Особенности применения винтовых свай для строительства фундаментов в слабых текучепластичных грунтах

25.07.2011

Компания «Строительный Альянс» успешно использует винтовые сваи при возведении объектов на переувлажнённых  пучинистых   слабых грунтах, причём такие инженерные решения на Дальнем Востоке имеют отличия от практики строительства на северо-западе и в центральной России. Это связано как с сезонными низкими температурами и большими глубинами промерзания грунтов в ДВ-регионе так и с их физико-механическими свойствами. Эти особенности можно рассмотреть на примере двух возведенных объектов с участием  компании «Строительный Альянс»  в этом  году.

Первый объект – два восьмиквартирных двухэтажных жилых дома в п. Магдагачи Амурской области по ФЦП «Жильё для ветеранов войны». Отведенный под строительство участок представлял из себя болотистую местность размером 200 на 200 метров между улицами К.Маркса и Ленина, расположенную вдоль ж.д.полотна в 500 метрах от вокзала. Этот участок в простонародье так и назывался – болото, а два последних построенных здесь в 60-е годы двухэтажных деревянных  дома сахалинского типа (в простонародье Титаники) из-за типичных ошибок в строительстве ленточных фундаментов просели и начали «тонуть», они  были расселены и разрушены. Этот участок местности был освоен местными жителями для различных нужд ещё с конца 19 в. т.е. первыми переселенцами с запуском Транссиба. Участок  имел множественные следы хоз.деятельности, хоз.построек, различного мусора крупные куски которого (в т.ч. фрагменты старых фундаментов) размещались в грунте гуляя на разных отметках и создавали форсмажорные ситуации при бурении-вкручивании. В дополнение ко всему по участку проходила магистральная канализация давно находящаяся в аварийном состоянии, просевшая в массиве грунта, потерявшая необходимые уклоны и  разгерметизированная, что приводило к постоянному поступлению канализационных стоков и по сути сам участок был естественными полями фильтрации фекальных вод. Проектная глубина промерзания составляла 4 метра, грунты в горизонте от 1 до 4-5 метров были текучепластичные пучинистые глины, а в горизонте  5-7 метров залегали твердопластичные глины.  Проектантом выступила кафедра «Основания и фундаменты железных дорог» ДВГУПС. Принятые инженерные  решения соответствовали СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты»,  СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» и другим нормативным документам. Согласно проекта на объекте были применены  винтовые сваи диаметров 108 мм длиной по 5-7 метров с глубинами вкручивания 4,5 и 6,5 м  и опиранием лопасти диаметром 300 мм на пласты твердопластичных глин. Проектная нагрузка на сжатие на сваи-стойки составляла от 6 (крайние ряды) до 12 тонн  (средние ряды). Расчётная несущая способность свай на сжатие составила 9-16 тонн, расчётное усилие на выдерг до 9 тонн, при фактической силе морозного пучения до 8 тонн.                          

Вкручивание свай выполнялось в марте-апреле с  лидерным бурением на глубину до 5,5 метров (ниже уровня мёрзлого грунта) из-за попадания крупным бетонных, мраморных и т.п. обломков техногенного происхождения и высокой вязкости грунта препятствующих вкручиванию свай. Бетонирование обвязка и монтаж надземной части производились  в мае. На данном объекте застройщик ранее в осенний период пробовал применить буронабивные сваи но безуспешно, т.к. расчёт на выдерг сваи  требовал большие глубины бурения буронабивных свай иначе сила морозного пучения была выше усилия на выдерг и нагрузки надземной части здания. Такой вариант фундамента был очень затратен и в местных условиях очень труден для  технологической реализации. Иные варианты решений – монолитная плита, ленточный фундамент тоже не давали гарантии на надёжную длительную эксплуатацию здания и вместе с тем требовали больших дополнительных затрат на завоз грунта для подсыпки и на др. мероприятия по усилению  основания.  Сроки строительства не превысили плановых, ввод зданий в эксплуатацию  был произведён в мае.

Второй характерный объект для применения винтовых свай в переувлажненных пучинистых грунтах – фонтанный комплекс  на прудах в парке Динамо в г. Хабаровск. Проектантом выступило ООО «Центр развития города «Эльбрус». Застройщиком ООО «Спецмонтажизоляция». Дно прудов представляет из себя текучепластичный суглинок ежегодно переувлажняемый заливаемой в пруд водой. Здесь нагрузка на фундамент от надземной конструкции фонтанов была незначительная и определяющим условием в расчётах было противодействие силам морозного пучения которые в самых худших геологических условиях составляли до 10 тонн на одну сваю. Проектные глубины заложения и диаметр лопасти обеспечили усилие на выдерг превышающее  с необходимым проектным запасом усилие морозного пучения. Были применены 5 метровые сваи диаметром 108 мм, с глубинами вкручивания 5 метров и диаметрами лопастей 300 и 400 мм. Так же были реализованы дополнительные мероприятия по защите фундамента от влияния сил  морозного пучения – это нанесение на сваи в  зоне их контакта  с грунтом кремнийорганического  покрытия снижающего трение, и применение в зоне контакта с грунтом на сваях защитного скользящего полимерного кожуха-демпфера изолирующего сваю  и воспринимающего на себя перемещения грунта до приведения грунта в плотность естественного залегания (т.к. здесь тоже выполнялось лидерное бурение). В дальнейшем, и за счёт уже проведенной гидроизоляции дна водоёма специальной плёнкой, будет существенно ограничено увлажнение грунта основания заполняющей пруд водой. Снижение влажности грунтов основания ещё более улучшит параметры работы свай на выдерг-пучение и многократно повысит надежность фундамента.  

И на первом и на втором объекте из-за геологии участков строительства альтернативы применению винтового свайного фундамента без существенного увеличения затрат на строительство  не было.  Данные проектные решения были успешно реализованы, объекты введены в эксплуатацию.

В завершение хочется отметить что грамотное применение  различных технологий возведения  фундаментов в соответствии со СНиПами и др. нормативно-техническими документами имеет решающее значение для надежной эксплуатации сооружения  в течении всего его срока службы. Специалисты компании «Строительный  Альянс» довольно часто сталкиваются с нарушением элементарных норм проектирования и строительства свайных фундаментов, в основном это связано с объектами индивидуального самостроя и применением подрядчиками несертифицированных материалов и технологий без данных геологии, без инженерных расчётов, что называется «на глаз», где весь надзор за качеством является  функцией самого заказчика-частника зачастую некомпетентного, чем и пользуются нанимаемые строительные бригады.  Обращайтесь к специалистам с опытом применения винтовой технологии на сложных ответственных объектах. Не экономьте на качестве и надежности фундамента иначе  уже Вашим детям и внукам придётся  через 20-40 лет а то и в первые же зимы выявлять серьёзные дефекты строительства и вкладывать значительные  средства в реставрацию и капитальный ремонт Ваших  домов.