Какой срок службы свайно-винтового фундамента?

Как выбрать стержни?

Выбирая изделия, нужно учитывать:

1. Тип и вес сооружения.
2. Несущую способность опоры.
3. Геологические условия участка.

Рассчитав суммарные нагрузки и используя справочную информацию о сопротивлении грунта, выбирают количество свай с учетом их несущей способности. Последний параметр напрямую связан с диаметром и длиной опоры. Длину выбирают, исходя из глубины промерзания грунта и высоты цоколя.

Рекомендации по выбору диаметра свай:

• Ø57 мм – заборы из сетки, легковесные конструкции;
• Ø76 мм – тяжелые ограждения из кирпича и профнастила;
• Ø89 мм – пристройки, террасы, гаражи, хозяйственные постройки;
• Ø108 мм – малоэтажные дома, дачи, бани, ангары;
• Ø 133 мм – тяжеловесные постройки весом до 12 т.

О размерах и диаметрах винтовых свай читайте в этой статье, как выбрать опоры для разных типов фундаментов — в этой. О винтовых сваях 108 расскажет эта статья.

Виды винтовых свай

В зависимости от материала изготовления винтовые сваи различаются на типы:

1. Металлические сваи – стальные изделия из профильной трубы. Отличаются недорогой стоимостью и возможностью ручного монтажа.
2. Железобетонные сваи – изделия, изготовленные из бетона, упрочненные армированным каркасом (подробнее об армировании свай читайте тут). Столбы имеют винтовую часть и оснащены металлическим наконечником. Отличаются повышенной несущей способностью и сроком службы от 100 лет за счет стойкости бетона к коррозийным процессам.

Металлические винтовые сваи по конфигурации лопастей различаются на:

• лопастные;
• спиральные;
• комбинированные.

По способу изготовления наконечников:

• литые;
• сварные;
• кованные.

По способу нанесения антикоррозионного покрытия:

• нанесение обмазочных материалов;
• холодное оцинкование;
• горячее оцинкование.

Подробнее о том, каких видов бывают винтовые сваи, можно узнать здесь, об оцинкованных винтовых сваях читайте здесь, о бетонных — тут, о металлических — тут.

Заводское производство и самостоятельное изготовление

Бетонные винтовые сваи изготавливают только на заводах, поскольку технология производства предполагает использование виброоборудования и сушильных камер. Металлические сваи можно сделать в домашних условиях при умении обращаться со сварочным аппаратом и болгаркой.

нужно учитывать такие факторы:

Использовать профильные трубы из высокопрочных марок стали. Для лопастей применять листовую сталь толщиной не ниже 4–5 мм

Уделять внимание прочности сварочных швов. Выбирать качественные гидроизоляционные материалы

Заводские изделия изготовлены по ГОСТУ и соответствуют заявленным техническим характеристикам. В свою очередь для самодельных труб сложно рассчитать несущую способность, что предполагает риски в процессе монтажа и эксплуатации. Как сделать винтовые сваи своими руками, можно узнать тут.

Размеры опор

Характеристики винтовых свай:

• длина трубы – от 1 м;
• диаметр сечения – от 57 мм;
• толщина стенки трубы – от 3,5 мм;
• толщина лопасти – 4–5 мм;
• диаметр лопасти – 150–300 мм.

Сваи с такими размерами обеспечивают необходимую несущую способность для легковесных сооружений, построенных на суглинистых почвах, которые преобладают на территории Московского региона и других областей РФ.

Нагрузка

Допустимая нагрузка на фундамент определяется типом грунта, а также несущей способностью одной опоры. Характеристика винтовой металлической сваи зависит от длины столба, а также диаметра трубы и лопастей. Подробнее о нагрузке на винтовые сваи можно узнать тут.

Зависимость параметров отражена в таблице:

Сколько стоит такое основание

Рассмотрим стоимость винтового фундамента для небольшого дома 6 : 6 м. Оптимальная схема свайного поля состоит из 9 свай.

Тогда от владельца участка потребуется оплатить монтаж 9 штук (стоимость от 650 до 1100 руб/шт) и цену самих свай.

Она зависит от длины и диаметра — например, ВС-57 (диаметром 57 мм) длиной 3 метра стоит 1100 рублей с монтажом или 1200 без монтажа.

Если решено использовать ВС-108, то цена без монтажа (для 3-метрового ствола) составит 1150 руб с монтажом и 1350 без монтажа. Разница в стоимости покупки с монтажом и без призвана стимулировать заказ установки в данной фирме.

В результате, стоимость фундамента составит около 20000 рублей. Но в эту сумму не входит доставка и прочие накладные расходы, поэтому необходимо иметь некоторый резерв.

В других фирмах цены могут отличаться, это надо уточнять непосредственно на месте.

Расчет долговечности металлической сваи.

Произведем расчет стали при действии коррозионных процессов. Толщина стенки металла ствола сваи составляет 4.0 мм. Предположим, что срок долговечности будет определяться уменьшением толщины металла с 4 до 2 мм. Скорость коррозии зависит от агрессивности грунтовых вод по отношению к стали.

1. Скорость коррозии согласно EN 1993 –Part 5 –Table 4.1 составляет для сильноагрессивной грунтовой среды 0.021 мм/год.

2. Определим период, за который толщина стенки винтовой сваи уменьшиться до 2 мм. Время коррозии для толщины в 2 мм составляет t= 2.0 мм/0.021 = 95 лет.*

3. С учетом сроков разрушения защитного покрытия расчетный срок службы сваи по скорости коррозии составляет 95 лет + 15 лет = 110 лет.

4. Долговечность определяется как минимальная величина и составляет минимум 110 лет в агрессивных грунтовых условиях.

5. В соответствии с табл. 1 ГОСТ 27751-88 «НАДЕЖНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ОСНОВАНИЙ» срок службы зданий и сооружений массового строительства в обычных условиях эксплуатации (зданий жилищно-гражданского и производственного строительства) должен составлять не менее 50 лет.

Выводы и рекомендации: Стальные винтовые сваи компании «ОЗМК» обеспечивают заданную долговечность для зданий и сооружений массового строительства (II уровня ответственности).

*скорость коррозионных процессов зависит от химического состава стали. Поскольку в качестве основного материала для производства свай используются простые углеродистые и низколегированные стали, скорость коррозии в воздушной среде зависит от содержания углерода в стали. Скорость коррозии приведена при содержании углерода 0.12%.

Использованные материалы:

• СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии»
• Еврокод EN 1993 –Part 5 – 2007
• Единая система защиты строительных конструкций от коррозии. ГОСТ 9.602-2005
• ГОСТ 27751-88 «НАДЕЖНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ОСНОВАНИЙ»
• ТУ 5264–001–18173095–2014 «СВАИ СТАЛЬНЫЕ ВИНТОВЫЕ»
• Сертификат соответствия: РОСС RU.АВ86.Н01254 № 0867017

Старший инженер
отдела НИОКР ОЗМК г.

Монтаж свайно-винтового фундамента своими руками

Установка свайно-винтового фундамента выполняется в несколько этапов:

1. Разметка участка.
2. Погружение и выравнивание свай.
3. Заливка бетоном.
4. Обвязка ростверком.

Разметка СВФ не представляет особых затруднений – поскольку земляные работы отсутствуют, достаточно наметить оси стен, перегородок и дополнительных конструкций либо оборудования. Это выполняется путем установки колышков немного дальше углов будущего строения, между которыми натягиваются шнуры. Можно использовать 2 колышка с горизонтальной перемычкой и между ними натянуть две нити по наружным размерам свай.

Фото 8. Разметка мест установки свай

Остальные этапы нуждаются в более тщательном рассмотрении.

Вкручивание свай и их выравнивание относительно горизонтальной плоскости

Технология ввинчивания свай не зависит от разновидности лопастей, наконечников и особенностей грунта:

• Подготовка направляющих приямков – для этого можно использовать ручной или мотобур. Скважины делаются на глубину до 0,5-0,7 м и диаметром немного меньше, чем лопасти. Это позволяют более точно позиционировать трубы и облегчить их вкручивания в грунт.
• Ввинчивание – в специальные отверстия в сваях продевается лом или длинная толстостенная труба подходящего диаметра и силами 2-х рабочих выполняется их вкручивание в грунт путем передвижения по кругу. Третий человек в это время контролирует вертикальный уровень сваи с помощью строительного уровня.

Фото 9. Погружение свайных опор фундамента вручную

Погружение может осуществляться и механическим способом, но для этого требуется специальное оборудование.

Фото 10. Вкручивание винтовых свай механическим способом

Технология устройства свайно-винтового фундамента предполагает необходимость обвязки свай ростверком (деревянными, металлическими или бетонными балками), который будет устанавливаться на оголовках. Поэтому все выступающие над поверхностью земли свайные опоры должны находиться в единой горизонтальной плоскости.

Выравнивание свай осуществляется следующим образом:

• Разметка единого горизонтального уровня на всех трубах – для этого можно использовать лазерный или водяной уровень.
• Обрезка трубы по разметке – выполняется с помощью болгарки.

Фото 11. Процесс обрезки винтовых опор

Подробная инструкция по монтажу свайно-винтового основания рассмотрена в следующем видео:

Заливка бетоном

Эксперты настоятельно рекомендуют выполнять монтаж свайно-винтового фундамента с заливкой полостей труб бетоном. Это обусловлено склонностью труб к образованию конденсата на внутренних поверхностях даже при условии абсолютно герметичной приварки оголовков. А заполнение полости бетоном позволяет предупредить этот эффект и увеличить пространственную жесткость конструкции.

Фото 12. Заливка свай бетоном

Обвязка свай ростверком

Как правило, ростверк сооружается на высоте 0,5-0,7 м от поверхности земли. Для этого могут применяться деревянные и металлические балки. Также обвязка может быть выполнена путем заливки монолитной железобетонной ленты.

Технология обвязки свай разными материалами:

• Железобетон – стоит дороже по сравнению с другими видами обвязки, но позволяет возводить даже здания даже из кирпича. Техника работ заключается в сборке опалубки, изготовлении армирующего каркаса, его связке со сваями с помощью рифленой арматуры и последующем бетонировании.

  Фото 13. Свайное основание с железобетонным ростверком

• Деревянные балки – применяются преимущественно при строительстве брусовых, бревенчатых и каркасных домов. Технология работ предполагает необходимость приваривания плоских оголовков для крепления бруса. Балки между собой соединяются в полдерева и фиксируются к оголовкам с помощью саморезов, болтов или гвоздей.

  Фото 14. Свайный фундамент с обвязкой из деревянных балок

• Металлические балки – для обвязки обычно применяются швеллеры, которые крепятся тоже к оголовкам, но при помощи сварки.

  Фото 15. Обвязка свай с применением стального швеллера

Как видите, сделать винтовой фундамент своими руками вполне реально и для этого необязательно привлекать бригаду строителей и нанимать спецтехнику. Главное здесь – правильно определить глубину залегания плотных несущих пластов, шаг установки свай и их количество. 

Брус обрезной 200х200х6000 ГОСТ 1-й сорт СофриноБрус изготавливается из сосны и ели — хвойных пород с естественной влажностью 20-30%.

От 11500 руб/м³Подробнее

Брус обрезной 150х150х6000 ГОСТ 1-й сорт СофриноБрус изготавливается из сосны и ели — хвойных пород с естественной влажностью 20-30%.

От 11500 руб/м³Подробнее

Брус обрезной 200х200х6000 ГОСТ 1-й сорт Софрино

Брус обрезной 150х150х6000 ГОСТ 1-й сорт Софрино

Что может снизить долговечность фундамента?

По внешнему виду винтовые сваи похожи на саморезы больших размеров, которые ввинчивают в толщу земли. Они представляют собой разные по диаметру трубы, на концы которых имеются лопасти, образующие своеобразную резьбу. Такие конструкционные элементы изготавливаются из прочной стали, поэтому их преимуществами являются следующие:

• установка в любое время года;сокращение сроков строительных работ;возможность применения на структурно-неустойчивой почве;значительное удешевление возведения дома.

Но помимо всех достоинств таких конструкций существует ряд отрицательных факторов, которые негативно сказываются на долговечности и надежности винтовых свай. Согласно отзывам строителей и экспертному мнению профессионалов следует выделить следующие моменты:

Влияние подвижных почв. При благоприятном стечении обстоятельств на винтовые сваи практически не оказывается воздействие грунта, либо оно минимальное. Но при повышенной подвижности почвы в местности эксплуатационные характеристики опор могут значительно ухудшиться, следовательно, срок их службы уменьшается.Сильные перепады температур.

Сезонные температурные колебания негативно сказываются на состоянии металла, который под их влиянием постоянно сужается и расширяется, что становится причиной разрушения его структуры. В результате в опорах появляются трещины, что отрицательно сказывается на их несущей способности. Решение проблемы – использование свай из качественного металла, которого должно хватить на множество циклов заморозки и разморозки.Механическая эрозия.

Она приводит к локальному растрескиванию сваи, что провоцирует разрушение ее поверхности. Благоприятными условиями для появления эрозии также являются перепады температур и наличие в почве мелких камней, царапающих внешнюю поверхность винтовой опоры.Химическая коррозия. Быстрому образованию ржавчины на сваях способствует повышенный уровень кислотности в почве.

Чтобы этого не произошло, проводится пескоструйная обработка свайных опор перед их погружением в грунт. На скорость коррозии химического происхождения влияет глубина заложения основания. Чем она больше, тем лучше, так как кислород под большим пластом грунта не вступает во взаимодействие с металлом.Электромеханическая коррозия.

В состав грунта часто входят блуждающие токи, которые способствуют сильному окислению свай. Электромеханическая коррозия негативно сказывается на состоянии опор, расположенных в непосредственной близости от кабелей, проложенных под землей, или объектов промышленного назначения.Несоблюдение технологии. Ошибки, допущенные при изготовлении и монтаже винтовых свай, могут привести к их повреждениям не только при транспортировке, но и во время ввинчивания опор в почву.

Как увеличить срок службы фундаментной конструкции?

Каждый застройщик может продлить срок полезного использования фундаментной конструкции. Для этого необходимо защитить винтовые сваи от агрессивного воздействия окружающей среды:

Внутренние полости металлических свай можно заполнить цементным раствором. В этом случае бетон будет препятствовать коррозийному разрушению свай.Поверхности опор можно обработать методом холодной оцинковки. Этот способ целесообразен в том случае, если в процессе эксплуатации на фундаментную конструкцию будет оказываться минимальное отрицательное воздействие.Увеличить срок полезного использования металлических опор можно благодаря задействованию горячего метода нанесения цинкового покрытия.

Данная технология позволит сохранить все важные характеристики свай на протяжении 120-ти лет.Поспособствует увеличению продолжительности срока службы винтовых опор своевременная обработка эпоксидными смолами. Такое защитное покрытие будет сохранять герметичность на протяжении 50-ти лет.Застройщики могут проводить обработку поверхностей металлических опор смолами, в составе которых присутствует полиуретан. Такой компонент обеспечит защитному покрытию максимальную адгезию, благодаря чему металл на протяжении 50-ти лет не будет контактировать с влажной средой.

Каждый застройщик, решивший соорудить винтовую свайную конструкцию должен понимать, что без специальной защиты опоры будут подвергаться интенсивному коррозийному воздействию. Этот процесс приводит к ежегодному уменьшению толщины свай минимум на 30 микрон.

Свайно-винтовой фундамент для строительства

Винтовые сваи проверены временем

Свайно-винтовой тип фундамента используется в мире уже около 300 лет, начали его использовать при возведении маяков, хороший пример Сухумский маяк, который прекрасно пережил войну и стоит до сих пор, что говорит об отличной надежности этого типа фундамента. Для тех кто сомневается, что сваи ржавеют и этот тип фундамента может быть ненадежным, вот свая, которая была заменена на древнем маяке, этой свае больше 300 лет, как видите, она прекрасно сохранилась.

Древняя свая от маяка

Однако самый популярный тип фундамента в нашей стране является ленточный заливной фундамент, однако не на каждом участке можно его устроить, да и стоит он не дешево. Есть глинистые почвы с высоким уровнем грунтовых вод, на такого рода земельных участках возведение ленточного фундамента невозможно. Тогда на помощь приходит технология установки надземного вида построек на свайно-винтовом фундаменте. Этот вид фундаментов также набирает популярность в нашей стране благодаря многим преимуществам.

Плюсы свайно-винтового фундамента

1. Основными преимуществом является то, что свайно-винтовой фундамент не требует проведения большого количества земельных работ.
2. Технология его возведения достаточно проста.
3. Скорость установки и оперативность возведения. За час на обычной земле можно установить десяток свай, если постараться можно и все пятнадцать.
4. К тому же отмечается его низкая стоимость.
5. Способность выдерживать приличные нагрузки и долговечность.
6. Подходит любой грунт, кроме скальных пород.
7. Применение спец техники не обязательно, возможность устанавливать сваи вручную.
8. Не нужно ждать после заливки бетона, можно спокойно продолжать возведение вашего дома.
9. Вибрация и шум при установке отсутствуют
10. Сваи возможно использовать повторно
11. Фундамент под ваш каркасный дом может быть всегда расширен.
12. Возможность установки на склонах и неровных грунтах.

Возможность возведения дома на склоне, где земля дешевле в разы

Минусы винтовых свай

Минусы на самом деле не столь очевидны, особенно для небольшого каркасного строительства дома, этот тип фундамента подходит идеально.

Но всё же минусы есть:

1. Невозможность возведения на скальных породах или грунтах с большим количеством камней в почве.
2. Подходит для легких каркасных и деревянных строений до 3-4 этажей.
3. Дома должны иметь достаточно широкое основание.
4. При вкручивании зачастую анти-корозийное покрытие повреждается, что ускоряет корозию металла.
5. Некачественные производители.

Также отмечается, что срок службы свайно-винтового фундамента хоть и является достаточно большим, однако все-таки несколько меньше, чем у бетонного. Срок эксплуатации такого фундамента могут сократить и повреждения, которые иногда получают сваи в процессе вкручивания в грунт. Сваи с поврежденным внешним защитным слоем больше подвержены коррозии.

Хотя свайно-винтовой фундамент хорошо подходит для частного строительства, но для возведения тяжелых массивных многоэтажных построек его лучше не использовать.

Кроме того существует еще несколько проблем, с которыми можно столкнутся организуя строительство на свайно-винтовом фундаменте. Прежде всего, следует знать, что пол в доме на свайно-винтовом фундаменте потребует дополнительного утепления. Также часто бывает, что сваи дают неравномерную усадку в процессе эксплуатации дома, а со временем вообще разбалтываются, если выполнено не по технологии.

Поэтому, не смотря на свою прочность, свайно-винтовой фундамент приветствуется в малогабаритном строительстве каркасных домов, а также при возведении на участке бань, гаражей и небольших хозяйственных или декоративных построек.

Недостатки[ | ]

Все строительные материалы и технологии имеют свои недостатки, которые можно устранить, если соблюсти правила и нормы проектирования, производства и эксплуатации.

Стоимость винтового фундамента

Цена привлекает застройщиков тем, что считается более низкой, в сравнении с ленточным. Стоимость состоит из:

• расходами на разработку проекта;
• цены свай. Которая определяется: брендом производителя, параметрами сваи (диаметром, толщиной стенок, видом лопасти, типом наконечника, наличием покрытия и его толщиной и т.п.);
• затратами на транспортировку и выгрузку винтовых свай;
• стоимостью монтажа свай.

Ориентировочная стоимость приведена в таблице:

Цена на сварные винтовые сваи

Цена на литые винтовые сваи

Цена на удлинители для винтовых свай

Стоимость дополнительных работ по монтажу винтовых свай

Отметим, что несмотря на возможность снизить затраты на строительство фундамента, это не сказывается на его характеристиках. Однако при желании обустроить цоколь, стоимость возрастет и будет сопоставима с затратами на строительство ленточного фундамента.

Реальный срок службы винтовых свай и факторы, влияющие на долговечность

Согласно нормам ГОСТ, эксплуатация винтовой сваи диаметр 108 мм, которая применяется наиболее часто, варьируется от 60 до 120 лет. При расчетах длительности учитываются средние параметры толщины стенок трубы, диаметр и годовой показатель воздействия на металл коррозии.

Увеличение реального срока достигается за счет покрытия, особенностей технологии изготовления и правильности монтажа конструкции.

Заявленный производителем срок основывается на идеальных условиях использования винтовой сваи. Существуют факторы, снижающие эксплуатационные качества:

• Подвижные почвы. При повышенной подвижности срок использования сокращается.
• Воздействие температур. Сезонные колебания показателей снижают несущую способность путем сужения и расширения металла.
• Химическая коррозия. Свая более подвержена ржавчине в условиях повышенной кислотности почвы.
• Электромеханическая (электрохимическая) коррозия. Электромеханическое воздействие наблюдается вблизи поврежденного кабеля, промышленных объектов, ж/д путей.

Реальное использование свайного фундамента зависит от ряда факторов. Заявленные изготовителем сроки не означают, что свайный фундамент будет служить это время. Сколько продлится использование изделия, определяется качеством изделия и грамотностью монтажа.

Недостатки[ | ]

Все строительные материалы и технологии имеют свои недостатки, которые можно устранить, если соблюсти правила и нормы проектирования, производства и эксплуатации.