При строительстве различных объектов и конструкций на грунте необходимо обеспечивать для них надёжную основу в виде фундамента. Он должен обеспечивать достаточную прочность и устойчивость к различным влияниям внешней среды, а также выдерживать существенные нагрузки без проседания. Однако достичь такого результата, особенно на заболоченной местности или в условиях появления оползней весьма сложно. Поэтому в таких случаях устанавливают винтовые сваи, которые обладают высокой несущей способностью и могут выдерживать значительные нагрузки, не деформируясь и не разрушаясь в течение нескольких десятков лет.
Преимущества и недостатки свайно-винтового фундамента
Самыми важными плюсами свайно-винтового фундамента являются простота его установки и неприхотливость к условиям эксплуатации. Для него не требуется проведение земляных работ, выравнивание площадки под застройку, а также создание насыпной подушки из гравия и щебня, как в случае с бетонным ленточным или столбчатым фундаментом. Наличие спецтехники также не понадобится, поэтому их может использовать в строительстве каждый желающий для возведения домов, заборов, сараев и т. д. Плотность поверхностных грунтов не является существенным препятствием для винтовых свай, так как они вкручиваются в землю на глубину с плотными слоями и поэтому способны обеспечить устойчивость к поперечным и продольным нагрузкам. Промерзание грунта не разрушает его структуры, поэтому его можно устанавливать даже в вечномёрзлых регионах страны. Экономичность и быстрота возведения, а также возможность проведения его быстрого демонтажа или ремонта делает данный тип фундамента уникальным и универсальным в применении. Типичная конструкция винтовой сваи приведена на рисунку ниже.
Несмотря на присутствие большого количества достоинств, также есть и минусы в свайно-винтовом фундаменте:
- Поскольку винтовые сваи изготавливаются из стали, то это значит, что они в существенной мере подвержены влиянию коррозии.
- В отличие от бетона сталь гнётся значительно легче и поэтому при возникновении сгибающих напряжений в них может сместиться центр тяжести и конструкция может быть разрушена. Такое часто случается при неправильных расчётах предполагаемой нагрузки либо превышении рекомендуемого расстояния между сваями.
- Невозможность вкрутить сваю в слишком плотные породы грунта, например, при наличии каменного слоя без использования спецтехники.
- Возможно строительство только малоэтажных конструкций из-за превышения нагрузки на единицу площади.
- Сложность расчёта нагрузки и проведение геологических исследований.
Подготовительные работы
Установка свайно-винтового фундамента должна в обязательном порядке начинаться с проведения анализа грунта. Это связано с тем, что от этого зависит длина и диаметр выбранных свай, а также прочность их закрепления и срок эксплуатации. Также понадобиться выяснение глубины промерзания грунта, который во время весеннего потепления может размокать и терять свою плотность. Доверить выполнение этих работ лучше специалистам-геологам, так как состав грунта может существенно изменяться даже на соседних участках, а заглубление вслепую впоследствии может негативно сказаться на готовом объекте. Кроме того, желательно знать и химический состав почвы, чтобы нанести соответствующие защитные слои на поверхности свай и продлить срок их эксплуатации.
После проведения разведывательных работ при возведении ответственных конструкций на земельном участке нужно выбрать место с наиболее толстым слоем плотного грунта, особенно где предполагаемая нагрузка должна быть выше 300 кг/м2. Это позволит предотвратить проседание и обеспечить устойчивость свай, а также уменьшить глубину их вкручивания. Затем необходимо провести разметку из расчёта шага между соседними сваями от 1,5 м до 3 м. Большее расстояние неприемлемо из-за низкой грузоподъёмности и снижения надёжности, а меньшее — разрыхлит грунт и вместо предполагаемого увеличения прочности закрепления свай наступит её снижение.
Установка фундамента
Чтобы правильно установить свайно-винтовой фундамент своими руками нужно в месте установки сваи вырыть небольшие канавы по размеру её лопастей. Это позволит обеспечить более устойчивое положение сваи в вертикальном положении. После этого берётся лом или кусок арматуры с диаметром более 15 мм и длиной не менее двух метров, вставляется наполовину в техническое отверстие в верхней части, а затем на неё одеваются стальные трубы, которые будут выполнять роль рычагов. Если диаметр свай превышает 100 мм, то следует использовать более прочный кусок стали.
Вкручивание сваи следует строго в вертикальном положении, прикладывая равномерную нагрузку с двух сторон рычага и контролируя точность её вхождения в грунт. При малейшем отклонении свыше 20 от вертикали может наступить перекос, который со временем будет увеличиваться и впоследствии надёжность конструкции существенно снизится. Выкручивать сваю для установки на том же месте или рядом категорически запрещено, поскольку грунт становится разрыхлённым и не сможет создать необходимый уровень устойчивости фундамента. Поэтому каждые 20-30 см заглубления на начальных этапах нужно контролировать при помощи уровня. Свая считается установленной только после её погружения в плотный слой грунта не менее чем на 1.5 м согласно геодезическим данным.
После ввинчивания свай проверяются их высота при помощи уровня, а лишняя их часть срезается болгаркой. Для усиления конструкции можно предусмотреть их заполнение раствором бетона, что также позволит обеспечить дополнительную защиту от коррозии. К верхней их части приваривают стальную пластину, которая будет служить в качестве оголовка для крепления обвязки. После этого к ним наваривают или прикручивают болтами хомуты для закрепления железобетонного ростверка. Это позволит обеспечить равномерную нагрузку на сваи и воспрепятствовать их смещению относительно вертикали. Расположение свай и конструкция фундамента приведена на рисунках ниже.
Заключение
Самостоятельное строительство свайно-винтового фундамента представляет собой достаточно простую задачу, которую легко реализовать при помощи подручных материалов и средств. В результате станет возможным возведение зданий и конструкций на рыхлых, затопляемых, вечномёрзлых и пучинистых грунтах практически без каких-либо ограничений.
