«Винтик» – основа бани?
Сектор загородной недвижимости в настоящее время можно без преувеличения назвать полигоном для испытаний различных строительных технологий. При этом, как и в любой сфере человеческой деятельности, приверженцы традиционных материалов и проектных решений зачастую в штыки принимают все новое. С другой стороны, многие застройщики, руководствуясь сиюминутной прибылью, предлагают заказчику сомнительные или ничем не оправданные в конкретной ситуации «ноу-хау» решения. Много шума, в частности, связано с устройством фундаментов на винтовых сваях.
Винтовые сваи, соответственно названию, просто ввинчивают в грунт. Такая свая представляет собой трубу с лопастью специальной конфигурации на нижнем конце. Особенность конфигурации лопасти – плавное увеличение ширины, что обеспечивает резание грунта с наименьшим сопротивлением и дает возможность уменьшить крутящий момент. Угол и шаг винтовой лопасти позволяют завинчивать сваю без рыхления грунта с минимальным осевым погружением, при этом сохраняется естественная структура грунта, что обеспечивает максимальную несущую способность. Винтовые сваи, в отличие от традиционных свайных технологий, не требуют дополнительных расходов на использование строительной техники – они вкручиваются в землю либо вручную, либо механически. В сравнении с обычными железобетонными сваями винтовые опоры избавляют от таких факторов, как вибрация и грохот, неизбежные при забивании свай.
В зависимости от конструкции бани и материалов, из которых она возводится, сваи обвязываются монолитным железобетонным ростверком (для кирпичных бань) или брусом (для каркасных, панельных и бревенчатых бань).
Впрочем, делать обвязку не всегда обязательно, так же как и бетонировать сваи, поскольку допустимая нагрузка на сваю гораздо выше, чем масса деревянного или каркасного строения – при условии правильной расстановки винтовых свай по периметру фундамента.
При неоднородности грунтового основания даже результаты геологических изысканий не позволяют точно прогнозировать несущую способность разных слоев грунта. В некоторых случаях надежность и массивность фундамента (особенно ленточного) могут оказаться «медвежьей» услугой – начнутся неоднородная усадка и перекосы. А равномерная несущая способность свай гарантируется разной глубиной завинчивания. Если вы не знаете характеристики грунтов на участке, то в случае с бетонными фундаментами это всегда риск, а винтовые сваи позволяют оценить параметры грунта по несущей способности в процессе завинчивания. Понятно, что при сложном рельефе участка, скажем, с перепадом высот, лучше использовать сваи – устройство фундамента другого типа будет нерентабельным. Если же фундаментные работы начаты зимой, то винтовые сваи не только экономичнее, но подчас и безальтернативны.
– Стройте баню рядом с водой.
– Если участок имеет склон, сделайте канавку, чтобы вода не стекала к дому.
– Вход и место для отдыха должны смотреть на юг, чтобы зимой было легче раскидывать снег.
Что же касается вопроса о надежности винтовых свай, то он скорее психологический, чем технический. Так уж устроен человек – все новое вызывает сомнения. Однако новизна винтовых свай весьма относительна: на них стоят половина ЛЭП России – разве этот факт ни о чем не говорит?
Существуют некоторые ограничения в строительстве при использовании винтовых свай – нельзя сделать заглубленный подвал, да и на скальном грунте их не «ввинтить». Вот, пожалуй, и все.
Винтовая свая представляет собой стальную трубу, нижняя часть которой оснащена режущими лопастями определенной формы, благодаря которым она как шуруп вкручивается в грунт практически на любую глубину. Повышенная несущая способность винтовой сваи объясняется тем, что при завинчивании межвитковые промежутки грунта не разрыхляются, а, наоборот, уплотняются лопастью сваи.
Ствол сваи служит для передачи нагрузки от оголовка на лопасть и восприятия части бокового усилия. Лопасть служит для преобразования вращательного момента в поступательное усилие во время погружения сваи и для распределения усилия по большей площади грунта во время эксплуатации фундамента.
Лопасть непостоянной ширины начинается на скошенной части ствола сваи и плавно увеличивает ширину. В результате маленькая площадь соприкосновения винтовой сваи с грунтом в сочетании с режущими лопастями не позволяют фундаменту двигаться даже при глубоком промерзании грунта. Винтовые сваи обладают высокой несущей способностью как на сжимающие, так и на выдергивающие нагрузки и противостоят силам морозного пучения. Лопастей, кстати, может быть несколько (не менее двух). Это позволяет дополнительно увеличить несущую способность и боковую устойчивость винтовой опоры, что позволяет применять их на любых типах грунта без данных геологоразведки.
Винтовые сваи изготовляются разных размеров – в зависимости от того, какие конструкции будут на них стоять. Основные типы используемых диаметров – 89 и 108 мм. Под заказ возможно выполнение свай со стволами 57, 76, 114 и 133 мм. Понятно, что для более тяжелых сооружений используются винтовые сваи большего диаметра. Они не требуют применения строительной техники, их вполне по силам завинтить вручную четырем рабочим. Винтовая свая диаметром 108 мм выдерживает нагрузки 4–5 тонн. Стандартная длина сваи – 2, 5 м, при проектной необходимости изготавливаются сваи до 6 метров.
Ямы для свай должны быть расположены на расстоянии 2 – 3 м друг от друга. Под всеми углами, под печью и в других местах повышенной нагрузки должна быть своя свая.
Выбор размеров сваи и количества свай зависит также и от несущей способности грунта. Вообще, расчет свайного поля должен выполнять специалист. При этом учитывается площадь опоры, сопротивление грунта, вес бани и другие характеристики.
Расчет фундамента на винтовых сваях с учетом проектной документации и его последующий монтаж может быть выполнен в течение трех дней – в случае с деревянными и каркасными банями.
Срок службы сваи определяется коррозионной стойкостью металла, поэтому применяют защитные покрытия. Любое красочное покрытие прослужит не более 10 лет, оцинкованное – до 27 лет. Считается, что любое антикоррозийное покрытие будет повреждено при закручивании в грунт, который при вворачивании сваи работает как абразив, но это не так. Пластичные грунты не причиняют покрытию вреда, поэтому для глинистых грунтов оцинкованные сваи – лучший выбор. В крупно-песчаных грунтах с мелкими камнями повреждается в основном лопасть и нижняя часть ствола. Однако именно нижнюю часть сваи консервирует сам грунт, а опасения в плане коррозии вызывает только участок сваи, контактирующий с воздухом. Здесь и проявляется значение цинкового покрытия.
Винтовые сваи вкручиваются в землю либо вручную, либо механически. Для устройства фундамента стальная винтовая свая погружается в грунт методом завинчивания согласно разметке в соответствии с разработанным планом свайного поля фундамента. При залегании в верхних слоях просадочных грунтов (торфа) винтовая свая наращивается на необходимую длину и завинчивается до тех пор, пока не пройдет этот слой. Равномерная несущая способность гарантируется разной глубиной завинчивания в зависимости от несущей способности слоев грунта. Сваю подрезают в уровень, определяемый проектом (обычно 40 – 50 см над уровнем грунта), стволы свай бетонируются до уровня их подрезки. Поверх ствола устанавливается оголовок винтовой сваи, на который монтируется обвязка. В зависимости от конструкции бани и материалов, из которых она возводится, сваи обвязываются монолитным железобетонным ростверком (для кирпичных бань) или брусом (для каркасных, панельных и бревенчатых бань).
Баня должна разделяться на несколько зон:
– предбанник,
– мыльню,
– парильню.
Не помешает комната отдыха или веранда.
Опорные части свай, как правило, находятся на некоторой высоте над грунтом, и соответственно под домом находится пространство, которое зашивается скорее декоративно. Существуют, например, клинкерные панели, имитирующие камень или кирпич, которыми можно зашить периметр под баней. Наличие вентилируемого пространства под баней для деревянных бань скорее является преимуществом, чем недостатком. Хорошая вентиляция подполья препятствует гниению древесины.
Винтовые сваи позволяют произвести все работы по созданию фундамента очень быстро и полностью отказаться от земляных работ. При этом полностью исключены «мокрые» процессы, что немаловажно при любом строительстве. Современные строительные технологии и материалы позволяют в какой-то мере нивелировать минусы так называемого «зимнего» строительства, делая возможным производство работ и при минусовых температурах. Однако такие объективные факторы, как короткий световой день, сложность складирования материалов, некомфортные условия труда, требуют или дополнительных финансовых вложений, или заставляют корректировать сроки строительства. Монтаж винтовых свай в зимний период позволяет избежать этих сложностей и дополнительных трат.
Винтовые опоры сразу после завинчивания готовы к восприятию проектной нагрузки, не требуют дополнительного времени для обеспечения несущей способности, что существенно сокращает сроки строительства. Вообще, что касается уровня цен на винтовые сваи, то фундамент на винтовых сваях малого диаметра обходится заказчику в 1,5–2 раза дешевле, чем ленточный, не говоря уже, скажем, о монолитной плите. Это кардинальным образом меняет представление о стоимости фундаментных работ, которая при установке, к примеру, ленточного фундамента может колебаться от 30 до 50% от стоимости строительных работ.
Фундамент на винтовых сваях может быть возведен даже на неровном, не обработанном от пней участке, в непосредственной близости от больших деревьев. Более того, сваи позволяют возводить дома даже на склонах, а к возведенным на винтовых сваях домам легко пристраивать новые конструкции и сооружения.
Фундамент на винтовых опорах гораздо более ремонтопригоден, чем ленточный или плитный фундаменты. К тому же винтовые сваи особенно востребованы именно при ремонте поврежденных фундаментов.
Новая технология возведения фундамента на винтовых сваях – на самом деле усовершенствованная старая. В нашей стране винтовые сваи разрабатывались в 60-е годы для использования в качестве быстровозводимых опор мостов и опор высоковольтных линий электропередачи. Сегодня винтовые сваи оказались востребованными и в малоэтажном загородном строительстве. Пока, правда, в силу некоторой инертности «строительного» менталитета и устоявшихся стереотипов, использование традиционных фундаментов остается приоритетным. Но в ближайшей перспективе возможны изменения в плане этого «фундаментального» этапа загородного строительства.
