С чего начинается строительство дома? Конечно же, с фундамента. Он является одним из самых дорогостоящих и сложных конструкций всей постройки. Длительный и скрупулезный процесс укладки основы здания нередко заставляет застройщиков нарушать нормативные и правовые аспекты строительства, дабы быстрее перейти к следующим этапам возведения дома. Такая спешка может привести к нарушению целостности фундамента, и как следствие, к разрушению самого здания. Но к счастью существует способ быстрого возведения фундамента и в этом приходят на помощь винтовые сваи, с помощью которых можно закончить работы в течение недели.

История появления свай

Впервые основу под строения при помощи винтовых свай установили больше двух столетий назад. Александр Митчелл, так звали первого инженера-строителя, который изобрел и получил патент на винтовые сваи в 1833 году в Англии.

В Лондоне в 1848 году винтовые сваи впервые использовали для постройки осветительных конструкций, стоящих в зоне водоемов. За изобретение такой свайной конструкции Митчеллу вручили медаль Телфорда, и он стал членом Учреждения Инженеров строителей.

В 1850-х годах в США был установлен первый маяк, фундамент которого был возведен из труб, ввинченных в землю. Фундамент этой конструкции стал достаточно востребованным, и в результате чего, последующие несколько десятков лет, по территории штатов устанавливались маяки именно такой конструкции.

Основные характеристики свай

Прежде чем использовать сваи в строительстве, необходимо знать особенности их строения и характеристики, а также понимать главные аспекты их выбора.

Винтовые сваи – это особый вид свай, которые устанавливают методом ввинчивания их в землю. Состоят они из следующих частей:

1. Ствол. В верхней своей части он имеет отверстие, куда устанавливается стержень, для облегчения процесса ввинчивания.
2. Оголовок. Эта часть представляет собой металлическую пластину, которую закрепляют на верхней части ствола.
3. Лопасть. Металлическая пластина, расположенная спиралевидно вокруг нижней части ствола, именно она позволяет ввинчивать сваю в землю.

Дабы уберечь целостность конструкции от воздействия коррозии, всю поверхность покрывают специальным антикоррозионным покрытием.

Область применения

Основным условиям использования винтовых свай в закладке фундамента – это тип грунта. Также, применения таких опор рекомендуют в следующих случаях:

• Неровный рельеф. Когда строительная площадка располагается на склонах и буграх.
• В качестве оснований для торговых павильонов, временных построек, которые можно легко демонтировать в случаи необходимости.
• Необходимость укрепления откосов.
• При возведении конструкций, стоящих на плавунах и вблизи водоемов, таких как: мосты, причалы и другие прибрежные сооружения.
• Для каркасных сооружений.
• В качестве основы под столбы линии электропередач, ограждений и рекламных щитов.

Согласно строительным правилам СП 24.13330.2011, фундамент с применением винтовых свай может применяться только в малоэтажных зданиях, в условиях использования облегченных материалов. Такими являются дачи, гаражи, террасы, заборы, небольшие частные дома.

Виды свай и их характеристики

Исходя из того, что производство свай осуществляется строго согласно ТУ, и применяются согласно назначению, их классифицируют по следующим критериям:

• Особенности грунта

— грунт сезонного промерзания. Если фундамент собираются возводить на таком типе грунта, то используют обычный тип свай, при установке которых не применяют предварительное бурение, а просто ввинчивают их в землю. Место установки заполняется цементным раствором. Такой тип опор имеет сварной наконечник и классический тип лопастей.

— вечномерзлый грунт. На такой почве, перед тем как произвести установку свай, проводят процесс бурения. В подготовленное место загоняют опору, и место ее установки засыпают песком.

• Тип наконечника свай

— Литой. Производится при помощи литья. Имеет цельную структуру, отличается высокой стоимостью и применяется в условии наличия вечномерзлых грунтов. Благодаря своему строению, позволяет входить в сложные грунты, не деформируясь.

— Сварной. Производится при помощи сварных соединений. Имеет более низкую цену и применяется в условиях мягких грунтов. Слабым его местом является сварной шов. Сваи с таким типом наконечника, вкручиваются вручную. Их вгоняют до упора в землю, а не до расчетной глубины.

Также каждый наконечник имеет свою маркировку, в зависимости от типа:

— СВС – сварной тип

— СВЛ – литой тип

— СВК – конусной тип

— СВП – с дополнительной пикой

— ВАУ – анкерный тип

• Число лопастей

— однолопастные. Такой тип свай применяют в условиях твердых грунтов. Однолопастные опоры при введении их в землю, должны упираться в твердое основание почвы.

— многолопастные. Такой тип свай может иметь в своем строении от двух до шести лопастей. Их применяют при мягких грунтах, чем меньше их твердость, тем больше лопастей должна иметь свая, для большей устойчивости конструкции.

• По размеру лопастей

— широколопастные. Такими считаются лопасти, диаметр которых больше диаметра основания в 1,5-2 раза. По техническим условиям производства, их диаметр должен находиться в пределах 200-350 мм, отклонения разрешены в пределах 9 мм. Чем больше диаметр лопастей, тем более прочно будет стоять свая в ослабленных типах почвы.

— узко лопастные. Применяются для установки в плотных и вечномерзлых грунтах. Такие сваи легче ввинтить в грунт, благодаря малому диаметру лопастей.

• По размеру ствола

Этот показатель объединяет ряд характеристик и включает в себя:

— диаметр ствола. Он может варьироваться от 59 до 325 мм.

— длина ствола — от 8 до 12 метров.

— толщина металла – от 8 до 12 мм.

Чем выше толщина стенок, тем выше эксплуатационные характеристики сваи, и соответственно ее цена тоже.

Размеры и серии винтовых свай

Несущую способность конструкции определяет именно размер свай. На рынке можно встретить винтовые сваи с различным диаметром трубы, который может колебаться от 57 до 325 мм. В основном применяется диаметр в 133 мм. Разные виды свай, исходя из размеров, имеют свою маркировку:

• СВС-57. Такие сваи имеют диаметр трубы и винта 57/150 мм, несущую способность в 800 кг. В основном применяются для возведения ограждающих конструкций, причалов, небольших и легких построек.
• СВС-76. Диаметр винта и трубы 108/300 мм, несущая способность 3000 кг. Также применяют для небольших сооружений и разного типа оборудования.
• СВС-108. Диаметр трубы и лопастей 108/300 мм, несущая способность 5000-9000 кг. Применяют для каркасных сооружений, срубов и построек из деревянного бруса. Также хорошо подходят для возведения домов на заболоченной местности.
• СВС -133. Диаметр трубы и лопастей 133/350 мм, несущая способность до 14000 кг. Является одним из самых мощных свайных элементов. С такой маркировкой сваи применяют для возведения тяжелых конструкций, высотных домов с применением газобетона, кирпича и т.д.

Также винтовые сваи имеют свои серии, в зависимости от того какое назначение в строительстве имеет та или иная свая:

«Z» — сваи такой серии применяют для возведения легких либо временных конструкций.

«Т» — эти имеют в оголовке отверстия для того, чтоб в случаи необходимости, можно было дополнительно закрепить сваю металлическим или деревянным ростверком.

«U» — сваи, маркированные этой серией, имеют оголовок в П-образной форме.

«F» — над трубой устанавливают круглый фланец.

«R» — над трубой ставят квадратный фланец.

Толщина стенки трубы

Несущая способность изделия определяется диаметром трубы, а также толщиной ее стенки. При возведении здания необходимо качественно проводить анализ грунтов на наличие подземных вод. В них может содержаться повышенный уровень солей, и при этом необходимо применять сваи с более толстой стенкой трубы, дабы продлить срок эксплуатации всей конструкции.

В зависимости от толщины стенки различают три основные группы труб, применяемых для изготовления свай:

• Тонкостенные. Когда толщина стенки трубы не превышает 3,5 мм.
• Со средней толщиной стенки. Средней считается толщина от 3,5 до 6 мм.
• Толстостенные. Такими называют трубы, имеющие толщину свыше 6 мм.

Для изготовления лопастей применяют металл, который также делится на две группы:

• До 5 мм. Такие лопасти применяют для тех свай, которые предназначены для сооружения легких конструкций.
• Больше 6 мм. Такие подходят для свай, применяемых в строительстве высоких домов либо тяжелых сооружений.

Также различают основные марки стали, с которых производят винтовые сваи:

• Ст3 – применяют при слабой активности грунтовых вод.
• Ст20 – применяют при средней активности вод.
• 09Г2С – такую сталь применяют при агрессивных грунтах.

Антикоррозионное покрытие

Как было уже сказано, в основном винтовые сваи применяют там, где есть заболоченные грунты, грунты с повышенным влагосодержанием, плавуны. Для того чтоб обеспечить конструкцию фундамента от воздействия на нее воды, и продлить срок эксплуатации, необходимо провести антикоррозионную защиту. Разделяют три основных группы антикоррозионных технологий:

• Заливка свай бетоном. После установки, тело сваи заливают бетоном, и только потом одевают оголовок. Такой метод позволяет избежать контакта воздуха с внутренней поверхностью сваи. Также бетон дает возможность повысить конструкционную стойкость свайной конструкции.
• Оцинковка. При помощи горячего оцинкования, винтовые сваи как бы запекают, покрывая их тонкой пленкой цинка, которая является в разы прочнее лакокрасочного покрытия.

Метод достаточно дорогостоящий, и применяется достаточно редко.

• Защитное покрытие лакокрасочными материалами. Такой вид защиты хорошо подходит в случаи наличия увлажненных грунтов, отличной защищает поверхность металлических свай, благодаря тому что:

— отсутствует реакция с водой.

— образуется плотная пленка на поверхности, которая является отличной механической защитой.

— Электронейтральны. Защищает конструкцию от блуждающих токов.

Достоинства винтовых свай

• Скорость монтажа

Одно из самых главных достоинств, ведь скорость работы в строительстве ценят как ничто другое. Уже сразу после установки, сваи готовы к эксплуатации. Так как основная нагрузка приходится на стальную оболочку сваи, то пропадает необходимость ждать набора марочной прочности бетона, которым заливают внутренней просвет свайной трубы.

• Низкий уровень шума при укладке фундамента

Этим свойством они отличаются от забивных свай. При вкручивании винтовых свай, отсутствует вибрационные и звуковые волны, которые способны наносить урон вблизи стоящим конструкциям.

• Низкая стоимость

За счет уменьшения объема земельных работ, отпадает необходимость в укладке железобетонных фундаментов, чем самым процесс возведения сооружений заметно удешевляется.

• Стойкость к выдергивающим нагрузкам почвы

Благодаря наличию лопастей, винтовые сваи устанавливают на строительных площадках со сложным рельефом. Они прекрасно подходят для ландшафта со склонами. При помощи лопастей свая входит глубоко в почву, и при каких либо выталкивающих воздействиях, остается неподвижна. Также это дает возможность ввинчивать сваи под любым углом в землю.

• Отсутствие нужды капать большой объем грунта.

При установке свай вымещается малый объем грунта, что позволяет проводить строительные работы вплотную к существующим сооружениям.

• Не боятся погодных условий

Установка винтовых свай не зависит от погоды. Они не боятся высоких или низких температур, грунтовых вод. Подготовка для их монтажа не требует осушки строительной площадки.

• Возможность многоразового использования

Как было сказано выше, винтовые сваи часто применяют в возведении временных сооружений. Когда производят демонтаж таких конструкций, сваи достаются и, при необходимости, их можно использовать повторно, что достаточно хорошо экономит деньги и время.