Фундаменты на винтовых сваях:

ПРОСТОЕ РЕШЕНИЕ НЕПРОСТЫХ СИТУАЦИЙ

Итак, Вы решились – будете строиться за городом. Поближе к природе, побольше простора, побольше воздуха! Вы подобрали и купили участок – совсем недорого, удобное расположение, красивый вид. Свежий воздух и красоты природы будоражат фантазию и перед глазами возникают картины Вашей загородной жизни. И вот Вы уже представляете, как будет выглядеть ваш дом… Осталось только выбрать тех, кто воплотит Ваши мечты.

Но вот один из первых вопросов – фундамент будущего дома – способен сильно приземлить полет Вашей фантазии.

Первая проблема – высокий уровень грунтовых вод. При условии, что для Ленинградской области глубина заложения фундамента должна быть не менее 1,5 м, с этой проблемой сталкивается большинство.

Вторая – характеристика самих грунтов, их однородность. Наиболее опасно для фундамента дома морозное пучение грунта, которому подвержены водонасыщенные глины, суглинки, супеси, мелкие и пылеватые пески. Слои пучинистого грунта, замерзая, воздействуют на фундамент снизу вверх и, если сила морозного пучения больше, чем нагрузка от дома, то происходит "выпирание" здания из земли, причем неравномерное. При оттаивании весной произойдет обратное явление — неравномерная осадка дома. Причем заглубление фундамента ниже глубины сезонного промерзания само по себе ещё не является гарантией защиты от влияния морозного пучения грунта, особенно для легких зданий.

Еще один “сюрприз” - залегание торфа на участке.

Что всё это значит? – Первое - воду надо отводить. Как? – Для этого можно написать отдельную статью. Второе - надо выбирать пучинистые и просадочные грунты, т.е. копать и копать глубоко и возможно с применением строительной техники. Далее – собственно устройство фундамента и обратная засыпка песком и щебнем. И главный результат – деньги, на которые Вы собирались строить дом вдруг начинают заканчиваться уже на этапе фундамента. Теперь Вы понимаете, почему участок был такой недорогой.

Неужели придется расставаться с мечтой?! Или рискнуть и сильно не заглублять фундамент и проверить на себе силы морозного пучения? Или есть еще варианты?

На самом деле существует и недорогое решение для всех этих трудностей - винтовые сваи. Фундаменты на винтовых сваях по стоимости могут поспорить с традиционными фундаментами и на хороших грунтах и, кроме того, они незаменимы при строительстве на участках со сложным ландшафтом.

Винтовая свая представляет собой стальную трубу с наваренной на нее лопастью определенной конфигурации. Для устройства фундамента сваи погружаются в грунт методом завинчивания на глубину не менее 1,5 м в соответствии с разработанным планом свайного поля фундамента. При залегании в верхних слоях просадочных грунтов (торфа) свая наращивается на необходимую длину и завинчивается до тех пор, пока не пройдет этот слой. Далее сваи подрезают в уровень, определяемый проектом, и стволы свай бетонируются до уровня их подрезки. Надземная часть сваи покрывается антикоррозионным составом. Винтовые сваи обладают высокой несущей способностью как на сжимающие, так и навыдергивающие нагрузки и противостоят силам морозного пучения. Повышенная несущая способность сваи объясняется тем, что при завинчивании межвитковые промежутки грунта не разрыхляются, а, наоборот, уплотняются лопастью сваи.

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).

Изначально винтовые сваи разрабатывались для использования в качестве опор мостов, опор высоковольтных линий. Сегодня фундаменты на винтовых сваях оказались востребованы и малоэтажным загородным строительством из-за ряда преимуществ, которые они предоставляют.

Во-первых, экономят немалые средства, позволяя полностью отказаться от земляных работ. Фундамент на винтовых сваях может быть возведен даже на не выровненном, не раскорчеванном от пней участке или, наоборот, на ухоженном газоне и не требует применения тяжелой строительной техники.

Во-вторых, позволяют возводить дома на склонах, в непосредственной близости от больших деревьев, на торфяных и обводненных грунтах. К уже построенным на винтовых сваях домам легко пристраивать новые сооружения.

В-третьих, существенно сокращаются сроки устройства фундамента - в случае с деревянными и каркасными домами – до нескольких дней.

И, наконец, работы можно вести даже зимой. Если Вы не хотите тратить теплые летние дни на стройку, но собираетесь получить свой дом в готовом виде к весне, то этот вариант для Вас. Для этого нужно только “дофантазировать” Ваш дом до ноября-декабря.

Указанное свойство позволяет определять по сопротивлению сваи закручиванию насколько надежно с точки зрения несущей способности эта свая установлена.

Сваи с лопастью 300 мм можно ввинчивать вручную с помощью рычагов.  Простейший набор приспособлений: лом и два куска трубы длиной 3 метра. В стесненных условиях потребуется специальное приспособление (смотрите видео внизу). Для создания необходимого крутящего момента порядка 300-500 кг*м достаточно 4 человек.

Выполнить эту работу можно попробовать самостоятельно. Инструкции по закручиванию винтовых свай своими руками в Интернете имеются. Процесс ручного завинчивания весьма трудоёмкий. Закрутить в стесненных условиях (рядом с забором, стеной и т.п.) за смену впятером больше 5-10 свай физически сложно. Компании, практикующие ручное завинчивание, используют на этих работах труд гастарбайтеров. Главный недостаток ручного метода состоит в том, что обеспечить вертикальность свай часто не получается. Это зависит не столько от мастерства монтажников, сколько от стечения обстоятельств (геоусловий в конкретной точке). Мы прибегаем к ручному завинчиванию только в двух случаях: либо нет подъезда для техники, либо свай настолько мало, что доставка техники нерентабельна.

Самоходные ямобуры более доступны, поэтому часто используются в малобюджетном строительстве наряду с ручным завинчиванием.

После ввинчивания сваи обрезаются по уровню. Ствол сваи заливается бетоном. Это защищает ствол от внутренней коррозии. Сверху на сваю надевается оголовок для крепления деревянного обвязочного бруса. Иногда вместо оголовков используют металлический швеллер. Под канадский дом в большинстве случаев обвязка свай швеллером не нужна.

Для канадского дома фундамент на винтовых сваях - идеальное решение, но его устройство возможно не всегда. Каменистые грунты, илистые грунты текучей консистенции, глубокие торфяники - возможные противопоказания к использованию винтовых свай в Московском регионе. Но такие случаи редки. На нашей памяти только в одном случае пришлось отказаться от завинчивания свай. Участок оказался на месте бывшего болота. До дна (до несущего грунта) тогда так и не добрались. С каменистыми грунтами справится нам до сих пор удавалось во многом благодаря литому наконечнику, но об этом чуть ниже.

Преимуществ фундамента на винтовых сваях много. Самые приятные - это относительная дешевизна (дешевле качественного ленточного мелкозаглубленного бетонного фундамента) и высокая скорость монтажа (в среднем требуется один-два дня на весь цикл работ).

Чем сложнее рельеф участка, тем существеннее эти преимущества винтовых свай. Большой популярностью пользуются фундаменты на винтовых сваях при строительстве на склонах с большим перепадом высот (можно здесь посмотреть).

В отличие от "плавающих" фундаментов (ленточный мелкозаглубленный или плита) фундамент на винтовых сваях можно в любое время нарастить для сооружения пристройки к дому. Это очень важно, поскольку большинство людей задумывается о пристройке к дому уже через пару лет эксплуатации.

Прекрасная вентиляция подполья обеспечивает долгий срок службы нулевого деревянного перекрытия. В случае ленточного фундамента эта вентиляция затруднена внутренними перемычками.

Удобный доступ снаружи облегчает ремонтные и другие работы в подполье. В случае ленточного фундамента придется делать люки в нулевом перекрытии.

Срок службы

История винтовой сваи охватывает почти два столетия. Основное применение винтовых свай - это такие ответственные конструкции, как маяки, мосты, причалы, мачты освещений, опоры ЛЭП, вышки-ретрансляторы сотовой связи.

Старейшее сооружение (причал на винтовых сваях) простоял в морской воде почти полтора века и был демонтирован из-за снижения уровня воды в океане. Винтовые наконечники первых свай хранятся в музеях.

В России винтовые сваи в основном использовались военными, для которых решающее значение имеют сжатые сроки монтажа-демонтажа фундамента для быстрого развертывания или смены позиций.

Российский опыт использования винтовых свай в качестве опор индивидуального дома не превышает десяти лет. За этот срок нареканий в отношении коррозийной стойкости свай не отмечено. Есть претензии к качеству свай, изготовленных кустарно, к качеству антикоррозийного покрытия и к квалификации (добросовестности) рабочих. Ни один фундамент не вышел из строя из-за коррозии металла. Отмечены единичные случаи просадки, что является следствием нарушения технологии, согласно которой лопасть сваи должна войти в плотный несущий грунт. Зафиксированы случаи отрыва лопасти сваи при завинчивании из-за некачественной сварки. Литые наконечники снимают эту проблему.

Утверждается, что при правильном изготовлении, надлежащем антикоррозийном покрытии и грамотном монтаже винтовая свая прослужит не менее 100 лет. Понятно, что подтвердить или опровергнуть это утверждение на 100% сейчас невозможно. Двухсотлетняя история винтовой сваи и отсутствие в секторе малоэтажного строительства в течение 10 лет тревожных сигналов о быстром выходе винтовых свай из строя из-за коррозии косвенно подтверждают большой срок службы винтового фундамента.

Для сравнения: фактов разрушения "вечных" железобетонных фундаментов даже в первые годы эксплуатации в индивидуальном строительстве немало. Конечно, проблема не в материале или технологии, а в человеческом факторе. СНиПы в индивидуальном строительстве нарушаются часто. Разрушение железобетонной ленты в течение одной зимы из-за низкого качества бетона довольно распространенный случай:

Поэтому сроки службы в 150 лет для ленточного бетонного и 30-50 лет для столбчатого бетонного фундамента - это в идеальном случае. В индивидуальном строительстве  просматривается явная тенденция к уменьшению затрат на фундамент за счет таких потенциально опасных решений, как уменьшение площади сечения ленты, столбов и ростверков, снижения плотности армирования и др.

Трудно сказать, что будет с ленточным мелкозаглубленным фундаментом или "плавающей" плитой через 30-50 лет. Опыта длительной эксплуатации, как и в случае с винтовыми сваями, нет. Принятые в 1998 году территориальные строительные нормы Московской области "Проектирование и устройство мелкозаглубленных фундаментов малоэтажных жилых зданий в Московской области (ТСН МФ-97 МО) (ТСН 50-303-99)" признаны в 2008 году утратившими силу.