Вкручиваемся в землю. Фундамент на винтовых сваях

В Ленинградской области строителям приходится сталкиваться с высоким уровнем залегания грунтовых вод, пучинистыми грунтами (глины и суглинки). Неразрешимой задачей подчас является и наличие торфа, не пригодного в качестве несущего основания. Преодолеть такие «грунтовые» препятствия при возведении дома, а также решить проблемы устройства фундамента на участке с неоднородным грунтом или сложным рельефом, не увеличивая свои расходы, можно с помощью фундаментов на винтовых сваях, которые в последние годы завоевывают всё большее признание в дачном и коттеджном строительстве.

Фундамент является основной опорной конструкцией всего дома и, соответственно, гарантом его надёжности и безопасности. Основные проблемы, появляющиеся в процессе эксплуатации строений, связаны с непрофессионально рассчитанными и выполненными работами по закладке фундаментов. Это трещины в стенах, неравномерная усадка, а иногда даже и обрушение строения. Существует множество видов фундаментов, отличающихся по технологии закладки, области применения и прочности. По способу опирания на грунт фундаменты подразделяются на свайные и те, которые закладываются на естественной основе (столбчатые, ленточные, плитные). Одной из непоправимых ошибок при строительстве частных домов является закладка стандартного ленточного фундамента на сложных грунтах. Традиционные свайные технологии имеют один существенный минус – необходимость использования строительной техники, что подразумевает дополнительные расходы и некоторые ограничения (их устраивают только там, где возможен подъезд техники). Так что наиболее целесообразно, особенно в обводнённых грунтах, применение фундаментов на винтовых сваях, обладающих такими преимуществами, как малая материало- и трудоёмкость, отсутствие земляных работ, сохранение грунтов оснований в естественном состоянии, безударное погружение, высокая точность установки в плане и по высоте.

«Винтик» – основа дома?

Винтовая свая представляет собой стальную трубу, нижняя часть которой оснащена режущими лопастями определённой формы, благодаря чему она как шуруп вкручивается в грунт практически на любую глубину. Ствол сваи внутри забетонирован, а снаружи покрыт антикоррозийным составом, практически нейтральным к кислотной и щелочной среде – это эмаль на эпоксидной основе, отличающаяся высокой износоустойчивостью, которая применяется для защиты от коррозии подводной части корпусов ледоколов. Срок службы сваи определяется только коррозионной стойкостью металла, поэтому значение защитного покрытия трудно переоценить.

Ствол сваи служит для передачи нагрузки от оголовка на лопасть и восприятия части бокового усилия. Лопасть позволяет преобразовать вращательный момент в поступательное усилие во время погружения сваи и для распределения усилия по большей площади грунта во время эксплуатации фундамента. Лопасть непостоянной ширины начинается на скошенной части ствола сваи и плавно увеличивается в ширину. Такая конструкция винтовой опоры обеспечивает разрезание грунта с наименьшим сопротивлением и даёт возможность уменьшить крутящий момент. Угол и шаг винтовой лопасти позволяют завинчивать сваю без рыхления грунта с минимальным осевым погружением. В результате маленькая площадь соприкосновения винтовой сваи с грунтом в сочетании с режущими лопастями не позволяют фундаменту сдвигаться даже при глубоком промерзании грунта. Винтовые сваи обладают высокой несущей способностью как на сжимающие, так и на выдёргивающие нагрузки и противостоят силам морозного пучения. Объясняется это просто: при завинчивании межвитковые промежутки почвы не разрыхляются, а, наоборот, уплотняются лопастью винтовой сваи.

Лопастей, кстати, может быть несколько (две и более). Это обеспечивает дополнительное увеличение несущей способности и боковую устойчивость винтовой опоры, что позволяет применять такие сваи в качестве опор для сооружений с большой ветровой нагрузкой, одиночных опор (рекламные щиты, дорожные знаки, столбы, мачты).

Правило «буравчика»

Винтовые сваи вкручиваются в землю либо вручную, либо механически. Для устройства фундамента стальная винтовая свая погружается в грунт методом завинчивания на глубину не менее 1,5м (глубина промерзания грунтов в Ленинградской обл.) согласно разметке в соответствии с разработанным планом свайного поля фундамента. При залегании в верхних слоях просадочных грунтов (торфа) винтовая свая наращивается на необходимую длину и завинчивается до тех пор, пока не пройдёт этот слой. Равномерная несущая способность гарантируется разной глубиной завинчивания в зависимости от несущей способности слоёв грунта. Сваи подрезают в уровень, определяемый проектом (обычно 40-50см над уровнем грунта), стволы свай бетонируются до уровня их подрезки. Поверх ствола устанавливается оголовок винтовой сваи, на которую монтируется обвязка. В зависимости от конструкции дома и материалов, из которых он возводится, сваи обвязываются монолитным железобетонным ростверком (для каменных домов) или брусом (для каркасных, панельных и бревенчатых домов).

Опорные части свай, как правило, находятся на некоторой высоте над грунтом, и, соответственно, под домом появляется пространство, которое зашивается, скорее, декоративно.

Существуют, например, клинкерные панели, имитирующие камень или кирпич, которыми можно «зашить» периметр под домом. Наличие под домом вентилируемого пространства для деревянных построек скорее является преимуществом, чем недостатком. Хорошая вентиляция «подполья» препятствует гниению древесины.

Считаем плюсы...

Винтовые сваи позволяют произвести строительство фундамента очень быстро и без земляных работ. При этом полностью исключены «мокрые» процессы, что немаловажно в наших северных широтах. В отличие от обычных железобетонных свай, забивание винтовых опор не сопровождается вибрацией и грохотом.

Винтовые опоры сразу после завинчивания готовы к восприятию проектной нагрузки (не требуют дополнительного времени для обеспечения несущей способности), что существенно сокращает сроки строительства. Расчёт фундамента на винтовых сваях в соответствии с проектной документацией и последующий монтаж можно выполнить в течение трёх дней (для деревянных и каркасных домов). А для кирпичных, каменных и газобетонных строений винтовые опоры применяются в комбинации с традиционными фундаментами для снижения их стоимости. Вообще, что касается цен, то фундамент на винтовых сваях малого диаметра обходится заказчику в 1,5–2 раза дешевле, чем ленточный, не говоря уже, скажем, о монолитной плите. Это кардинальным образом меняет представление о стоимости фундаментных работ, которая при установке, к примеру, ленточного фундамента может составить 30-50% от общей стоимости строительства.

Работы по устройству фундамента на винтовых сваях можно выполнять круглый год, даже в зимний период. Никакой предварительной подготовки места для строительства не требуется: фундамент на винтовых сваях может быть возведён даже на неровном, не очищенном от пней участке, в непосредственной близости от больших деревьев. Более того, сваи позволяют возводить дома и на склонах. Территория не превращается в стройплощадку – можно сохранить даже газоны. К возведённым на винтовых сваях домам легко пристраивать новые конструкции и сооружения.

Фундамент на винтовых опорах гораздо более ремонтопригоден, чем ленточный или плитный. Кстати, винтовые сваи особенно востребованы именно при ремонте повреждённых фундаментов. Установка винтовых свай не порождает никакой вибрации, а значит, не возникает опасности ещё большего разрушения здания.

...и минусы

Препятствием к использованию винтовых свай является наличие в грунте массивов камней и валунов, то есть скальный грунт ограничивает применение винтовых опор. Также проблемой строительства свайного фундамента может стать сложность устройства подвальных помещений, хотя при высоком уровне залегания грунтовых вод (что характерно для Ленинградской области) устройство подземного пространства – это всегда проблема.

Помимо устройства фундаментов для домов возможно использование винтовых свай для временных сооружений. В этом случае стволы свай не бетонируются, чтобы в будущем можно было их вывинтить и использовать повторно. Винтовые сваи находят применение и в качестве опор для возведения заборов и других ограждений; беседок, террас, пешеходных мостиков и прочих подобных конструкций, а также при устройстве подпорных стенок для борьбы с оползанием грунта. Винтовые сваи отлично показали себя в качестве опор причалов для маломерных судов, где они подвержены воздействию довольно значительной боковой нагрузки при ледоходе.

Прошлое? Будущее!

Новая технология возведения фундамента на винтовых сваях – на самом деле усовершенствованная старая. В нашей стране винтовые сваи разрабатывались в 60-е годы для использования в качестве быстровозводимых опор мостов и высоковольтных линий электропередачи. Сегодня фундаменты на винтовых сваях востребованы и в малоэтажном загородном строительстве. Пока, правда, в силу некоторой инертности «строительного» менталитета и устоявшихся стереотипов, использование традиционных фундаментов остаётся приоритетным. Но в ближайшей перспективе возможны изменения в плане этого «фундаментального» этапа загородного строительства. В Ленинградской области и пригородах Петербурга, а также непосредственно в самом городе на винтовых сваях построено уже немало домов – как «обычных», так и элитных (один из примеров – расположенная в Стрельне Шуваловская Деревня).

Текст: Эдуард Доминов
Консультанты: «СВФ Инжиниринг», «Фундекс»
Фото: «СВФ Инжиниринг»

«Загородное строительство» № 9 (37), сентябрь 2008 г.

Похожие статьи: