных грунтах без защиты от коррозии также недопустимо из-за потенциально быстрой коррозии в органических грунтах с высокой электропроводностью. Как это не смешно звучит, во многих случаях при строительстве временных сооружений на торфяном грунте свайный фундамент из антисептирванных деревянных свай прослeжит дольше, чем фундамент из неоцинкованных стальных свай. Недаром конструкции фундаментов из деревянных свай до сих пор включены в Международный строительный код.

Долговечность стальных винтовых свай.

Сколько же может прослужить фундамент на стальных винтовых сваях? Если в рекламе производителя винтовых свай содержится заявление о том, что их винтовые сваи служат 85-100 лет, то вы можете быть уверены, что перед вами – непрофессионалы или фирма, которая использует заведомо недостоверную рекламную информацию. Срок службы фундамента на основе стальных винтовых свай можно установить исключительно по расчету, исходя из коррозионной активности грунта на стройплощадке, толщины стали ствола и лопастей сваи, толщины и качества антикоррозионного покрытия стали и применения защитных цинковых анодов.  В строительстве в Западных странах винтовые сваи в основном применяются для возведения временных сооружений с планируемым сроком службы 50 лет. В расчетах коррозионной стойкости расчетную толщину всех стальных элементов принимают 1/2 фактической (коэфф. запаса прочности = 2). Срок службы полимерного порошкового покрытия винтовой сваи в грунте принимается равным 16 годам.

Срок службы стандартных винтовых свай без защиты металла и  оцинкованных винтовых свай можно приблизительно оценить по приведенным ниже данным, полученным на основе исследований в Институте заглубленных фундаментов во Флориде:

Прогнозируемый срок службы фундаментов из стальных винтовых свай (изготовленных по западным стандартам в соотвествии с ICC AC358) в зависимости от грунтовых условий и применяемого способа антикоррозионной защиты металла. [H.A. Perko Introduction to Corrosion and Galvanizing of Helix Foundations //Helical Foundations and Tiebacks - Helical Foundations and Tiebacks Committee, Deep Foundation Institute, Tampa, FL. - 2004. - November.]

По материалам сайта: http://dom.dacha-dom.ru