В последнее время в качестве фундамента для относительно легких зданий стали применять винтовые сваи. Это дешево, быстро, но, как для любого фундамента, для них есть своя область применения, а их параметры определяются расчетным путем.
История вопроса
Винтовые сваи — это военная технология, которая хорошо пришлась ко двору в повседневной жизни. Изначально они предназначены для того, чтобы быстро установить легкое временное здание или сооружение (например, командный пункт, КПП и т. п.), которое не должно стоять и служить длительное время. С такой задачей этот тип фундамента справляется великолепно. В гражданской жизни все несколько сложнее.
Принцип работы винтовых свай
Любая свая предназначена для передачи нагрузки от здания или сооружения на грунты, залегающие на уровне ее конца. В случае с винтовой сваей основным несущим элементом является лопасть, хотя в расчете учитывают и трение по боковой поверхности ствола. Чем больше диаметр лопасти, тем больше несущая способность при прочих равных условиях. За счет такой конструкции и слабой силе смерзания грунта с металлом исключаются деформации от морозного пучения, если лопасть находится ниже глубины сезонного промерзания.
Определение несущей способности винтовой сваи
Все или почти все организации, которые продают и устанавливают #винтовые сваи, предлагают пробное завинчивание. Казалось бы, все логично: на сколько свая может закрутиться, на такую глубину их и надо делать. В реальности все не совсем так, а иногда совсем не так.
Пробное завинчивание не имеет ничего общего с инженерно-геологическими изысканиями, нет в инженерной геологии метода, хоть отдаленно похожего на эту процедуру. С учетом, что обычно закручивают только одну сваю, вероятность того, что геологический разрез на всем пятне застройки будет аналогичным, минимальная. Для обеспечения статистики нужно закрутить хотя бы 6 штук (если бы был смысл в завинчивании).
Итак, #несущая способность винтовой сваи определяется по формулам СП 24.13330.2021, которые требуют определенных исходных данных. К ним относятся геометрические размеры сваи, геологическое строение и свойства грунтов (показатель консистенции глинистых грунтов, влажность песков, угол внутреннего трения).
В моей практике был случай, когда мы с другом бурили буром геолога, и тут же рядом два бравых гостя из Средней Азии делали пробное завинчивание. Они сумели закрутить сваю на 1,5 м, правда не сильно вертикально, а у нас бур продавливался руками без особых усилий аж до 3,5 м. Их вердикт был таков: «Все, хозяин, полтора метра, больше не пойдет». Мне же пришлось бурить 5 скважин под деревянный домик 6х8 м, чтобы установить глубину залегания грунта, на который сваи можно опереть. В итоге закручивали сваи на глубину от 1,8 до 3,5 м из-за сложного геологического строения, правда, это делали уже другие люди из другой конторы.
Отмечу, что есть минимальная глубина заложения винтовых свай, которая отсчитывается от поверхности земли или от подошвы болота. Для глинистых грунтов она составляет 5 диаметров лопасти, для песков — 6 диаметров. Максимальная несущая способность ограничена не только грунтами, но и прочностью сварного шва и самого металла, из которого изготовлена лопасть. В реальности не стоит допускать нагрузки, превышающие 90% от заводских показателей, даже если по расчетам получается цифра гораздо больше.
Область применения винтовых свай
Обращаясь к истории создания этого типа фундамента, несложно сделать вывод, что #область применения винтовых свай — легкие здания и сооружения, срок службы которых относительно короткий. Производители порой дают гарантию на десятки лет, но на сегодня нет значимой статистики и опыта их длительного использования. Агрессивность грунтов и грунтовых вод тоже играют определенную роль, но гораздо большее значение имеют блуждающие токи. Если рядом есть ЛЭП, закопан кабель, то даже без проведения соответствующих исследований вероятность получить электрокоррозию становится высокой.
Все сваи имеют защитное покрытие, но любое покрытие будет повреждено, если грунт содержит крупнообломочные включения. Плотные пески, особенно крупные и гравелистые, способны лишить покрытия значительные участки. Таким образом, в этих грунтах есть риск быстро получить ржавчину.
Нельзя опирать сваи на рыхлые пески и слабые глинистые грунты, а мощность несущего слоя должна быть хотя бы пару метров.
Не стоит ставить на такой фундамент каменные здания, т. к. металл склонен к упругим и пластическим деформациям. Если дерево такое прощает, то, скажем, пеноблок начнет трещать.
Отсюда простой совет: перед завинчиванием проведите изыскания хотя бы в минимальном объеме, чтобы потом не получить неприятные сюрпризы.