Применение винтовых свай

Одним из главных конструктивных решений, определяющих долговечность и эксплуатационные характеристики любого строения, является правильный выбор фундаментов. Для этого любое строительство начинается с выполнения инженерно-геологических изысканий, в ходе которых определяются состав грунтов, глубина их залегания, мощность пластов грунта того или иного состава, глубина, на которой находятся грунтовые воды. Геологи определяют и несущую способность грунтов, которые могут служить основанием для здания или сооружения и с учетом глубины сезонного промерзания грунтов этого региона, дают рекомендации о том, какой тип предпочтительнее для конкретных инженерно-геологических условий этой площадки. На основании этих данных и с учетом рекомендаций геологов, проектировщики принимают тип оснований, на которых будет строиться здание. Проще всего фундаменты на естественном основании, когда производится отрывка котлована, на его дне делается подготовка из монолитного бетона, и монтируются сборные или бетонируются монолитные основания. Но, к сожалению, геологические условия многих регионов характеризуются достаточно глубоким заложением слоев грунта, обладающих несущей способностью достаточной, чтобы выдержать нагрузку от конструкций здания.

Сваи для сложных инженерно-геологических условий

В случае, когда грунты с достаточно высокой прочностью залегают на большой глубине, а выше располагаются насыпные, просадочные или другие малопрочные грунты, применяются фундаменты на свайном основании. Выбор типа свайного основания зависит от глубины заложения грунтов, обладающих несущей способностью, необходимой для восприятия веса здания. Если такие грунты залегают на глубине до 20 – 24 м, то выполняются т.н. «стойки», т.е. конец конструкции опирается на прочный грунт и передает на него нагрузку от сооружения. В случае, когда прочный грунт залегает глубже, как правило, проектируются «висячие», которые передают нагрузку на грунт за счет силы трения их боковых поверхностей. Но такие конструкции могут выдерживать нагрузки от многоэтажных кирпичных зданий или производственных цехов с тяжелыми мостовыми кранами, но для возведения одно-, двухэтажных зданий усадебного типа подобное основание будет стоить дороже самого коттеджа. В связи со значительными объемами малоэтажного строительства в России, а также из-за необходимости возводить подобные объекты в сложных инженерно-геологических условиях, вопрос устройства оснований для индивидуальных жилых зданий является весьма насущным.

Свайные основания в малоэтажном домостроении

Когда коттеджный поселок располагается на участке с прочными грунтами, залегающими на глубине 1,5 – 3 м, конструкция основания достаточно проста. Поскольку большинство индивидуальных жилых коттеджей проектируются с подвалами, котельными и гаражами, в т.ч. и в цокольных этажах, устройство ленточного совмещается с монтажом стен подвала. Но если в основании района малоэтажной застройки грунты с хорошими механическими характеристиками находятся на большой глубине, а до этого располагаются слабые или разнородные грунты, то наиболее эффективными оказываются свайные фундаменты с использованием винтовых свай. Она состоит из заостренной стальной трубы, к нижней части которой приварена винтовая лопасть переменной ширины. В верхней части выполнен оголовок, на котором впоследствии выполняется ростверк. После погружения на проектную глубину, полость трубы заполняется бетоном, увеличивая тем самым несущую способность каждого элемента. Такие конструкции могут закручиваться в грунт как вручную, так и с помощью буровых станков. Несущая способность обусловлена большой площадью лопасти, опирающейся на грунт и уплотнением межвитковых прослоек грунта при закручивании.

Преимущества и область применения

На сегодняшний день винтовые конструкции не получили достаточно широкого распространения, хотя они обладают рядом неоспоримых преимуществ, по сравнению с общеизвестными забивными и буронабивными, в частности:

  • возможность использования в сложных инженерно-геологических условиях, в т.ч. на обводненных, заторфованных и заболоченных грунтах;
  • возможность устройства свайного основания без предварительной вертикальной планировки и устройства котлована, что позволяет сохранить плодородный слой и естественный ландшафт;
  • возможность производства работ в любое время года, независимо от температуры воздуха;
  • возможность погружения не только механизированным, но и ручным способом без лидерной скважины, что особенно ценно для труднодоступных мест и в случае пристройки дополнительных зданий к уже существующим;
  • возможность повторного использования;
  • возможность постепенного удлинения тела конструкции;
  • применимость для любых видов грунта, за исключением скальных и крупнообломочных;
  • долговечность – расчетный срок службы их составляет 100 лет, а при использовании антикоррозийной защиты и более этого срока;
  • возможность использования в качестве опор для пирсов и причалов;
  • способность воспринимать сейсмические нагрузки;
  • возможность загружения конструкции сразу после погружения;
  • экономический эффект от применения данных конструкций составляет от 30 до 50% относительно свайных оснований традиционного вида;
  • возможность увеличения несущей способности такой конструкции путем увеличения диаметра трубы и ширины лопасти.

Безусловно, для устройства свайных оснований под многоэтажные и промышленные здания конструкции подобного рода малопригодны, но в нише свайных работ для малоэтажного домостроения они могут конкурировать с любыми другими конструкциями. Кроме этого, винтовые оказываются незаменимы для фундаментов, в которых присутствуют выдергивающие усилия, в частности для опор ЛЭП. Сейчас они весьма востребованы при монтаже высоковольтных электролиний, возведении мостовых конструкций в транспортном строительстве и других сферах.