Предлагая свои услуги по монтажу свайно-винтового фундамента, строительные компании часто включают в список проводимых работ пробное завинчивание. Для чего и на каком этапе его стоит применять?
Что такое пробное завинчивание свай
Пробное завинчивание — процедура, получившая популярность в тот период, когда возведение домов на свайных фундаментах из сферы многоэтажного и промышленного строительства стало распространяться на индивидуальную малоэтажную застройку.
Строительные технологии, касающиеся крупных объектов, регламентируются множеством правил и нормативов — чем масштабней здание, тем большие нагрузки испытывают его основание и несущие конструкции. В частности, «СП 24.13330.2021. Свод правил. Свайные фундаменты» предписывает проводить предварительные инженерно-геологические изыскания в месте постройки, расчет несущей способности свай на основании исследований грунта и проверку полевыми испытаниями.
При строительстве легких сооружений на винтовых сваях, таких как небольшой загородный дом, баня, хозяйственная постройка, такая подготовка кажется избыточной. Но чтобы не закручивать сваи «вслепую», этапы геологических изысканий и полевых испытаний объединили в метод пробного завинчивания. Чтобы понять, насколько такая замена позволяет получить адекватную информацию для проектирования надежного фундамента, поговорим подробнее про ИГИ (инженерно-геологические изыскания) и полевые испытания несущей способности свай:
- ИГИ предполагают бурение глубоких, до 10 и более метров, скважин в нескольких местах участка с выемкой образцов грунта и их лабораторным исследованием. В результате получают схему геологического разреза с глубиной залегания и толщиной пластов различных типов грунта, а также характеристикой их несущей способности, а также уровнем грунтовых вод и глубиной промерзания. Это позволяет рассчитать глубину погружения свай (то есть их длину) и диаметр опор, необходимый для восприятия нагрузки от здания и передачи ее несущим слоям грунта. Анализ химического состава грунтовых вод выявляет степень коррозионной агрессивности среды, учитывающуюся при выборе толщины стенок сваи.
- Полевые испытания проводятся методом погружения расчетной сваи и постепенного увеличивая нагрузки на неё. В это время специальной аппаратурой измеряется степень сопротивление грунта. Испытание позволяет соотнести несущую способность сваи в конкретных грунтовых условиях с проектными расчетами и при необходимости внести корректировки, усиливающие прочность фундамента.
Как проводится пробное завинчивание
Некоторые строительные компании предлагают пробное завинчивание как полноценную замену геологическим исследованиям.
Пробное завинчивание обычно производится сваей проектного диаметра. Точный подбор диаметра требует сложных расчетов со многими переменными, но вкратце схема может быть такой: вначале определяется количество свай по периметру строения (несущих стен здания или забора) с шагом 2-2,5 метра, на это число делится вес стройматериалов с коэффициентом ветровых и снеговых нагрузок, получается значение нагрузки на одну опору. Средняя несущая способность сваи определенного диаметра указана в паспорте изделия. Иногда просто берется свая среднего популярного диаметра 89 мм.
Свая должна быть длинной, так как расположение слоев пород, уровень грунтовых вод и глубина промерзания неизвестны. Чаще используется свая длиной 2-3 метра с удлинителями, которые присоединяется к ней по мере погружения. Закручивание осуществляется с помощью сваекрута, реже вручную, пока движение не встречает препятствия и свая не упирается в плотный грунт.
О том, что свая достигла пласта с достаточной несущей способностью, судят по следующим признакам:
- Отказ инструмента или невозможность дальнейшего завинчивания вручную даже при наращивании усилий;
- Начинают рваться края монтажных отверстий;
- Если бур оснащен датчиком контроля крутящего момента, ориентируются на его показания: значение крутящего момента возрастает с увеличением сопротивления грунта (чем грунт плотнее, тем большей скорости вращения сваи он требует).
Эффективность пробного завинчивания: цели и результаты
Пробное завинчивание производится, чтобы обеспечить надежность фундамента и исключить неожиданности в процессе его монтажа и дальнейшей эксплуатации: недостаточную стабильность грунта, наличие непроходимых препятствий, размывы грунтовыми водами, слабую несущую способность свай.
Насколько достижимы эти цели способом пробного завинчивания?
● Определение несущей способности грунта
Тот факт, что винтовая часть сваи достигла более плотного слоя грунта на определенной глубине, не дает нам информации о том, какую именно нагрузку способен выдержать этот грунт. Величина крутящего момента, на котором произошел отказ оборудования, практически не даёт представление о несущей способности грунта, выражающейся в количестве килограммов на квадратный сантиметр. Точную несущую характеристику грунта могут дать только лабораторные исследования образцов или полевые испытания грунта методом постепенного нагружения сваи. Для полевых испытаний используются грузовые платформы или системы балок, оборудованные специальными датчиками, которые регистрируют смещения сваи в зависимости от силы давления.
● Выяснение местоположения и толщины слоя грунта с достаточной несущей способностью.
Даже извлеченные на поверхность при вывинчивании сваи частички грунта с разных глубин позволяют судить только о наличии песка, торфа или глины и их примерном расположении, но составить точную структурную схему слоев без полноценного геологического исследования не получится.
Насколько глубоко простирается пласт породы, в котором стала прокручиваться свая, также невозможно определить при пробном завинчивании. Если это тонкая прослойка, обустройство фундамента на такой глубине может грозить риском незапланированного проседания.
● Прогноз поведения грунтовых вод.
Разовое пробное завинчивание может быть недостаточным основанием для оценки обводненности участка и необходимости водоотведения — уровень грунтовых вод подвержен сезонным колебаниям. При выемке шурфов для определения глубины залегания воды рекомендуется делать их не мельче трёх метров и выждать как минимум сутки для накопления влаги.
Степень агрессивности коррозионного воздействия грунта, зависящая от состава воды, определяется только лабораторным анализом.
● Подбор оптимального диаметра сваи.
Само по себе пробное завинчивание ни подтверждает, ни опровергает, верно ли рассчитан размер свай.
Чтобы вычислить диаметр, нужно знать несущие характеристики грунта и нагрузки от строения, особенности конфигурации фундамента, точки максимальной нагрузки, которые могут быть усилены кустами свай, шаг установки опор и их количество. Показания крутящего момента — недостаточное условие для расчета необходимой несущей способности сваи.
● Выявление камней и препятствий в грунте.
Твердые включения представляют серьезные затруднения при монтаже свайно-винтового фундамента, и желательно проверить возможность их наличия до начала работ. Пробное завинчивание как раз является адекватным способом такой проверки. Если камни залегают сплошным слоем, опора при пробном завинчивании непременно столкнется с ними. Однако пробная свая может пройти мимо единичных вкраплений, которые, впрочем, не столь опасны при правильном выборе конфигурации лопасти: на почвах с твердыми обломками лучшее использовать узколопастные сваи типа шуруп.
Пробное завинчивание сваи без предварительного более подробного исследования структуры грунтов может дать ошибочное представление об их несущей способности. Предельно допустимая нагрузка на опору рассчитывается на основании данных геологических изысканий (зондирования, пробного бурения) и сбора всех нагрузок, включая вес сооружения, снежного покрова и ветровое воздействие.
С помощью пробного завинчивания можно подтвердить проектные расчеты путем контроля величины крутящего момента, но не использовать его в качестве самостоятельной оценки устойчивости грунта.
Если предлагают пробное завинчивание
Чаще всего пробное завинчивание в описании услуг строительной компании — часть маркетинговой стратегии. Когда на участок приезжает бригада не просто для осмотра, а производит какие-то действия, демонстрируя свой профессионализм, увеличивается вероятность, что заказчик будет продолжать отношения именно с этими мастерами. Использовать пробное завинчивание как повод для знакомства и в интересах клиента — но только при условии, что уже проведены ИГИ.
Если предварительной информации о грунте под пятном застройки нет — результат пробного завинчивания может оказаться достоверным, но недостаточно полным. В некоторых случаях не очень добросовестные подрядчики могут использовать пробное завинчивание для того, чтобы убедить заказчика приобрести у них сваи большего диаметра и длины, чем рассчитанные в проекте, более дорогие. Основываются обычно при этом на показаниях прибора контроля крутящего момента, который оценивает несущую способность грунта очень опосредованно.
Поэтому к процедуре пробного завинчивания нужно относиться объективно, как к подтверждающей проектные выкладки и геологические изыскания, а не применять как единственный метод проверить состояние грунта перед монтажом свайно-винтового фундамента.
❗❗❗👍 Понравился материал? Подписывайтесь на наш канал — впереди огромное количество интересной информации о строительстве и еще больше мнений экспертов!
