Винтовые сваи: история появления, плюсы и минусы

Винтовые сваи используются при строительстве фундаментов для различных объектов – временных построек, домов для постоянного проживания, дач, заборов, рекламных конструкций. Такие опоры приобрели большую популярность благодаря простоте монтажа, небольшим срокам установки и универсальности.

История появления винтовых свай

Лопастные трубы – строительные изделия, которые имеют почти 200-летнюю историю. Впервые концепцию винтовых свай в 1833 году разработал инженер-строитель Александр Митчелл. Он предложил дополнить лопастями деревянные трубы для ввинчивания их в почву, чтобы сократить время на строительство и уменьшить число рабочих, необходимых для этого процесса.

Традиционное забивание было более сложным: трубу с якорным винтом на конце вбивали в землю при помощи большого деревянного колеса. Для строительства фундамента таким способом требовались усилия 20-30 человек.

Позднее в 1838 году английские исследователи, опираясь на труды Митчелла, создали маяк Maplin Sand. Базой основания послужили закрученные в почву девять винтовых конструкций. Позднее такая технология стала использоваться для укрепления большинства морских пирсов и маяков, а первым ученым, применившим методику, был Евгениус Берч.

В российском домостроении также использовались винтовые конструкции. Советские ученые в 1950-1960 годах спроектировали трубы с лопастями, которые отлично подошли для использования при монтаже фундаментов на замерзших и слабых грунтах. Кроме того, в годы активной советской застройки свайная технология позволила сократить срок возведения новых домов.

Первые несколько десятилетий лопастные конструкции были цельнолитыми и изготавливались из чугуна или древесины. Современный вид и полый корпус опоры приобрели только в начале 20 века.

Конструкция и характеристики

Рассмотрим подробнее вопрос, что такое винтовые сваи, и из каких элементов они состоят. Конструкция включает металлическую трубу диаметром от 57 до 325 мм, с прикрепленной спиралеобразной лопастью, которая предназначена для вкручивания в землю и прочной фиксации. Каждая труба покрыта антикоррозийным веществом, а в ее верхней части установлен оголовок. Он является соединительным элементом между цилиндром трубы и ростверком. Дополнительным компонентом трубы является заостренный наконечник, на котором располагаются несущие лопасти.

Свайная конструкция является механически прочной, а за счет лопастей она легко сохраняет свою устойчивость в недрах почвы, несмотря на нагрузку здания.

Типы наконечника

Благодаря наличию острого наконечника, винтовая труба легко проникает в глубокие слои грунта, при этом нанося минимальный вред почве, корням деревьев и растений. Этот элемент может изготавливаться путем сварки или литья.

Для сварного наконечника характерны следующие особенности.

• Использование для изготовления листового металла шириной 3-5 мм.Применение плазменной резки и электросварки при производстве.
• Обработка цинком для повышения коррозийной устойчивости.

Литой наконечник можно охарактеризовать по следующим параметрам:

• Наличие цинкового покрытия и высокая антикоррозийная устойчивость.
• Механическая прочность за счет более толстых стенок лопасти и цельности металла.
• Точность конструкции из-за использования стандартных форм отливки.

Количество лопастей

Одной из характеристик винтовых свай является определенное количество лопастей. Их количество может быть равно одной, двум или трем. Однолопастные конструкции универсальны, но рассчитаны на небольшие нагрузки и использование на достаточно плотном грунте. Многолопастные изделия могут применяться для установки на слабых грунтах и обладают повышенной устойчивостью к нагрузкам, в том числе ветровым.

Толщина металла

Особую роль в надежности конструкции трубы играет толщина металла. Она подбирается с учетом планируемой нагрузки, особенностей почвы и требований к фундаменту.

Согласно ГОСТ 10705-80 минимальные значения толщины стенок – 2 мм для нейтральной почвы, свыше 3 мм – для грунта с возможностью химических реакций. Плотность лопасти трубы составляет 5-12,5 мм.

Компания «СваиНева» использует в производстве сталь марки СТ-20, отвечающую современным строительным нормам, и выпускает трубы с толщиной стенки – 3,5 мм.

Защитное антикоррозийное покрытие

Для того чтобы предотвратить разрушение и увеличить надежность стальной трубы, на сваи наносится антикоррозийное покрытие. Это может быть оцинковка или полимерный слой. Согласно ГОСТ 10705-80 толщина полимерного соединения должна составлять минимум 400 мкм.

Достоинства фундамента на винтовых сваях

Фундамент на винтовых опорах – один из самых востребованных на рынке строительства. Его чаще всего используют на возвышениях, илистой, болотистой, глинистой почве, при возведении гидротехнических построек, жилых домов, пирсов и причалов.

Высокая скорость монтажа

Для монтажа винтового фундамента требуется меньше времени, чем при строительстве оснований из других материалов. Рассмотрим процесс поэтапно.

1. Бригада доставляет винтовые трубы и инструмент на объект. 
2. В соответствии с проектом размечается место будущего фундамента. 
3. Далее происходит монтаж с использованием специального инструмента. 
4. Бетонирование конструкции для увеличения прочности фундамента. 
5. Выравнивание столбов и обвязывание ростверком.

На скорость монтажа также влияет время года, тип почвы, вес планируемой конструкции, количество труб.

Возведение в любое время года

Одним из преимуществ винтовых свай является возможность их монтажа вне зависимости от погодных условий и времени года. Все потому, что трубы ввинчиваются ниже глубины промерзания поверхности земли и закрепляются в слое твердой почвы, которая имеет положительную температуру.

Особенностью монтажа фундамента зимой является необходимости расчистки территории от снега для ее разметки. В остальное время года дополнительной подготовки участка не требуется.

Низкая стоимость

Стоимость свайного фундамента зависит от количества и размеров опор, материала обвязки. На цену также влияет сложность рельефа и проводимых работ.

Можно отметить, что конструкция винтового фундамента обходится дешевле, чем создание бетонного ленточного основания. Смета расходов на строительство получается ниже за счет использования более доступных изделий, отсутствия необходимости в специальной габаритной технике.

Проветриваемый цоколь предотвращает гниение пола

Фундамент из винтовых опор подходит для строительных конструкций из дерева, щита, каркаса, кирпича, пеноблоков. Особенности конструкции способствуют проветриванию цокольного этажа, естественной вентиляции, отсутствию влаги. Эти факторы оказывают влияние на долговечность постройки.

Возможность повторного использования

Основание из винтовых труб можно использовать неоднократно. Когда сваи становится не нужны на одном объекте, их можно легко демонтировать и перевезти на другой участок. При этом легко добиться экономии на покупке материалов, вкладываясь только в транспортировку, монтажные и демонтажные работы. Эта особенность делает фундамент очень популярным при установке временных сооружений, бытовок, рекламных конструкций.

Единственное отличие, которое нужно учитывать при монтаже опор для повторного использования, это отсутствие бетонирования. Трубы, заполненные внутри бетоном, уже не подлежат дальнейшему использованию на других площадках.

Экологичность винтовых свай

Важной особенностью труб является возможность их использования в экологически чистых лесах, на охраняемых природных территориях России. Монтаж происходит без использования крупногабаритной техники и нарушения природного ландшафта.

Недостатки фундамента на винтовых сваях

При использовании винтовых свай необходимо учитывать определенные недостатки и ограничения. Особое внимание следует обратить на металлическую основу труб, которые могут подвергаться коррозии, а также правильность их установки, напрямую влияющую на надежность будущего основания.

Невозможность использования в грунтах, вызывающих быструю коррозию

Существуют разновидности почвы, для которых не следует использовать винтовой фундамент. К ним относятся грунты, имеющие электрическое сопротивление или высокое содержание органических соединений. В такой почве трубы разрушаются быстрее из-за активной коррозии.

Стоит учесть, что нельзя устанавливать фундамент рядом с железной дорогой. Это ограничение связано с возникновением сильных вибраций во время движения транспорта, которые оказывают негативное влияние на прочность строения.

Специалисты «СваиНева» проконсультируют по вопросу возможности установки фундамента на вашей территории, подберут подходящий тип винтовых опор, сделают необходимые расчеты и монтаж основания.

Невозможность углубления свай в каменистую почву

Проводить монтаж свай на твердом грунте и скалистой местности достаточно сложно. В таком случае может потребоваться применение специальной техники, использование более дорогостоящих толстостенных опор.

На некоторых видах каменистой почвы установка винтового фундамент может быть невозможна из-за риска повреждения опор. Поэтому прежде, чем принимать решение о выборе основания, стоит провести пробное бурение и предварительное исследование грунта.

Высокая стоимость строительства теплого подвала

Строительство дома на винтовых опорах не исключает возможность обустройства подвала или цокольного этажа, но здесь есть свои нюансы. Затраты на гидроизоляцию и утепление свайного основания будут выше, чем при возведении дома с цоколем на ленточном фундаменте. Владельцу здания придется вложить средства в создание песчано-гравийной подушки на дне котлована, формирование стен подвала из кирпича, пеноблока или других материалов и комплексное утепление.

Что влияет на долговечность винтовых свай

Долговечность свай напрямую влияет на срок эксплуатации всего здания. Поэтому важно учитывать все факторы, которые оказывают на нее воздействие:

• особенности грунта,
• качество сварки винтовых труб,
• наличие антикоррозийной обработки и бетонирования,
• соблюдение технологии строительства фундамента.

Срок службы лопастных опор компании «СваиНева» составляет не менее 80 лет. Для того, чтобы сделать наши изделия наиболее долговечными мы используем двухкомпонентную антикоррозийную обработку и роботизированную сварку для соединения элементов винтовой трубы. Также мы предлагаем услуги по проведению пробного бурения и монтажу фундамента.