Чем лучше заполнить винтовые сваи
Как заполнять винтовые сваи — бетоном или сухой смесью?
Винтовые сваи заполняют бетоном во время монтажа. Но зачем? А чем заполнять сваи — бетонным раствором? Полусухой или сухой смесью? На эти вопросы мы и ответим в нашей статье!
Зачем заполнять винтовые сваи?
Многие полагают, что заполнение сваи необходимо для того, чтобы утяжелить конструкцию и придать тем самым дополнительную устойчивость при подвижках грунта. Однако это не так: винтовые сваи прочно вкручены ниже глубины промерзания в плотные слои грунта, поэтому и боковое, ни вертикальное давление не повлияет на устойчивость свайно-винтового фундамента.
Для повышения устойчивости и несущей способности фундамента используют металлическую обвязку: уголки, профильные трубы, швеллеры или двутавровые балки, которая связывает свайное поле, превращая его единую конструкцию.
Полость свай заполняют бетоном для того, чтобы влага не скапливалась на внутренних стенках, не вызывала коррозию и не разрывала сваю изнутри при замерзании.
Снаружи винтовые сваи защищены от коррозии только порошковой краской. Внутри сваи металл ничем не обработан, поэтому конденсат может нанести серьезный вред металлоконструкции и существенно снизить несущую способность фундамента.
Установленные винтовые сваи нельзя оставлять пустыми, их обязательно нужно бетонировать. Но чем заполнять сваи — жидким бетоном, полусухой или сухой смесью? Давайте разбираться.
Заполнение свай жидким бетоном
При заливке винтовых свай жидким бетоном образуется довольно много пустот — пузырьков воздуха. В этих пустотах также образовывается конденсат, который разрушает бетон, а затем — стенки трубы. Чтобы избавиться от пузырьков воздуха и сделать смесь однородной, сразу после заливки применяют строительный вибратор.
При вибрировании часть лишней воды, которая содержится растворе для текучести и удобоукладываемости, отслаивается (так называемое цементное молоко). Бо́льшая часть этой воды остается в свае.
Также стоит учитывать, что внутри сваи, закрытой сверху оголовком, бетон высыхает очень медленно. Если в обычной опалубке лишняя влага из бетона испаряется, то в закрытой свае влаге некуда деться. Бетон в полости трубы может высыхать в течение нескольких лет. Соответственно, он регулярно подвергается циклам замерзания/оттаивания
Заполнение винтовых свай полусухим бетоном
Полусухой раствор — с достаточным количеством воды — намного меньше расслаивается при обработке вибратором. Но таким раствором сложно заполнить трубу с малым диаметром (до 89 мм). Воздушных пустот образовывается значительно больше, по сравнению с жидким бетоном.
Полусухая смесь меньше боится расслоения, но при этом трудоемкость значительно увеличивается.
«Мокрая» заливка занимает много времени монтажа, необходимо отмывать инструменты (лопату, воронку). Со временем инструмент попросту выйдет из строя. Чтобы ускорить процесс заливки бетоном, то можно вызвать АБН, однако это дополнительные денежные траты.
Сухая засыпка винтовых свай
Сухая смесь в трубе остается в первоначальном состоянии очень долгое время. Цемент в трубе «вытягивает» влагу из воздуха, не позволяя образовываться конденсату на протяжении нескольких лет.
Плотность сухой засыпки значительно выше, по сравнению с жидкой, поэтому воздуха в трубе остается очень мало.
Кроме этого, для заполнения трубы сухой смеси не требуются дополнительные инструменты — смесь можно засыпать прямо из мешка.
Подведем итог
Итак, что мы узнали из статьи:
Винтовые сваи заполняют бетоном для того, чтобы увеличить несущую способность свай?
Нет! Заполнение полости свай необходимо для того, чтобы вытеснить воздух и защитить тем самым внутренние стенки трубы от коррозии. Для увеличения несущей способности свайного фундамента используют металлическую обвязку.
Чем заполнять полость винтовой сваи?
Жидкий бетон. В смеси образуются полости воздуха, в результате чего снижается способность защиты от образования влаги. При устранении воздушных пузырьков жидкий бетон расслаивается и образуется так называемое бетонное молоко. В закрытом пространстве бетон будет высыхать несколько лет. Также для заливки требуются дополнительные инструменты, такие как лопата и воронка, а иногда и тяжелая техника (АБН).
Полусухая смесь. Не пригодна для заполнения свай малого диаметра. Воздушных карманов образуется еще больше, чем у жидкого бетона. Очень трудозатратный процесс, в результате которого инструменты требуют регулярной очистки и в скором времени попросту выйдут из строя.
Сухая смесь. Плотность значительно выше, по сравнению с жидким бетоном и полусухой смесью, поэтому внутри трубы остается очень мало воздуха (кислорода). Цемент «вытягивает» из воздуха влагу, не позволяя конденсату образовываться на внутренних стенках. В герметичной свае смесь остается сухой в течение многих лет. Для засыпки внутрь трубы не требуются дополнительные инструменты. Основную функцию — вытеснить воздух (кислород) из трубы — и предотвратить образование конденсата на стенках, сухая смесь полностью выполняет.
Обоснование необходимости бетонирования ствола винтовой сваи
В статье рассматриваются необходимость бетонирования ствола винтовой сваи, совместная работа стали и бетона, и альтернативные способы заполнения трубы.
Содержание статьи:
1. Процедура заполнения полости ствола винтовой сваи
Производится она следующим образом: в завинченную сваю после спиливания участка с монтажным отверстием заливается, как правило, бетонный или цементно-песчаный раствор. Желательно при этом использовать воронку: раствор не будет проливаться, и Вы получите возможность лучше контролировать расход материала.
После заливки при помощи металлического стержня (это может быть кусок арматуры) рекомендуется уплотнить раствор. Конечно, устранить все оставшиеся воздушные полости таким образом вряд ли удастся, но все же процедура позволит существенно сократить их количество. После этого можно монтировать оголовок и продолжать работы.
2. Бетонированные сваи в большей степени подвержены коррозии – миф или реальность?
Казалось бы, технология простая и необходимая, но ее целесообразность, тем не менее, была поставлена под сомнение. Некоторые компании не используют бетонирование ствола сваи, так как, с их точки зрения, оно уменьшает срок службы фундамента. Это мнение подкрепляется тем, что у металла и бетона коэффициенты теплового расширения отличаются. Из-за этого несоответствия якобы образуются микрозазоры, в которых скапливается влага, и при наличии доступа кислорода коррозия протекает в ускоренном темпе.
Эти доводы не имеют под собой реальных оснований и легко опровергаются. Коэффициенты линейного теплового расширения стали и бетона мало различаются между собой, и существующая незначительная разница не может стать причиной конфликта материалов. Конструкции из стали и бетона и при отрицательных температурах, и в условиях нестационарного теплового режима ведут себя аналогично однородным. Именно это делает возможным применение таких материалов как железобетон и трубобетон.
Даже если в бетонном растворе останутся полости, отсутствие возможности проникания воздуха сведет к минимуму вероятность образования в них конденсата на внутренней стенке ствола. При заливке литого раствора происходит вытеснение воздуха из ствола и образование полостей становится маловероятным. Основным преимуществом данной технологии является то, что бетон является щелочной средой (pH более 7 единиц) и препятствует процессам коррозии металла. К примеру, в железобетоне арматура сохраняется за счет наличия защитного слоя бетона толщиной в несколько сантиметров, который обеспечивает наличие щелочной среды вокруг стальных стержней. Коррозия арматуры в железобетоне возможна только при наличии сильно агрессивных сред или изменения уровня pH в сторону уменьшения за счет карбонизации. Это возможно только при открытом контакте с воздушной или водной средой. Поэтому вода, которая попадает в полости, трещины и зазоры затвердевшего бетона внутри трубы не изменяет уровень pH. Бетон не оказывает негативного воздействия на металл, а является защитной средой.
Более того, заполнение стальной трубы бетоном повышает жесткость элементов, увеличивает местную устойчивость стенок и глушит вибрации.
3. Альтернативное заполнение полости ствола винтовой сваи
Для работы с бетоном наиболее благоприятной является температура в промежутке от +15° до +25℃. Если использовать противоморозные добавки, этот диапазон расширяется до +5℃. Стоит напомнить о том, что при отрицательной же температуре воздуха бетонную либо песчано-цементную смесь необходимо постоянно подогревать, из-за чего возникают дополнительные расходы, поэтому для заполнения ствола винтовой сваи можно использовать и сухую песчано-цементную смесь.
Как и в случае с бетонным или песчано-цементным раствором, после срезки участков с технологическим отверстием она засыпается в сваю через воронку, а затем уплотняется.
Песчано-цементная смесь, как и бетонный раствор «выдавливает» воздух, а наличие цемента обеспечивает создание щелочной среды при попадании воды. Всё это предотвращает тем самым возникновение коррозионных процессов на внутренней поверхности трубы.
Целесообразность бетонирования винтовых свай
Прочное фундаментное основание при строительстве домов является гарантией их устойчивости, особенно на проблемных грунтах. Обустройство фундамента на винтовых сваях является одним из самых бюджетных вариантов, но такая конструкция требует дополнительного усиления при помощи бетонирования, что позволит ей выдерживать нагрузку до 3 т.
Необходимость заливки винтовых свай бетоном нередко ставится под сомнение, и всё же именно эта технологическая операция является лучшим методом повысить несущую способность конструкций и обеспечить их коррозионную стойкость. Кроме того, такая технология предохранит сваи от разрушения в зимний период, что возможно при попадании воды внутрь трубы и ее последующего замерзания, а также обеспечит сохранность фундаментов соседних зданий при проведении строительных работ в районах плотной застройки.
Обоснование необходимости бетонирования ствола винтовой сваи
Бетонирование винтовых свай благотворно влияет на механические свойства конструкции, способствуя увеличению жесткости, прочности, упругости. Тем не менее противники подобного усиления указывают на опасность, связанную с разностью коэффициентов теплового расширения металла и бетона. По их мнению, это может привести к образованию микротрещин, в которых будет скапливаться влага, что приведет к активизации коррозионных процессов.
Но такое возражение вряд ли найдёт много сторонников, поскольку опровергается практикой. Действительно, высокие прочностные характеристики таких строительных материалов как железобетон или трубобетон не подлежат сомнению, поэтому нет никаких оснований считать, что заполнение винтовых свай бетоном сможет негативно повлиять на их коррозионную стойкость.
К тому же, для развития коррозии кроме наличия влаги необходим постоянный доступ кислорода, а процедура бетонирования как раз и вытесняет воздух из ствола сваи. Следует также учесть, что бетон является щелочной средой, благоприятной для воздействия с черными металлами, а значит, не оказывает сколько-нибудь заметного химического или физического воздействия на металлические конструкции.
Процедура заполнения полости ствола винтовой сваи
Итак, мы убедились, что вопрос, нужно ли бетонировать винтовые сваи, должен решаться положительно. Как же выполнить эту операцию правильно с наилучшим результатом? На самом деле, такая технология не требует ни применения специального оборудования, ни особых приемов. Производится она следующим образом:
Чем лучше всего заливать винтовую сваю и зачем? Обычно для этого используется песочно-бетонная смесь, которая обладает склонностью к усадке, да и сама заливка производится несколько ниже уровня подрезки. При застывании бетона образуется небольшое углубление, поэтому для качественной заливки следует досыпать в сваю цемент или порошковый бетон.
При выборе марки бетона следует учесть характеристики возводимого здания. Так, бетон М-200 больше подходит для 1-2-этажных домов, а марка М-300 используется при возведении зданий высотой до 5 этажей.
Следует помнить, что заливать или засыпать винтовые сваи в холодное время года следует с добавлением антиморозных присадок, что предохранит ее от разрушения, возможного при расширении заледеневшего раствора. Если позволяют климатические условия, нижнюю часть можно заполнить и без использования присадок, что позволяет получить некоторую экономию этих материалов.
Для еще большего усиления конструкции можно использовать арматуру, нарезав ее по длине сваи и установив в полость трубы перед заливкой.
Другие методы заполнения свай
Кстати, вопрос, чем залить винтовые сваи, может стать неактуальным, если вместо обычных газоводопроводных труб с толщиной стенки до 4 мм использовать толстостенные трубы. Например, труба диаметром 108 мм с толщиной стенок 7 мм может выдержать большие нагрузки, чем бетонированная свая с более тонкими стенками. Правда, стоимость такой трубы несравнимо выше, поэтому процесс бетонирования остается популярным и надежным способом увеличения стойкости свай по отношению к механическим и физико-химическим нагрузкам, повышает долговечность фундамента и, в конечном итоге, надежность и устойчивость всей постройки.
3 причины сделать свайно-винтовой фундамент: их реально только три
Выбираете энергоэффективные решения?
Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE
Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)
Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)
Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)
О свайно-винтовом фундаменте ходит множество мифов и легенд. Одни считают, что винтовые сваи — дешевая и универсальная альтернатива железобетонному фундаменту для дома под ПМЖ. Другие полагают, что металлические сваи с лопастью на конце годятся только для неответственных и легких построек. Например, каркасных дачных домиков, беседок, террас, заборов, хозяйственных блоков. Так ли это на самом деле? Ответы в статье.
Содержание:
Проблемы свайно-винтового фундамента
«Низкая» цена на свайно-винтовой фундамент многим застройщикам отбивает здравый смысл. Слово «низкая», не просто так взято в кавычки. Почему винтовые сваи — это, на самом деле, — недешевое удовольствие, мы расскажем чуть ниже. Сейчас о другом — о негативном опыте использования свайно-винтового фундамента.
У меня каркасный дом высотой в 2 этажа. Размеры строения 8500х9000 мм. Под дом вкрутили 26 винтовых свай диаметром 108 мм. Сваи вкрутили машиной на глубину 1500-2000 мм. Стволы забетонировали, а оголовки просто надели на сваи без сварки. Участок с уклоном. Сваи подрезаны на высоту от 400 до 750 мм и обвязаны брусом 15х15 см. Так вот, когда кто-то ходит по второму этажу, ощущение, что дом, шатается. Как это исправить?
Пользователи портала дали Omissa советы:
Пользовательница последовала этим советам.
Мы обварили сваи уголком и приварили все оголовки. По ощущениям, дом стоит значительно устойчивее, хотя, в углах, чувствуются некоторые вибрации.
Итак, проблема почти решена. Идём дальше.
Мне построили каркасный дом на винтовых сваях. Размер «коробки» 7000х9000 мм. Диаметр свай 89 мм. Длина всего 2000 мм. Высота свай над землёй не более 700 мм. Получается, что свая закручена на глубину не более 1300 мм. В первый же год сваи стало выпирать. Не сильно, но неприятно. Потом, когда на следующий год грянули морозы, сваи поперло так, что перестали открываться двери в тамбуре. На втором этаже от стен отошел потолок. Помялась металлочерепица. Поднявшиеся углы дома видно невооружённым взглядом. Сваи больше всего выперло по углам и по периметру дома. Летом сваи осели. Думаю, срезать сваи и залить мелкозаглубленную ленту.
На фото ниже заметно, что у дома поднят угол.
У меня двухэтажный каркасник размером 9х11 м на свайно-винтовом фундаменте. Дом жилой. Фасад отделан штукатуркой. Грунты просадочные, пучинистые. Через год часть свай просела от 2 до 5 см. Самое интересное, что фундамент закрутила фирма с именем. Предварительно сделал инженерно-геологические изыскания и дал их свайщикам, но, видно, всё без толку. Фундамент уже ремонтировали по гарантии. Сваи нарастили. Закрутили дополнительные сваи диаметром 133 мм. Подвели двутавровые балки, но гарантий, что просадок дальше не будет, нет. Продолжать «игру» со свайно-винтовым фундаментом не хочу. Надо как-то укрепить фундамент железобетонной лентой мелкого заложения. Как это сделать? Дом поднимать нельзя, т.к. дорогой мокрый фасад треснет.
Обратите внимание на фото ниже. Вокруг сваи, из-за вырытого перед закручиванием сваи приямка, провалена почва. В этом месте постоянно собирается вода и, далее, как по направляющей, бежит по стволу сваи вниз, под землю, где замачивает грунт.
Свайщики, чуть отвернись, роют глубокий приямок. Почти везде, где я видел свайно-винтовой фундамент, земля вокруг свай провалена. Если сказать монтажникам, зачем так делают, то они отмахиваются. Мол: «Всегда так строим. До плотного грунта еще далеко (все сваи длиной 2.5 м и более), а от боковых нагрузок укосины помогают».
У Олег 52 низкая несущая способность грунта под сваями. Кроме лопастей, их толком ничего не держит, грунт неплотный, боковое трение слабое. Вообще считается, что только с 4 метров заглубления сваи удерживаются в грунте боковым сдавливанием и трением. Лучше залить МЗЛФ и сделать утеплённую отмостку.
Как сделать качественный свайно-винтовой фундамент
Вы можете сказать, что все вышеперечисленные проблемы со свайно-винтовым фундаментом возникли из-за грубых нарушений, допущенных в ходе строительства. Отчасти это верно. На портале есть множество тем, где у людей трещат ленты и проседают плитные фундаменты, в которые вбуханы кубометры бетона. Но, на устройство свайно-винтового фундамента, огромное влияние оказывает т.н. «человеческий фактор». Слишком много халтурщиков, в сезон, хочет заработать на сваях. На первый взгляд — работа нехитрая и простая, но, это только кажется.
Я занимаюсь ремонтом фундаментов и передвижкой домов. Часто слышу про сваи, что качаются, тонут или, их выпирает. Технология свайно-винтового фундамента тут ни при чём. Причины аварийных ситуаций — неграмотный расчет и неправильный монтаж винтовых свай, усугубленный особенностями грунта.
По мнению Игорь3 дом на сваях качается если:
Итак, основа надежного свайно-винтового фундамента — конструкторский расчёт и данные геологии на участке, а не определение длины и диаметра свай по телефону или по принципу «так сделали соседу». На первый взгляд кажется, что все вопросы решаются просто — заказывается инженерно-геологическое изыскание. Затем собираются нагрузки от будущего строения на грунт, делается расчёт и выбираются сваи. На этом этапе застройщиков ожидает «подводный камень», который может полностью обнулить идею сделать качественный свайно-винтовой фундамент.
Теперь найдите конструктора, кто сможет сделать грамотный расчет свайно-винтового фундамента, со сбором осевых нагрузок, и расчетом конструкции по СП 50-102-2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов». Есть такой?
Ещё один «миф», что свайный фундамент можно рассчитать путём пробного завинчивания сваи и, тем самым, исследовать грунт на участке.
На мой взгляд и любого конструктора — этот метод — лотерея из области экстрасенсорики и уфологии.
Причина в том, что на усилие при пробном закручивании сваи влияет время года. Например, данные ранней весной, когда грунт находится во влагонасыщенном состоянии, т. е. в период максимального ухудшения свойств основания, будут отличаться от данных полученных при пробном завинчивании сваи летом — в конце августе, когда воды мало или зимой.
При нормальном инженерно-геологическом исследовании выявляется практически все свойства залегающих пластов, в том числе и мощность, и возможность выявления просадочных линз. Выявляются пласты более стабильные и пригодные для восприятия нагрузок. Так же определяется и начальное просадочное давление, коэффициент фильтрации и другие свойства грунта, которые пробным закручиванием не определить.
Обязательными видами работ, независимо от уровня ответственности объектов строительства и типов свайных фундаментов, являются бурение скважин, лабораторные исследования и статическое или динамическое зондирование грунта.
Запомните! На свайно-винтовой фундамент можно поставить даже каменный дом, например, из газобетона. Вопрос лишь в том, если отбросить цену такого фундамента, выдержит ли грунт под лопастью эту нагрузку, при небольшой площади отпирания всех свай, по сравнению с ленточным или плитным фундаментом.
Т.е. площадь опирания всего лишь 1 погонного метра ленточного фундамента, с шириной подошвы 0.6 м, = 6-8 винтовых свай! Причём при конструировании свайно-винтового фундамента не принимаются в расчет силы трения сваи о грунт в той части длины ствола, примерно 1.5-2 м, которая находится в зоне промерзания.
Дешевый свайно-винтовой фундамент — это миф
Если зайти в интернет и забить в поисковике запрос «стоимость свайно-винтового фундамента под ключ», то, в зависимости от региона и жадности продавцов, выйдут следующие цифры:
Звучит заманчиво, не так ли? Кто из застройщиков не хотел бы сэкономить на фундаменте. Особенно, если прибавить стандартные плюсы «винтов», которые озвучивают свайщики:
А теперь спустимся с небес на землю. Что входит в эту стоимость? Скорее всего вам предложат стандартный размер свай, с количеством, рассчитанным на глазок и пролётами по 3 м. Т. е. «базовая» свая под легкий дом:
А теперь прибавьте к стоимости свайно-винтового фундамента «допы»:
Список можно продолжать, но, самое главное, что в итоге получит заказчик, реальный фундамент, или незаконченную конструкцию, которую затем придётся доводить до ума? Что мы имеем ввиду? Прибавляйте к стоимости:
Фундаменты следует сравнивать в комплексе, за полностью готовый «0» цикл. Т. е., каждый из фундаментов должен быть доведён до равной степени строительной готовности. Есть готовое основание первого этажа, на которое будут монтироваться стены. Торец цокольной части фундаментов подготовлен под облицовку камнем, плиткой или штукатуркой и т. д.
У меня дом на свайно-винтовом фундаменте. «Ножки» ничем не зашивал. Пол утеплён – задул 20 см эковаты, но всё равно холодно, ветер всё выдувает. Буду утепляться по периметру.
Реальная цена свайно-винтового фундамента
А теперь настоящие цены на свайно-винтовой фундамент.
Мы построили заказчику каркасный дом площадью 280 кв. м на свайно-винтовом фундаменте за 450 тыс. руб. Цена — без учёта обвязки деревом, но с учётом усиления металлом. Всего закрутили 60 свай, диаметром 108 мм, длиной от 3000 до 4500 мм. Заказчик сначала хотел построить дом из газобетона на ленточном фундаменте, но, за ленту ему насчитали 2 млн. руб.
Я сделал свайно-винтовой фундамент под дом. В итоге, его стоимость вышла, как у хорошего бетонного. Всего закрутил:
Олег 52, его историю мы описали в начале статьи, потратил на аварийный фундамент 350 тыс. руб.
Я прикинул. Мне ленточный фундамент обошелся бы во столько же, сколько и винтовые сваи.
Выводы
Цель данной статьи не отговорить вас от свайно-винтового фундамента или сказать, что это — плохой тип фундамента. Нет, но к выбору фундамента следует подходить разумно. Итак, есть три области, где рационально использовать свайно-винтовой фундамент. Это:
Во всех остальных случаях, подумайте 10 раз, а нужен ли вам свайно-винтовой фундамент? Или морально и материально готовьтесь, что вы получите фундамент, в который придётся вложить дополнительные средства.
Перед тем, как решиться на закручивание свай, изучите темы: 20 мифов про винтовые сваи и Просел дом на винтовом фундаменте. Как ремонтировать? Может залить ленту?