Консультации строителя онлайн.


Фундамент из винтовых свай своими руками

Фундамент из винтовых свай своими руками
 
Итак, у нас имеется садовый участок на низинном тофяннике с глубиной залегания торфа до 220 см. Мы будем строить на участке небольшую беседку. Для проверки нашего теоретического предубеждения к изделиям, которые отечественные производители называют винтовыми сваями, и даже рекомендуют строить на них дома, мы приобрели сваи у первого попавшегося производителя. Мы будем строить всего лишь беседку и наши риски будут минимальны. О каких рисках идет речь? Смотрите наш фотоотчет об установке винтовых свай своим руками.
Кстати, для тех, кто считает, что фундамент на винтовых сваях - это дешевый фундамент сообщаем: 6 свай диаметром 78 мм и длиной 250 см с оголовками обошлись в 9600 рублей. Фирма просила еще 1500 рублей за установку каждой сваи. Итого фундамент (в виде свай без ростверка) обошелся бы в 18600 рублей. Для сравнения: буровые бетонные сваи диаметром 30 см глубиной до 2.5 метров обошлись бы при самостоятельном изготвлении не дороже 1000 рублей за сваю, при заказе у гастарбайтеров - не дороже 2500 рублей за сваю и при заказе в фирме около 3500 рублей за сваю. В самом дорогом варианте цена за аналогичное свайное поле из буровых свай составила бы 21000 рублей. При том, что диаметр свай 30 см не нужен - хватило бы и 15-20 см (из соображений прочности самой сваи, а не ее несущей способности).
установка винтовых свай   винтовые сваи своими руками
Вот приобретенные нами винтовые сваи. На первый взгляд они выглядят неплохо: черные и блестящие. Домохозяйка, которой бы привезли такие сваи, была бы в восторге. К сожалению, эти сваи попали не к домохозяйке, и мы начинаем придирчиво исследовать продукцию, которую производитель, не знакомый с зарубежными стандартами (а отечественные, не считая одного стандарта организации для электросетевого строительства СТО 56947007-29.120.95-050-2010 "Нормы проектирования фундаментов из винтовых свай", почему-то отсутсвуют) пытается выдать за сваи для домов и продает таким же неискушенным знаниями покупателям.   Итак, начинаем: из чего сделана эта винтовая свая? Ствол данной сваи изготвлен из электросварной трубы. Это плохо... Почему? Потому что металл, рядом с зоной сварного шва был перегрет и теперь обладает пониженной коррозионной стойкостью. Если вы и решили строить свой дачный домик на винтовых сваях, то приорбретать нужно только сваи изготовленные из толстостенных гоячекатанных бесшовных труб. Коррозионная стойкость таких труб будет гораздо выше, чем у электросварных труб.
установка винтовых свай   винтовые сваи своими руками
Если свая снаружи покрыта толстым слоем эпоксидного покрытия или порошковой краски (как и должно быть на самом деле - но это не наш случай), то шов снаружи можно и не разглядеть. Тогда смотрим в просвет трубы: мы видим внутри сварной шов. Он хороший и аккуратный, но строить на таких сваях можно лишь сарайчик, беседку или душ-туалет, но никак не дом. Почему производитель не использует бесшовные горячекатанные трубы? Ответ донельзя прозаичен: они дороже, чем электросварные трубы.   Проверяем толщину стенки ствола сваи. Она составляет всего 3,5 мм. Используя формулу пункта 3.9 Коррозия стандарта АС358 вычисляем, какой толщины будет стенка сваи через 50 лет в неагрессивном грунте: Фактически перед нами свая из голого металла (символическое покрытие из грунта ПФ - не в счет: об этом поговорим ниже). Поэтому за 50 лет толщина стенки сваи за счет коррозии сократиться на 0,91 мм и составит 2,49 мм. Это при условии отсутствия гальванических токов (возникающих при соединении свай токопроводящими материалами) и не в химически агрессивном грунте, таком как торф.
торф   винтовые сваи своими руками
К сожалению, наш торф - химически агрессивный грунт и стандарт AC358 прямо запрещает использование стальных винтовых свай в тофяных и других органических грунтах (пункт 6.1). Также запрещено использование винтовых свай в грунтах с удельной электропроводностью ниже 1000 Ом-1с кислотностью ниже pH 5,5, на отвалах грунта, насыпях и свалках грунта, при высокой сульфатации грунта. При необходимости использования свай на проблемных грунтах минимальная толщина стенки ствола сваи принимается не менее 8 мм (рекомендации Института инженерии винтовых свай)   Данный производитель пытается выдать окраску сваи грунтом ПФ за противокоррозийное покрытие. Однако антикоррозионное покрытие выбирается в зависимости от степени агрессивности среды в соответствии со СНиП 2.03.11-85. Американский стандарт АС358 (пункт 3.9) предписывает следующие варианты защиты винтовой сваи от коррозии: порошковая окраска или горячая оцинковка. Минимальная толщина слоя краски должна составлять 0,46 мм. Срок службы красочного слоя в грунте составляет 16 лет.
установка винтовых свай   винтовые сваи своими руками

Кроме имитационной окраски производитель совершенно не подготовил металл перед окраской - он не был обработан от окалины. В результате, при деформации грунт пластами отстает от металла. Металл следует проходить перед грунтовкой и покраской карщеткой. Но ведь это занимает время и удорожает производство, а сваи и так покупают!

Оригинальный способ защиты винтовых свай от коррозии: упаковка винтовой сваи в термоусадочныю тубу большого размера.

  Нам пришлось вывернуть одну из свай, так как мы наткнулись на препятствие в толще грунта. На снимке хорошо видно, что пороисходит с грунтом на теле сваи при закручивании даже в мягкий торф с небольшими вкраплениями песка. Любой песчаный или каменистый грунт обдерет эту покраску при завинчивании сваи. Если вы приобрели подобные сваи для постройки дачного дома, то лучше обработать их карщеткой, огрунтовать и окрасить в три слоя корабельной краской. Так вы продлите жизнь свай в грунте. Однако стоимость их возрастет еще больше, что возвращает нас к исходному тезису: буровые железобетонные сваи гораздо более надежное решение для фундамента дома. Винтовые сваи дают лишь выигрыш в сокращении времени их установки по сравнению с другими видами свай.
установка винтовых свай   винтовые сваи своими руками
Естественно, что обдираются и лопасти винтовой сваи. Кстати, а из метиалла какой толщины она изготовлена?   Толщина лопасти винтовой сваи всего 4 мм. Открываем стандарт AC358 и видим в таблице в таблице №3 в строке 4 ICC AC358 указано, что лопасти винтовой сваи должны иметь диаметр от 8 до 14 дюймов (от 20 до 35 см) и толщину лопастей от 3/8 дюйма до 1/2 дюйма ( от 9,5 мм до 12,5 мм). Толщина лопасти уменьшена производителем более, чем в 2 раза!
установка винтовых свай   винтовые сваи своими руками
Схалтурил производитель и на оголовках свай: консоли усиления опорной площадки приварены только в двух углах из четырех!   Качественные оголовки свай должны иметь усиления всех углов опорных площадок.
установка винтовых свай   винтовые сваи своими руками
Ладно, не будем о грустном: мы строим не дом, а беседку. Лет 15-30 эти сваи в нашем агрессивном грунте, вероятно, прослужат. Расчищаем площадку и делаем вынос разметки расположения свай в натуру. Для установки свай нельзя отрывать приямок глубже, чем на высоту лопастей сваи. Он нужен для фиксации положения лопастей в грунте.   Торф - легкий органический грунт и закручивать сваю можно с помощью небольшого рычага. На более плотных грунтах понадобятся удлинители рычага.
установка винтовых свай   винтовые сваи своими руками
Бодрой рысью мы закручиваем сваи в наш подарочный грунт. Но нас подстерегала засада: подземный корень. Сваю пришлось выкрутить и закрутить в новом месте. Удаление от прежнего положения сваи должно быть не менее 3 диаметров лопастей.   Вертикальное положение винтовой сваи постоянно контролируем по прикрученному к стволу сваи покрасочным скотчем пузырьковому уровню.
установка винтовых свай   винтовые сваи своими руками
Глубина закручивания винтовой сваи (и длина ее ствола при покупке) определяется совокупностью следующих параметров: 1. нормативной глубиной промерзания грунта в данной местности. Лопасти сваи должны быть расположены ниже этой глубины на диаметр лопастей. 2. Залеганием грунта с хорошими несущими характеристиками. Свая должна быть закручена в него минимум на диаметр лопастей, а не просто опираться на прочный грунт. 3. высота цоколя над уровнем земли. Для дачного дома она должна составлять минимум 40 см. Мы строим беседку и нас устроит небольшой подъем над грунтом.   После закручивания всех свай устанавливаем в приямке лазерный уровень, наклеиваем на все сваи полоски малярного скотча и отмечаем единый уровень свай. Сваи нельзя ни забивать в грунт, ни выкручивать для подгонки уровня. При необходимости ствол сваи можно удлинить, приварив отрезок трубы.
установка винтовых свай   винтовые сваи своими руками
Отмечаем уровень спила сваи с помощью края малярного скотча.   Спиливаем ствол сваи по шаблону болгаркой. Использование защитных очков и рукавиц обязательно: кроме раскаленных железных опилок травму можно получить от дефрагрментированного при перекосе отрезного диска.
установка винтовых свай   винтовые сваи своими руками
Многие рекомендуют заполнять ствол винтовых свай раствором якобы для того, чтобы:
1. Если свая проржавеет, бетон сохранит опору о грунт.
2. Бетон предохраняет металл от коррозии изнтури.
Однако, если хоть немного подумать о физике и химии данных процессов, то выяснится, что при отсутствии армирвания бетонной заливки, при ее малом диаметре (10 см для дачных домов) она не сможет играть роль железобетонной сваи. У нее будет минимальная прочность на сдвиг, излом и разрыв. Несущая способность у такой сваи без опоры на лопасти также будет минимальна.
 

А бетон способен предохранять железо от коррозии только если железо находится внтури бетона а не наоборот. Бетон является пористым материалом и прекрасно проводит воду по капиллярам. Не случайно на Западе винтовые сваи имеют открытый ствол для обеспечения дренажа внутреннего просвета.

Поэтому мы не бетонируем ствол сваи - это пустая трата времени и средств для псевдосамоуспокоения. Если вы действительно хотите защитить внутренню поверхность сваи от коррозии - обработайте ее отработанным машинным маслом или средствами для обработки полостей в автомобильном кузове. На сваю одеваем оголовок и привариваем его к стволу сваи.

установка винтовых свай   установка винтовых свай
Обвязывать винтовые сваи можно только токонепроводящим ростверком (из дерева). Обварка свай ростверком из швеллера приведет к созданию гальванического элемента и ускорит электрохимическую коррозию металла (пункт 3.9 ICC ACI358). Ростверк можно приваривать только к изолированному от сваи оголовку, а раскосы - к обжимным хомутам, под которые проложен токонепроводящий материал (например - полимерно битумная мембрана).   Между опорной площадкой винтовой сваи и деревянной обвзякой прокладываем лист полимерно-битумной гидроизоляции (а не рубероида, который начнет пропускать влагу через 5-7 лет).
     
Таблица. Прогнозируемый срок службы фундаментов из стальных винтовых свай (изготовленных по западным стандартам в соотвествии с ICC AC358) в зависимости от грунтовых условий и применяемого способа антикоррозионной защиты металла. [H.A. Perko Introduction to Corrosion and Galvanizing of Helix Foundations //Helical Foundations and Tiebacks - Helical Foundations and Tiebacks Committee, Deep Foundation Institute, Tampa, FL. - 2004. - November.]
Удельное электрическое сопротивление грунта,
Ом-см
Категория коррозионной активности грунта
Примеры грунтов

(минимальный срок службы, лет)
Срок службы с вероятностью 95%
(возможный срок службы, лет )

неоцинкованный металл
оцинкованный металл
0-2000
Очень высокая
Морские грунты, органические грунты и торф, ил и мягкие влажные глины, влажные глинистые сланцы
(15)
30
(80)
(40)
75
(200)
2000 - 10000
Высокая
Плотные влажные глины; средние плотные илы и суглинки; мокрый глинистый
или илистый песок;
мокрый песчаник
(55)
70
(135)
(140)
170
(340)
10000 - 30000
Умеренная
сухие или слегка влажные глины; сухие илы и суглинки;
песок и гравий; известняк
(50)
55
(140)
(125)
140
(350)
> 30000
Низкая
сухие глинистые сланцы; сухой песчаник;
чистый и сухой песок и гравий; граниты.
(345)
325
(555)
(865)
810
(1385)