Основой любого строения является фундамент, выполняющий функцию удержания немаленького веса постройки. Он должен обладать стойкостью к повышенной влажности, температурным колебаниям, осадкам и сыпучести почвы.
В данной статье мы рассмотрим монтаж фундамента на винтовых сваях, виды и особенности его возведения.
Понятие винтовой сваи
Винтовой сваей называется стальная труба, состоящая из заостренного наконечника со спиральными лопастями, которыми производится закручивание их в почву по принципу самореза. С помощью этих лопастей снижается давление сваи на почву, что препятствует ее выдавливанию пучением промерзшей почвы. Наконечник или шнек является главным элементом сваи и определителем ее надежности.
На боковые поверхности погруженного в почву фундамента действует сила морозного пучения. Эта сила очень большая.
Заметка: Величина силы морозного пучения почвы на боковую поверхность жб основания в зависимости от типа почвы может быть от 7 до 11 тонн на метр квадратный.
Так, к примеру, сила выталкивания пучинистого грунта на забивную жб сваю сечением 200*200 мм составляет до девяти тонн. Вес малоэтажного здания не сможет компенсировать эти силы. Были случаи, когда происходило повреждение столба буронабивной сваи и отрывание ее от пятки.
Свая, имеющая диаметр в 108 мм, обладает маленькой поверхностью с боков и земля к металлическому столбу не так намерзает, как к железо-бетонному. Поэтому сваи являются наиболее устойчивыми при воздействии пучения почвы. Лопастями обеспечивается надежная опора для легких строений.
Разновидности винтовых свай
Существуют 4 распространенные формы свайных столбов:
Выделяются следующие виды свай в зависимости от изготовления наконечников: сварные и литые. В сварных наконечники приваривают к столбу. Этот метод, благодаря простоте, используется как на крупных заводах, так и на мелких производствах, что не может не влиять на их разнокачественность.Применяются на низко плотных почвах — глинистых, суглинистых, супесях.
Важно: При столкновении лопастей при ввинчивании с твердыми горными породами или корнями деревьев, может произойти деформация винта.
Создание литых заключается в заливке цельной конструкции. Их качество на порядок выше сварных.Стандартный размер лопасти сваи для индивидуальных жилых построек 30 см. Сталь для формирования лопастей может быть толщиной до одного сантиметра. Стержень конструкции выполняется из стальных столбов с толщиной стенки не меньше 0,4см, и диаметром от 5 до15 см. Литые сваи отличаются от сварных точностью размещения стержня при ввинчивании. Они не имеют особенности перекашиваться в процессе заглубления, а при стычке с препятствием их наконечник не повреждается.
Предпочтительнее сваи с оцинкованными наконечниками, благодаря которому они не подвержены коррозийным образованиям от влияния подземных вод. По сроку эксплуатации они превышают сваи из черного металла, обработанные антикоррозионными средствами.
Любые сваи после непосредственной установки обустраиваются стальными наголовниками, которые используются как опорная площадка для расположения обвязки основания.
Заметка: Наголовниками называют обрезанный цилиндр, в на верху которого находится квадратная площадка. Отдельно стоящие сваи объединяются в одну конструкцию обвязкой. Эта система носит название ростверк.
Укладка свай
Расчет свайного основания
Для избежания усадки опорных элементов, перед устройством основания нужно произвести расчеты, производимые в следующей последовательности:
Подбор сваи по диаметру выполняется по показателям несущей способности и тяжести предполагаемого здания. При постройке жилых домов, в основном, используют столбы диаметрами от восьмидесяти девяти до ста восьми миллиметров. Сваи 89 мм (максимальная нагрузка более пяти тонн) применяют для легких каркасных строений. А под дом из профилированного бруса подойдут сваи 108 мм.
По длине сваи подбираются в зависимости от рельефных разностей и уровня промерзания грунта. Для ровной местности используют сваи от трех до трех с половиной метров.
Заметка: При устройстве одного основания на разноуровневом рельефе возможно задействование столбов разного размера.
Чтобы рассчитать необходимое количество опор для данного фундамента, нужно массу строения поделить на показатель максимальной нагрузки 1 ствола. Сваи устанавливаются с периодичностью от 2,5 до 3 м.
Преимущества устройства фундамента на сваях
Преимущества:
К недостатком такого фундамента можно отнести большую усадку, слабость к коррозийным образованиям и то, что нет возможности устройства подвала.
Особенности монтажа на винтовых сваях
В настоящее время свайный фундамент становится все более популярным, ведь он может устраиваться на проблемных почвах. Также, еще одним показателем является относительно небольшая стоимость как самого материала, так и монтажа.
Весь процесс устройства можно разделить на этапы:
Важно: Расположение свайных лопастей производится в глубинные слои земли, чтобы уменьшить риск усадки основания.
Необходимо проанализировать рельефные особенности местности на котором будут возводиться сваи. Такой фундамент отличается от иных типов тем, что он не нуждается в выравнивании поверхности на участке. Ровность оголовков добивается использованием разных по длине свай.
Подготовка
В нее входит произведение расчетов:
Сваи устанавливают вдоль планируемых стен с периодичностью в 3 м. Тип наконечника также выбирается в зависимости от почвы. Размер стержня подбирается исходя из нагрузки, расположения промерзающего слоя, пучинистости грунта.
Также в подготовительные работы будет входить доставка материала и техники на строительный участок, разметка участка, проведение необходимых коммуникаций.
Устройство свай производят по предварительно разработанному плану, в котором указывают конкретные места ввинчивания и на какую глубину. Сначала делаются небольшие углубления от 15 до 20 см, в которые далее в строго перпендикулярном положении вкручиваются сваи. Это может быть выполнено руками или специальной техникой.
Важно: На протяжении всего процесса необходимо уровнем проверять вертикальность столбов, потому что исправить погрешности в конце будет очень проблемно.
Погрешность допускается не более двух градусов. Как только все сваи завинчены, выполняют обрезку верхушек стволов по одному уровню. Это делается специальным автокраном с сваерезом или обычной болгаркой.
Бетонирование столбов.После ввинчивания в отверстие каждой сваи насыпают песочно-цементную смесь. Это способствует вытеснению воздуха и обеспечивает защиту от коррозийных образований. К сваям приваривают оголовки из металла;
Обвязка свай, выступающих меньше, чем на 60 см из земли, не является обязательной. Если более, то к оголовкам свай приваривают швеллер. Обвязку выполняют по внешнему и внутреннему контуру. Ростверк является основой для дальнейшего возведения стен здания.
Антикоррозионная обработка. Для этого зачищаются все сварные швы, после чего их покрывают защитным средством.
Эксплуатационный срок
Свайные фундаменты используются более двухсот лет для устройства маяков, причалов, осветительных мачт. Самый старейший причал прослужил более 1,5 века.
В нашей стране сваями пользовались военные для быстрого устройства и демонтажа фундамента при сменах позиций. В России свайные фундаменты для жилого строительства используется не более 15 лет. За эти годы каких-то замечаний по отношению к коррозии не отмечалось. Нет ни одного случая поломки свайных оснований из-за коррозийных образований. Отмечаются несколько единичных случаев, когда происходила усадка основания из-за нарушений монтажа, а также отрывание лопасти из-за некачественного сваривания материалов. При использовании литых свай этот вопрос не актуален.
Существуют утверждения, что при точном производстве, качественных монтажных и антикоррозионных действиях, сваи могут служить больше ста лет. Однако, на сто процентов это неизвестно так же, как и при строительстве других видов оснований.
Отделка цокольной части
Как правило, для отделки свайных фундаментов используются сайдинг, декоративные панели.
Важно: При проведении декоративного обшивания основания необходимо оставить зазор от грунта. Это нужно, что бы при пучениях почвы она не повредилась.
Зазор не будет бросаться в глаза, т. к. он будет постоянно закрыт травой или снегом. Если есть такая необходимость для его закрытия можно использовать металлическую сетку. Как правило, бывает достаточным зазора от пяти до семи сантиметров, но эти цифры условны. Все будет зависеть от особенности почвы на вашем участке, ведь пучение почвы не происходит равномерно.
Поэтому, следует проанализировать почву со всех сторон основания. Это выполняться так:
Заметка: При производстве измерений нужно учитывать тот факт, что зимы бывают разные. Так на случай суровой зимы зазор делается с небольшим плюсом.
Можно принять меры для понижения уровня пучинистости грунта и зазор не будет нужен. Для этого выполняют дренирование, заменяют грунт на песок и производят теплоизоляцию почвы по периметру фундамента.
Источник: