Что лучше: винтовые сваи или бетонные (забивные, буронабивные, сваи-оболочки)?
Статья расскажет о преимуществах и недостатках винтовых и бетонных (забивных, буронабивных, свай-оболочек) свай.
Под общим названием «свайные фундаменты» объединены разные конструкции оснований, в каждой из которых используют определенный вид свай.
По способу заглубления:
- забивные или вдавливаемые (железобетонные, деревянные, стальные). Погружаются без разбуривания или в лидерные скважины с помощью молотов, вибропогружателей и др.;
- сваи-оболочки (железобетонные). Погружаются с выемкой грунта из их полости. Частично или полностью заполняются бетонной смесью;
- набивные (бетонные, железобетонные). Бетонная смесь укладывается в скважины, образованные путем отжатия грунта;
- буровые (железобетонные). В пробуренные скважины заливается бетонная смесь;
- винтовые (стальные). Состоят из металлической винтовой лопасти и трубчатого металлического ствола со значительно меньшей площадью поперечного сечения. Погружаются методом завинчивания в сочетании с вдавливанием.
- сваи-стойки – передают нагрузку на малосжимаемые слои грунта под нижним торцом;
- висячие (сваи трения) – опираются на сжимаемые грунты и передают нагрузку боковой поверхностью и нижним торцом.
Если участок представлен значительной толщей слабых грунтов, или на участке зафиксирован высокий уровень грунтовых вод, свайный фундамент позволит перенести нагрузку от здания на более глубокие слои с достаточной несущей способностью.
В то же время строительство свайного фундамента из бетона – это комплекс работ, проконтролировать качество которых бывает затруднительно (подробнее). Также требуется спецтехника, аренда которой может привести к удорожанию строительства.
Для примера рассмотрим расчет и монтаж забивных железобетонных свай малого сечения.
Установка забивных железобетонных свай
Морозное пучение связано с наличием в порах грунта воды и ее замерзанием. На степень пучинистости влияют разные факторы, в том числе уровень расположения грунтовых вод. Если он расположен выше отметки глубины промерзания, то выпучивание фундаментной конструкции может достигать нескольких метров. Кроме того, грунт в разных частях участка может подниматься на разную высоту.
С течением времени фундамент неравномерно деформируется, что вызывает крены, образование трещин и т.д.
Неотапливаемые сооружения – строения, которые не оказывают теплового воздействия на основание. У зданий на свайных фундаментах, как правило, высокий ростверк. Пол не соприкасается с поверхностью, поэтому они не оказывают теплового воздействия на грунт.
Таким образом, для свайных фундаментов с высоким ростверком (исключение – фундаменты из широколопастных винтовых свай, при строительстве которых лопасть располагают за глубиной промерзания, обеспечивая противодействие касательным силам морозного пучения) нужно всегда выполнять расчет по устойчивости, подтверждающий, что удерживающие силы (собственный вес, полезная нагрузка, силы сопротивления, удерживающие сваю от выпучивания из-за трения ее боковой поверхности о талый грунт, лежащий ниже расчетной глубины промерзания) превосходят «выпучивающие» (касательные силы морозного пучения).
В случае касательных сил грунт примерзает к боковым стенкам фундамента, поднимая их за счет сил бокового трения, образовавшихся при смерзании. Примерзнув к стенкам фундамента, вспучивающийся грунт поднимает и фундамент, разделяя его на части. Эти силы достигают 5-7 тс на квадратный метр боковой поверхности фундамента.
Формула расчета:
Так как забивные сваи малого сечения погружают малогабаритными сваебойными установками, часто они оказываются заглублены не более чем на 3-4 м, что создает серьезную угрозу безопасности.
Еще один важный момент – сечение. Хотя ГОСТ 19804 «Сваи железобетонные заводского изготовления. Общие технические условия» указывает минимальное допустимое сечение 200х200 мм, строительные компании часто предлагают сваи сечением 150х150 мм, которых даже нет в нормативных документах. Если они ко всему прочему выполнены из бетона, марка морозостойкости которого ниже F100, то срок эксплуатации таких конструкций не превысит 5-6 сезонов.
Резюмируя, забивные сваи, соответствующие строительным нормам и правила, – хорошее, но дорогое решение для фундамента.
Альтернатива – винтовые сваи. Конечно, у них есть свои особенности, с которыми нужно считаться. Но если учесть слабые и сильные стороны технологии при проектировании и строительстве, возможно даже увеличить показатели эффективности, срока службы и т.п.
