История свайно-винтовых фундаментов (СВФ) началась почти два века назад. Первые постройки на фундаментах такой конструкции возводились на глазок, иногда с необоснованно превышенным запасом прочности. Но уже в те времена эта технология позволила значительно удешевить и ускорить возведение объектов на воде и участках со сложным рельефом.

В наше время компьютерные расчеты позволяют оптимизировать применение винтовых свай для сооружений различной сложности.

Винтовые — значит, будем завинчивать

Первый маяк на винтовых сваях спроектировал и построил ирландский инженер Александр Митчел еще в 1838 году. Строители разных стран мира быстро оценили преимущества винтовых свай для возведения конструкций на затопленных и болотистых почвах.

Хотя Митчел и не разработал четкого алгоритма расчета винтовых конструкций, но он совершенно верно отметил в одной из своих работ:

«Независимо от того, для какой цели используется широкий фланец, или, как его еще можно назвать, заземляющий винт, на конце сваи, он существенно повышает несущую способность сваи. Свая с заземляющим винтом, прикрепленным в основании, выдерживает больший вес возвышающейся на ней постройки, а если речь идет о причалах, лучше противостоит выдергивающим нагрузкам».

Для создания необходимого запаса прочности лопасти винтов выполнялись диаметром до 240 см. Но, несмотря на громоздкость первых винтовых свай, возведение маяков и других прибрежных сооружений с их помощью значительно ускорилось. Технологию оценили и очень скоро экспортировали в США, где с 1848 по 1900 год появилось около 60 маяков и пирсов на свайно-винтовых фундаментах.

В настоящее время существуют устоявшиеся методики для расчета диаметра винта, нужного количества витков и диаметра осевой трубы, а также количества свай, которые необходимо установить под строящееся сооружение.

В нашей стране свайно-винтовые фундаменты начали использовать 60 лет назад, однако широкое распространение они получили только в последние годы, да и то преимущественно в индивидуальном малоэтажном строительстве. Деревянные, щитовые и кирпичные дома быстро и без нарушения уже имеющейся инфраструктуры возводятся на небольших участках, как правило, со сложным рельефом.

Но СВФ применяют и для строительства промышленных объектов. На таких фундаментах возводят объекты ТЭК, транспортные развязки, мосты, причалы и пирсы, а также опоры под рекламные щиты и освещение.

Типы винтовых свай и технологии их установки

Хотя принципы установки и эксплуатации СВФ достаточно унифицированы и не отличаются особым разнообразием, до сих пор не существует единых ГОСТов для изготовления винтовых свай. В каждом конкретном случае такие изделия изготавливаются согласно внутренним стандартам организаций-производителей, поэтому выпуск винтовых свай фактически представляет собой малосерийное производство. А множество типоразмеров и конструкций, представленных на рынке, серьезно осложняют для заказчика выбор конструкции, лучше всего подходящей для его случая.

Сегодня на рынке существуют электросварные конструкции, литые сваи (точнее, сваи с литым наконечником), а также многовитковые конусные винтовые сваи, называемые криннерами в честь фирмы, впервые наладившей их производство.

Электросварные сваи — наиболее часто используемый вариант. Для легких конструкций используют сваи диаметром 108 мм и длиной от 2,5 м. Они погружаются в грунт примерно на 2 м. При неровном рельефе используют удлиненные сваи. Если строится кирпичный дом в несколько этажей, то строители могут предложить усиленные сваи и особую схему их расположения. Такие сваи можно завинчивать и механически, и вручную, используя в качестве рычага лом и трубы. Основной проблемой при ручной установке является необходимость выдержать строго вертикальное положение завинчиваемой сваи. В зависимости от конструкции дома на верхнюю часть сваи устанавливают регулируемый наголовник (для домов из бруса) или наваривают стальную раму, соединяющую все сваи в единый фундаментный блок (под кирпичные сооружения).

Литые сваи обычно используют для более тяжелых конструкций и на сложных грунтах. Толщина металла наконечника и винтовой лопасти у них больше, чем у сварных свай, поэтому они могут выдерживать более высокие нагрузки. Для установки литых свай обязательно требуется специальная техника. Буровая установка создает необходимый крутящий момент и вкручивает сваи под контролируемым углом.

Сварные сваи диаметром свыше 133 мм также можно вкручивать только механическим способом. Техника потребуется и для установки дома на криннеры. Эти сваи хороши для работы на участках с однородным грунтом. Они могут выдерживать повышенную несущую нагрузку, но менее защищены от морозного выпучивания. К тому же у них есть особенность, на которую необходимо обратить внимание. Криннеры изготовлены целиком и не требуют приварки оголовка, но из-за этого их регулировка по высоте возможна только путем взвинчивания отдельных свай до единого уровня.

Размеры и длина СВФ рассчитываются исходя из предполагаемой нагрузки, передаваемой сооружением на сваю. Как сообщили нам в НИИ оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова (ОАО НИЦ «Строительство»), длина винтовых свай может варьироваться от 6 до 15 м.

Послушаем практиков

Специалист компании «СВФ групп» Владимир Труфанов по нашей просьбе перечислил основные плюсы и преимущества свайно-винтовых фундаментов.

— Частного заказчика в первую очередь привлекает ощутимая дешевизна при использовании винтовых свай, — рассказал эксперт. — Вторым явным преимуществом при возведении СВФ является скорость монтажа. Фундамент готовится в течение одного — трех дней, в зависимости от сложности и размеров сооружения. И сразу же по завершении монтажа можно приступать к строительству дома, не дожидаясь просадки, как в случае с ленточным фундаментом.

По словам Владимира Труфанова, не существует и ограничений для установки такого фундамента в зависимости от сезона. А особое внимание специалист заострил на экологических аспектах строительства с использованием СВФ.

— Здесь не требуется применять тяжелую технику, — аргументирует он. — Не нужно разрушать слои грунта и корчевать близко растущие деревья. Необходим лишь доступ к месту завинчивания свай.

Хотя механическое завинчивание является более быстрым и позволяет регулировать положение сваи, но в настоящее время достаточно широко используется и ручное завинчивание свай.

Еще один явный плюс СВФ — их ремонтопригодность и возможность использовать для ремонта зданий на традиционных ленточных фундаментах. А к дому, построенному на СВФ, можно без проблем добавить любую пристройку — ведь, завинтив нужное количество свай, вы легко вывдете их на уровень уже имеющегося фундамента.

С плюсами все ясно. А что с минусами?

Однозначным минусом СВФ Владимир Труфанов считает невозможность использовать их на каменистых грунтах. Все остальные так называемые недостатки, по его мнению, скорее следствие некомпетентности исполнителей.

Например, если не исследовать грунт на участке и завинтить сваи на глазок по принципу «мы всегда так делаем», то можно попасть на недостаточно прочный грунт в основании свай, что приведет к провалу или выпучиванию сваи. При грамотно же проведенных расчетах на винтовые сваи вполне можно ставить довольно тяжелые конструкции — например, производственные корпуса или многоквартирные дома.

Некоторые жалуются, что при использовании СВФ сложно устроить подвал непосредственно под домом. Но опять же это возможно при правильном расчете и предварительно продуманной конструкции.

Многих беспокоит и вопрос коррозии металлических свай.

— Не стоит волноваться, — успокаивает специалист «СВФ групп». — Сегодня сваи покрываются надежными антикоррозийными составами. К тому же в глубине почвы нет свободного доступа кислорода к поверхности металла — соответственно, нет причин для развития процесса коррозии. Основной критической зоной может служить поверхность сваи на выходе из грунта. В этом месте ее достаточно обрабатывать антикоррозийными составами раз в несколько лет.

Мнение науки

— Свайно-винтовые фундаменты сегодня широко применяются для малоэтажного строительства. Их основные достоинства — быстрая возводимость и возможность применения в условиях ограниченного пространства, — считает Игорь Колыбин, к.т.н., директор НИИОСП им. Н.М. Герсеванова.

По его мнению, основными сдерживающими факторами для применения СВФ служат ограничения по несущей способности, невозможность применения на больших глубинах и в некоторых видах грунтов. Инженерно-геологические условия для установки тяжелых конструкций на СВФ должны быть представлены дисперсными грунтами, имеющими высокие прочностные и деформационные характеристики. Применение же СВФ в условиях залегания слабых грунтов большой мощности или, наоборот, скальных и полускальных грунтов практически невозможно.

— Поскольку изделия эти металлические, помимо серьезной антикоррозионной защиты, необходимо защитить их и от блуждающих токов, — напоминает ученый.

Ирина КУЛАГИНА

источникhttp://www.rcmm.ru/content/topics/785.html