Средняя стоимость
Стоимость винтовых бетонных свай у указанных выше производителей существенно различается:
- Компания «Terravint» предлагает 3 набора свай (7,15 и 25 штук) для бани, одноэтажного дачного дома, двухэтажного коттеджа за 18 900 ,39 600 и 63 750 рублей соответственно;
- У группы компаний «Винт Монолит» стоимость бетонных винтовых опор вместе с их монтажом колеблется о 2 800 до 6 400 рублей.
Таким образом, бетонный винтовой фундамент – это очень надежное, прочное, простое в монтаже основание, применяемое ка для небольшого жилого дома, дачи бани так и для большого ангара, склада, фермы. Установка составляющих такой фундамент бетонных опор производится почти по той же технологии что и аналогов из стали. Существенным отличием процесса монтажа данного фундамента от аналогичного на металлических опорах является то, что заполнение винтовых свай бетоном не производится. Такая операция незначительно увеличивает устойчивость и прочность опоры, не защищает профильную центральную трубу от коррозии, существенно усложняет процесс демонтажа сваи.
Срок службы
Разработчики и производители фундамента на винтовых сваях прогнозируют эксплуатацию опор в течение 150–200 лет. Но с этим утверждением можно поспорить. Дело в том, что в основе расчётов инженерных конструкций вводными показателями служат идеальные цифры (качество грунта, атмосферно – климатические условия, технология изготовления опор с соблюдением основных требований). На практике, реальной обстановке, особенно в зонах с повышенной сейсмической активностью, вечной мерзлоты, со «сложными» грунтами срок службы сокращается до 25–50 лет, а это низкий показатель для капитальных строений.
Продлить «жизнь» колоннам, а значит и всему строению, помогут несколько способов.
- Используйте сваи для дома с утолщёнными стенками (+ 1 мм стали продлевает эксплуатацию на 10–12 лет);
- Приобретайте материалы, обработанные горячим цинкованием. Если при изготовлении использовался «холодный» вариант, дополнительно покройте поверхность полимерными красками;
- Лопасти трубы должны быть не менее 5 мм.
По действующим нормативам СНиП 2.02.03-85, при соблюдении технологии производства и установки колонн (толщина стенки от 6 мм, скорость истирания сплава до 5 мм за 100 лет, коррозийное изъязвление – до 0, 5 мм в год), предусмотрен ресурс эксплуатации конструкции от 50 до 120 лет.
Монтаж фундамента на винтовых бетонных сваях
Процесс монтажа свайного фундамента на винтовых бетонных опорах включает в себя проведение инженерно-геологического изыскания, составление проекта, расчет необходимого количества материалов, монтаж свайного поля согласно проектной документации.
Проведение инженерно-геологические изыскания
Инженерно-геологическое изыскание включает в себя следующие мероприятия:
- Бурение скважин с отбором почвенных проб и описанием проходимых грунтов.
- Проведение лабораторных исследования физико-механических свойств грунтов, подземных вод.
- Статическое и динамическое зондирование грунтов.
- Испытания грунтов динамическими и статическими нагрузками.
- Монтаж в грунтах эталонных либо же натурных опор.
- Исследовательские работы по определению влияния монтажа свайного фундамента на окружающую среду и на находящиеся вблизи будущего здания сооружения и конструкции.
Составление проекта
На основе произведенных инженерно-геологических изысканий специализированной организацией производится составление проекта содержащего следующую информацию:
- план фундамента (свайное поле);
- спецификация элементов фундамента (свай) с указанием их марок и количества;
- привязка фундамента к местности;
- глубина вкручивания свай;
- вид используемого для обвязки свай ростверка.
Проект также содержит подписи исполнителя (инженера проектной организации) и заказчика.
Рисунок 3. Проект свайного фундамента на бетонных винтовых опорах
Монтаж свайного поля
Процесс монтажа винтовых опор из бетона включает в себя следующие операции:
- Бурение лидерного (направляющего) отверстия на глубину равную половине длины опоры – для данной операции используют ручной мотобур со шнеком необходимого диаметра.
- Вкручивание винтовой опоры вручную специальным ключом или с помощью гидравлического сваекрута.
- Засыпка лидерного отверстия грунтом – заполнять полость вокруг сваи можно как извлеченной при бурении лидерки почвой, так и непучинистым грунтом (речным песком или рыхлой супесью).
- Обрезка свай по одному уровню при помощи мощного бензореза с алмазным диском по бетону.
При монтаже фундамента из данного вида опор может возникнуть вопрос: нужно ли заливать во вкрученные винтовые сваи бетон? Ответ на него однозначен – заливка внутрь винтовых свай бетона нецелесообразна по нескольким причинам.
Во-первых, залитый в сваю бетон не существенно увеличивает ее прочность и жесткость. Во-вторых, все металлические элементы опоры надежно защищены бетонной толщей от воздействия влаги и в дополнительной защите как в случае со стальными аналогами они не нуждаются. И наконец подобная заливка хоть незначительно, но все же увеличивает вес и без того тяжелых в переноске и транспортировке опор.
Более наглядно увидеть, как происходит описанный выше процесс можно в следующем видео:
Принципы расчёта и проектирования
Для грамотного проектирования и составления сметы следует учитывать ряд основных факторов, играющих важную роль в прочности сооружения.
Оценка несущей способности сваи
Расчёт несущей способности винтовой сваи
Этот показатель вычисляется тремя способами: теоретический (расчётный), основан на данных таблицы СНиП 2.02.03-85 или самостоятельно, по схеме, что ширину лопасти увеличивают с увеличением d ствола.
Лопасти
Для трубы:
D 89 мм – D лопасти 250 мм
D 108 мм – D лопасти 300 мм
D 133 мм – D лопасти 350 мм
Оценка нагрузок
Эта цифра складывается из веса строительных материалов, предполагаемой меблировки, домашнего инвентаря, а также внешней нагрузки (динамической и эксплуатационной).
Такой расчёт лучше доверить профессионалу!
Количество винтовых свай
Пример схемы расположения и количества СВС
Самостоятельно рассчитать количество единиц можно по алгоритму:
- Геологическое исследование почв, для вычисления несущей возможности грунтов.
- Суммирование всех нагрузок (конструкции и внутреннего содержимого, внешних атмосферных показателей и т. п.).
- Специальная компьютерная программа, которая используется в инженерно-строительной сфере, рассчитает и уточнит предварительные данные.
- Рабочий чертёж свайного поля.
Основные показания для применения этого типа конструкций были описаны в предыдущих пунктах, а вот почвосмеси, на которых нельзя устанавливать стальные столбы,– это мягкие, рыхлые почвы, гравий и скалы. Стволы будут просто прокручиваться в земле, не находя устойчивого дна, что повлияет на прочность всего здания, а в последнем случае они просто не пройдут сквозь скальные породы.
Срок службы винтовых свай
Если взять идеальные условия, а это значит, что грунт не обладает разрушительным воздействием на материал свай, отсутствует коррозия и так далее, то опора способна прослужить примерно 300 лет. А если добавить еще и оцинковку сваи, то и все 800 лет.
Такие заявления делают продавцы, производители и маркетологи винтовых свай. Хотя, если взглянуть трезво, оснований для таких заявлений у них не так уж и много. Все дело в том, что с момента изобретения винтовых свай прошло все ничего времени. Еще и 300 лет не исполнилось. Это дает право не относиться к таким заявлениям и уловкам серьезно. Конечно, и идеальных условий не бывает, хотим мы того или нет, но на сваю будет оказываться воздействие, да и банальная усталость металла не исчезала.
Готовые сваи
Вот и получается, что реалистичным сроком службы свайного фундамента на винтовых сваях можно считать примерно 60-75 лет. Это зависит от условий в которых предстоит работать свае и качества установки, а также соблюдения рекомендаций при обработке. Но так или иначе, это не абсолютные значения, а значит возможны отклонения в любую из сторон. Но вот интересный факт. Первый инженер-изобретатель винтовых свай, который их и запатентовал, Александр Митчелл (13 апреля 1780 – 25 июня 1868) строил сооружения именно на винтовых сваях. Впервые такие сваи он предложил в качестве опоры в 1833 году в Англии. И вот что интересно, некоторые сооружения стоят и используются до настоящего времени. А уже прошло почти 200 лет…
Александр Митчелл в возрасте 86 лет (13 апреля 1780 – 25 июня 1868)
Классификация свай из бетона
Сваи принято подразделять в зависимости от материала изготовления, поэтому бетонные опорные стержни включают железобетонные опоры и сваи из бетона.
Железобетонные забивные опоры изготавливаются обычно промышленным способом, бетонные – могут заливаться непосредственно на строительной площадке, при этом работы по устройству свайного поля под здание могут быть выполнены собственными руками. Монтаж забивных опор невозможно выполнить вручную, для погружения стержня в грунт потребуется использование дорогостоящей сваебойной техники, что достаточно сильно удорожает строительство объекта.
Недостаток забивных свай состоит в том, что они монтируются с помощью специального оборудования
В зависимости от способа монтажа можно разделить опоры из бетона на две группы: набивные и забивные.
Набивные опоры по технологии выполнения работ монтируются в предварительно подготовленные скважины (ямы), которые выполняют с использованием специальной бурильной техники. Забивные стержни погружаются в грунт (песчаный или глинистый) без предварительной подготовки.
Принято подразделять сваи в зависимости от формы поперечного сечения, различают ж/б опоры со стержнями круглого сечения, а также квадратные и прямоугольные. Опоры круглого сечения применяются на слабых, пучинистых грунтах, основу которых составляет глина, для более жестких грунтовых оснований используют стержни с квадратным или прямоугольным сечением.
Способы устройства буронабивных свай
В зависимости от прочностных и несущих показателей грунта применяются разные типы обустройства буронабивных свай
В зависимости от прочностных и несущих показателей грунта применяются следующие типы обустройства буронабивных свай:
- Сухой, при котором не применяется дополнительного крепления стенок скважины;
- С применением глинистого раствора для укрепления и минимизации обрушения стенок скважин;
- Крепление обсадной трубой.
Разберем все варианты подробнее:
- Сухой способ показан для устройства скважин в грунтах высокой устойчивости: присадочных, глинистых полутвердой, тугопластичной консистенции, которые могут держать стандартные параметры диаметра стенок свай. Скважина пробуривается на нужную глубину, после завершения работ по бурению, при необходимости скважину армируют каркасом и затем проводят процесс заливки бетона. Бетонирование происходит методом вертикального перемещения трубы (стандартным). Сухой способ применяется для изготовления буронабивных свай диаметра 400-1200 мм длиной до 30 метров.
- Песчано-глинистые или глинистые растворы применяются для укрепления стенок скважины. При этом соблюдается не только повышение прочности грунта, но и предотвращение размывания свай подземными водами. Скважины бурят обычным способом, а раствор подается по мере бурения под давлением. Смесь поднимается вверх стенок, выдавливая из отверстия разрушенные грунты. Для обеспечения нормируемого расхода смеси, обустраивается отстойник с фильтрами, где происходит осаждение грунта и состав подается снова в скважину. Излишки глинистого раствора поднимаются вверх в процессе бетонирования формы.
- Третий вариант обустройства основания подразумевает применение обсадных труб. Данная технологическая тонкость позволяет создавать прочный и надежный фундамент на грунтах любой несущей способности. Обсадные трубы могут быть оставлены в скважине или вынуты в процессе заливания бетона. Бурение производится вращательно-ударным способом. После зачистки шурфа подается раствор бетона, формируется свая посредством вертикально перемещаемой трубы.
Необходимо помнить, что вне зависимости от типа свай, процесс бетонирования непрерывный
Необходимо помнить, что вне зависимости от типа свай, процесс бетонирования непрерывный! Но если сваи располагаются с шагом меньше 1,5 метров, то их бетонируют через одну, чтобы не нанести повреждения уже готовой свае, когда придется трамбовать смесь в соседнем шурфе. Пропущенные элементы бетонируют только после того, как ранее подготовленные сваи уже набрали достаточную прочность.
Буронабивные сваи имеют как плюсы, так и минусы, сдерживающие широту применения конструкций. К последним относятся такие факторы, как:
- Сниженная удельная несущая способность, по сравнению, например, с ленточным фундаментом;
- Высокая трудоемкость работ, например, в сравнении с винтовыми сваями;
- Обязательность закрепления свайных скважин в слабых грунтах;
- Сложности процесса бетонирования в почвах с повышенным водонасыщением;
- Невозможность контроля качества готовых свай.
Обустройство буронабивных свай показано в теплое время года, когда грунт достаточно прогрет – это требуется для схватывания бетонной смеси. Однако, если температурный режим низкий, применяется подогрев. Это технология, применяемая именно для строительства фундамента зимой и обеспечения должной крепости несущей основы. Бетон в сваях буронабивного типа греется посредством трубы, закладываемой в тело сваи. Технологически иногда допускается прогрев посредством электрических приборов, но это дорого. Обязательность применения прогрева показана правилами СНиП, при этом снижается опасность деформации конструкций из-за морозного пучения. Чтобы максимально минимизировать такие риски, лучше всего отлить сверху фундамента на буронабивных сваях монолитную плиту и обустроить ростверк выше уровня земли.
Техническое описание
Винтовая свая — это особый металлический бур, который может вкручиваться в почву при вращении. Он изготовлен из стальной трубы с радиальной наклонной пластиной в нижней части, которая является основным конструктивным элементом. Наличие лопасти обеспечивает погружение сваи в грунт при установке, а после монтажа служит основной опорой, распределяющей вес конструкций здания и фиксирующей положение трубы при подвижках грунта и морозном пучении.
Различные типы свай определяют по:
- устройству винтового наконечника;
- геометрическим параметрам труб;
- целевому назначению.
Кроме этого, различают одновинтовые и двухвинтовые сваи, у которых вторая дополнительная лопасть расположена в средней части трубы. Двухвинтовые опоры обладают повышенной несущей способностью, устойчивостью к пучению грунта и усадке.
Приварные лопасти
Винтовые колонны со сварным наконечником — самые дешевые изделия относительно невысокого качества. Нижняя часть трубы имеет заостренный конусный конец, выше которого приваривается широкая буровая лопасть. Основной недостаток изделий заключается в недостаточной прочности сварного шва. При попадании на камень, лопасть может быть оборвана или деформирована. В результате станет невозможной правильная установка сваи по глубине и направлению.
Опоры с приварным наконечником берут только для легких построек хозяйственного назначения, навесов и ограждений (т.е. при возможности небольшого заглубления). Использование сварных свай для строительства жилого дома признается опасным.
Литые винты
Отлитые лопасти изготовлены из высокопрочных легированных сталей по технологии точной формовки в вакууме. Для повышения прочности материала, каждое изделие подвергается дополнительной термической обработке, после которой его приваривают к стальной трубе. Изготовленные промышленным способом, литые наконечники отличаются увеличенной толщиной лопасти и высокой точностью изготовления.
Цена отлитых винтовых свай на 25-30% выше, но высокое качество изготовления и возможность более длительной эксплуатации полностью компенсирует это. Каждый серьезный изготовитель выдает на свои изделия сертификат и технический паспорт с указанием технических характеристик готовой опоры.
Варианты применения
Стальные трубные колонны позволяют сооружать 4 типа фундаментов:
- установка свайных опор под каждый несущий элемент каркасного здания;
- устройство свайной ленты в виде стального или железобетонного ростверка;
- свайное поле под заливку железобетонной плиты;
- одиночные опоры под строительство пристройки или отдельных элементов здания.
Целевое применение металлических свай определяется диаметром трубы и размером лопастей. В маркировке изделий первая цифра указывает на размер трубной колонны, вторая — на лопасть. В зависимости от этих показателей рекомендуется использовать:
- трубу 76 мм для легких ограждений и отдельных столбов;
- 89 мм для навесов, веранд, беседок и укрепления кирпичных колонн;
- 108 мм для зданий каркасного типа и легких домов из бруса;
- 133 мм для сооружений из бревна или пеноблоков.
При этом наилучшей несущей способностью обладают двухвинтовые сваи с нижним литым наконечником. После ввинчивания опор их внутренняя полость необходимо залить бетонной смесью, не армируя.
Возведение фундамента
Возведение фундамента на винтовых сваях является одновременно делом простым и сложным. Простым, поскольку их конструкция позволяет существенно упростить и ускорить работы. Сложным же из-за того, что требуются точный расчёт и определённая последовательность работ.
Геология
Устройство фундамента должно начинаться с инженерно-геологических изысканий. Для их проведения нанимают геологов, имеющих на это право. Если речь идёт о коттеджном или дачном посёлке, то часто изыскания проводятся ещё на этапе разделения участков.
Их задачей является определения типа грунтов и их физических характеристик.
Расчёт
Возможно наиболее сложным этапом в возведении свайного фундамента является точный расчёт. Несмотря на то, что все детали приведены в СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты», они всё же требуют определённого опыта.
Сегодня можно найти калькулятор, который позволит автоматически рассчитать как типоразмер свай, так и их количество. Параметры от которых зависит типоразмер, включают в себя размер здания, его тип, тип почвы, включая её влажность и плотность. Все их учитывает хороший калькулятор.
Шаг
Одной из наиболее важных характеристик, определяемых при расчётах фундамента, является шаг. Конечно, его можно вычислить исходя из того, что показывает калькулятор, но есть определенные свойства, которые одинаковы всегда.
Так, шаг не должен превышать двух-трёх метров, иначе это может быть опасным для дома. В целом же, он должен быть на 20–30% меньше размеров несущих стен.
Из видео-ролика вы узнаете как правильно рассчитать необходимое количество свай.
Вес конструкции
У каждой части конструкции дома есть свой вес, который влияет на расчеты по фундаменту. Он зависит от материалов, используемых при строительстве, а также размеров, от того является ли дом одно- или двухэтажным и т.д.
Обычно, наибольший вес имеют внешние стены и перекрытия. Так, в деревянном доме на два этажа, размерами 6 на 8 метров первые будут весить примерно 16 тонн, а вторые — 10 тонн. Общий вес всех конструкций может достигать 71 тонны. Проводя расчёт нагрузки это число увеличивают на тридцать процентов. Более же подробно всё посчитать позволит специальный калькулятор.
Нагрузка снега и ветра
Для отечественного климата очень важно учитывать в расчётах нагрузку, которую оказывают на дом снег с ветром. Если в некоторых регионах вторая особенно важна, то для большинства именно снеговая нагрузка является первостепенной
Для Центральной России она составляет не менее 100 килограмм на метр квадратный.
Количество свай
Количество рассчитывается исходя из их типоразмера, характеристик грунта, нагрузки, оказываемой домом. Всё это может посчитать калькулятор. Можно сделать расчёт вручную, строго следуя указаниям СНиПов.
Длина
Основными характеристиками, влияющими на длину, являются физические свойства грунта и глубина, на которую он промерзает. Чем грунт слабее, а глубина промерзания выше, тем длиннее и изделия.
Типовые опоры их диаметр и выдерживаемый вес
Конструкция подобной сваи является прямошовной трубой. На одном конце закреплены винтовые лопасти, а на ином есть отверстия для осуществления монтажа. Конический конец способствует облегчению введения в грунт.
Исходя из диаметра, разнится область их установки. Свая, имеющая диаметр 57 мм, подходит для устройства легкого ограждения и прочих маловесных конструкций. Обустроить заборы на основе металлопрофиля можно изделием в 76 мм.
Конструкции, предназначенные для монтажа полновесных архитектурных форм (веранда), производят из труб, у которых диаметр 89 мм. При возведении жилья с учетом каркасной технологии, сооружений из бруса требуется применять трубы 10,8 см. Строения из пеноблока, керамзита требуют сваи диаметром 13,3 см. Возведение мостов, ангаров производится с использованием свай 15,9-30,25 см.
Чем грозит неправильный расчет свайного поля
Ошибки при проектировании свайного поля – не соблюдение расстояния между опорами, глубины вкручивания – может привести к таким последствиям как:
- Чрезмерный расход опор.
- Неравномерная усадка различных частей свайного фундамента.
- Постепенное разрушение несущих стен, кровли.
- Повреждение коммуникаций (водопровода, канализации, газопровода) внутри задания.
Неправильно спроектированный и установленный бетонный фундамент на винтовых сваях в любом случае приведет к дополнительным расходам. И если при слишком частом расположении свай основание окажется хоть слишком дорогим, но при этом очень основательным, то при прочих ошибках фундамент будет ненадежным и непрочным, требующим реконструкции или демонтажа, с последующей установкой нового.
Технология монтажа винтовых свай
Последовательность установки фундамента из винтовых свай можно разделить условно на несколько этапов:
- подготовительный этап – разметка, пробуривание калибрующих скважин;
- установка винтовых свай;
- выравнивание верхних частей свай по уровню, заливка раствора или бетона и приварка пластин на оголовок свай.
Перед началом работ необходимо иметь на строительной площадке проектную документацию, весь материал, в том числе все сваи и необходимый инструмент. Согласно чертежа свайного фундамента производится разметка точек монтажа свай на местности. Всегда начинают с угловых свай, тщательно проверяют расстояние между ними с помощью рулетки и проверяют диагонали. Пробуривают калибровочные скважины для угловых свай, чтобы винтовая свая при закручивании углублялась строго в вертикальном направлении.
При диаметре свай до 108 мм и длине до 2,5 м ее можно завинчивать вручную, используя для этого трех работников. При этом на конец сваи устанавливается специальный оголовок с двумя длинными трубами, с помощью которых происходит завинчивание. Завинчивание происходит за счет мускульной силы двух работников, третий контролирует вертикальность сваи с помощью строительного уровня. При завинчивании вручную весь процесс занимает больше времени, чем при механическом. Однако стоит отметить, что качество работ при этом выше
Важное замечание: при монтаже свай их нельзя вывинчивать, если они прошли требуемую отметку, так как в этом случае под ними образуется слабый грунт, и они могут давать просадку. После монтажа угловых свай между ними натягивают струну и намечают промежуточные сваи. Закончив монтаж всех свай, выравнивают верхний край
Для этого лучше всего использовать лазерный уровень или нивелир. Обрезанные болгаркой сваи заливают раствором, чтобы предотвратить коррозию. После этого останется приварить пластины на оголовки свай и закрасить все сварные швы
Закончив монтаж всех свай, выравнивают верхний край. Для этого лучше всего использовать лазерный уровень или нивелир. Обрезанные болгаркой сваи заливают раствором, чтобы предотвратить коррозию. После этого останется приварить пластины на оголовки свай и закрасить все сварные швы.
Можно приступать к возведению ростверка и дальнейшим работам по возведению стен.
