Как выбрать винтовые сваи: ГОСТ Р 59106-2020, типы, лопасти

Как выбрать винтовые сваи: с чего начать

Как выбрать винтовые сваи, проще понять, если разделить выбор на две части. Первая — инженерная: какой диаметр, длина и шаг нужны под ваш дом и грунт. Это задача расчёта, и её решают по весу постройки, пробному закручиванию или изысканиям. Вторая — выбор конкретного изделия: какой тип лопасти, какая стенка, из какой стали и как сварена свая. Вторую часть владельцу дома вполне по силам проверить самому, и именно на ней чаще всего экономят продавцы.

В этой статье — вторая часть. Таблицы диаметров и длин по типу постройки мы уже разобрали отдельно, ссылку на материал о размерах вы найдёте в разделе статей о сваях. Здесь — как отличить хорошую сваю от плохой при одинаковых размерах.

1. Тип сваи — по грунту: широколопастная, многовитковая, двухлопастная.
2. Наконечник — сварной или литой: по камням и мусору.
3. Толщина стенки — по назначению постройки и агрессивности грунта.
4. Сталь, сварка, покрытие — по ГОСТ Р 59106-2020 и паспорту.
5. Проверка на месте — масса, шов, соосность, документы.

Что требует ГОСТ Р 59106-2020

ГОСТ Р 59106-2020 «Сваи винтовые стальные. Общие технические условия» — первый национальный стандарт именно на винтовые сваи. До него каждый производитель работал по своим техническим условиям, и сваи с одинаковой надписью «108×3000» могли отличаться по стенке и лопасти в полтора раза.

Стандарт распространяется на стальные винтовые сваи для фундаментов зданий и сооружений и задаёт общие требования:

• Конструкция. Из чего состоит свая: ствол, лопасть или лопасти, наконечник, при необходимости оголовок.
• Материалы. Сталь ствола и лопасти с учётом климатического района, где свая будет работать.
• Сварка. Требования к сварным швам лопасти и наконечника: сплошность, отсутствие трещин, непроваров и пор.
• Допуски. Отклонения размеров, соосность наконечника и ствола, шаг лопасти.
• Защита от коррозии. Свая должна иметь защитное покрытие, выбранное с учётом агрессивности среды.
• Маркировка, приёмка, документы. Что пишут на свае и в документе о качестве партии.

Расчёт фундамента — сколько свай, какой длины и на какую нагрузку — в этот стандарт не входит. Его ведут по СП 24.13330.2021 «Свайные фундаменты», а глубину промерзания и характеристики грунтов берут по СП 22.13330. Поэтому формулировка «сваи по ГОСТ» гарантирует качество изделия, но не то, что они подходят именно вашему дому.

Типы и виды винтовых свай

Типы винтовых свай различают по нескольким признакам. Для частного дома важны три: форма лопасти, число лопастей и конструкция наконечника. Остальное — диаметр, длина, покрытие — общие параметры для любого типа.

Свая винтовая лопастная (широколопастная)

Свая винтовая лопастная с одной широкой лопастью — основной тип для частного строительства. Лопасть диаметром в 2,5–3 раза больше ствола, например 300 мм у сваи ф108, — это один виток из стального листа 5–8 мм, приваренный у наконечника.

Как она работает. Свая проходит мягкие верхние слои почти без сопротивления, а лопасть входит в плотный грунт и опирается на него всей площадью. Площадь лопасти 300 мм — около 700 см², в 7–8 раз больше сечения ствола. Ствол почти не участвует в работе на грунт, он передаёт нагрузку вниз. При выдёргивании, например под действием пучения, лопасть упирается в грунт над собой — свая работает как якорь.

На что смотреть

• Форма витка. Правильная лопасть — винтовая поверхность с постоянным шагом, а не плоский диск с разрезом и отогнутыми краями. Плоская «шайба» не затягивает сваю, а рыхлит грунт.
• Шаг витка. Обычно сопоставим с диаметром ствола. Слишком крутой виток при закручивании «срезает» грунт.
• Толщина листа. 5–8 мм. Лопасть из листа 3–4 мм в плотном суглинке гнётся.
• Шов. Сплошной, с двух сторон лопасти, без пропусков у кромок.

Свая винтовая многовитковая

Свая винтовая многовитковая — узколопастная: вдоль нижней части ствола навита стальная полоса в несколько витков. Каждый виток лишь немного шире ствола. Такая свая легче входит в плотный грунт, потому что каждый виток режет узкую полосу, и лучше держит горизонтальную нагрузку — витки распределены по длине.

Слабое место — несущая способность на сжатие в мягких грунтах. Площадь опоры узких витков меньше, чем у одной широкой лопасти, а плотный слой должен охватывать всю зону витков. Поэтому многовитковые сваи используют там, где грунт плотный по всей длине, и под конструкции с большой ветровой нагрузкой: опоры освещения и ЛЭП, флагштоки, рекламные щиты, мачты. В вечномёрзлых грунтах их ставят в пробуренные скважины.

Когда многовитковая свая — ошибка

Под каркасный дом на суглинке средней плотности или в насыпи многовитковые сваи выбирают обычно потому, что «больше витков — надёжнее». Это не так: в мягком грунте узкие витки проседают, и свая держит меньше широколопастной того же диаметра. Если продавец предлагает многовитковые сваи под дом, попросите расчёт несущей способности в вашем грунте.

Винтовые сваи двухлопастные

Винтовые сваи двухлопастные имеют две широкие лопасти: нижнюю у наконечника и верхнюю выше на определённое расстояние. Каждая лопасть опирается на свой объём грунта, поэтому свая держит больше, чем однолопастная того же диаметра, — но только если лопасти разнесены.

• Расстояние между лопастями. Если верхняя лопасть ближе 3–4 своих диаметров к нижней, обе работают в одной зоне грунта и прибавка несущей способности небольшая. При лопасти 300 мм их разносят ориентировочно на 0,9–1,2 м и больше.
• Когда нужны. Слабые и неоднородные грунты, где одной лопасти не хватает, опоры, работающие на выдёргивание, пучинистые грунты под лёгкие постройки.
• Минусы. Тяжелее закручивать: верхняя лопасть рыхлит грунт, через который уже прошла нижняя. Нужен вращатель, вручную такую сваю ставят редко. Дороже.

Для обычного частного дома на суглинке двухлопастные сваи редко нужны: правильнее подобрать диаметр и шаг однолопастных. Их стоит рассматривать, когда пробное закручивание показывает, что плотного слоя нет на доступной глубине.

Наконечник: сварной или литой

Наконечник задаёт направление сваи на старте и первым встречает препятствия. От него зависит, пойдёт ли свая вертикально и пройдёт ли через мелкие камни.

• Сварной. Конец трубы обжат в конус или срезан под углом и заварен, лопасть из листа приварена к стволу. Подходит для большинства суглинков, супесей и песков. Главный риск — несоосность: если конус смещён от оси ствола, сваю уводит в сторону на первом метре.
• Литой. Наконечник отлит вместе с лопастью из стали и приварен к стволу. Монолитная конструкция, лопасть не отрывается, легче проходит щебень, гравий и строительный мусор. Тяжелее на 2–5 кг и дороже.

Литой наконечник обычно ставят на сваи ф57–108, у больших диаметров чаще встречается сварная конструкция с усиленной лопастью. Выбор делают по пробному закручиванию: если тестовая свая встречает камни на глубине лопасти, берут литой.

Толщина стенки винтовых свай

Винтовые сваи толщина стенки которых не указана в объявлении, — первый повод задать вопрос. От стенки зависят три вещи: выдержит ли ствол крутящий момент при закручивании, насколько жёсткая свая на изгиб и сколько лет её будет съедать коррозия.

Тонкостенные сваи 2–2,5 мм под постоянные строения не подходят: в плотном суглинке ствол может скрутить при закручивании, а запаса металла на коррозию у них вдвое меньше, чем у стенки 4 мм. Разница в цене между стенкой 3,5 и 4 мм небольшая, а запас на коррозию — заметный. Подробно о том, сколько лет служит свая с той или иной стенкой в разных грунтах и какое покрытие выбрать, — в нашем разборе срока службы в статьях о сваях и фундаментах.

Сталь, сварка и покрытие

Сталь

Ствол делают из стальной трубы — электросварной прямошовной или бесшовной горячедеформированной. Для ответственных свай лучше бесшовная или электросварная с проверенным швом: продольный шов трубы — место, где при закручивании в плотный грунт бывают трещины. Марка стали — углеродистая или низколегированная. Для конструкций, работающих при морозе, предпочтительна низколегированная сталь вроде 09Г2С: она сохраняет ударную вязкость при низких температурах и меньше склонна к хрупкому разрушению. Марку стали указывают в документе о качестве.

Сварка

Сварные швы лопасти и наконечника — самое нагруженное место сваи. При закручивании через них передаётся весь крутящий момент, а потом — вся нагрузка дома. Шов должен быть сплошным, ровным, с двух сторон лопасти, без пор, трещин и непроваров. Прерывистый шов, «точки» вместо сплошной линии, наплывы и прожоги — признаки кустарного производства.

Покрытие

Варианты по возрастанию стойкости: грунт в один слой, грунт-эмаль в два слоя, полимерно-порошковое покрытие, горячее цинкование, цинк с полимером. Для дома на обычном суглинке достаточно качественной заводской краски или порошкового покрытия, для торфа и высоких вод — цинкование. Покрытие должно быть без пропусков, особенно в верхней части ствола, которая окажется на границе земли и воздуха.

Как проверить сваю при покупке

Хорошая свая и плохая выглядят похоже на фото. На складе или при приёмке на участке разницу видно за пять минут, если знать, куда смотреть.

1. Толщина стенки. Штангенциркулем на торце или по технологическому отверстию. Сравните с тем, что в счёте.
2. Масса. Взвесьте одну сваю. Свая ф108×3000 со стенкой 4 мм весит около 35 кг, со стенкой 3,5 мм — около 31 кг. Если сильно легче, труба тоньше заявленной.
3. Лопасть. Диаметр рулеткой, толщина листа, форма витка, сплошной шов с двух сторон.
4. Соосность. Положите сваю на ровную поверхность и проверните — наконечник не должен «бить».
5. Прямолинейность. Приложите к стволу длинное правило: прогиб видно сразу.
6. Покрытие. Без пропусков, подтёков ржавчины, отслоений.
7. Маркировка и документы. Документ о качестве партии со ссылкой на ГОСТ Р 59106-2020 или ТУ, марка стали, размеры.

Если сваи вы купили сами, перед монтажом мы осматриваем их по этим пунктам. Сваю с тонкой стенкой или слабым швом лопасти лучше заменить до закручивания: мощный вращатель её скрутит или оторвёт лопасть, а под домом её потом не заменить без подъёма. Как мы ведём установку винтовых свай для фундамента на купленных вами сваях и на своих, описано на странице услуги.

Что спросить у продавца до оплаты

Как подобрать винтовые сваи, если продавец сразу называет «цену за штуку»? Задать несколько вопросов письменно. Ответы на них покажут и качество изделия, и то, понимает ли продавец, под что вы берёте сваи.

• Какая толщина стенки ствола и толщина листа лопасти? Цифры должны быть в счёте или спецификации, а не «стандартные».
• Какой диаметр лопасти и форма витка: широкая лопасть, многовитковая, две лопасти?
• Труба какого типа — бесшовная или электросварная, — и какая марка стали?
• Наконечник сварной или литой? Как приварена лопасть: сплошным швом с двух сторон?
• Какое покрытие и какой толщины слой? Цинк горячий или «холодное цинкование» краской?
• По какому документу изготовлены сваи — ГОСТ Р 59106-2020 или ТУ, — и будет ли документ о качестве партии?
• Есть ли в комплекте оголовки, какого размера пластина и толщина?
• Какая масса одной сваи? По ней легко проверить толщину стенки при приёмке.

Если на половину вопросов ответа нет, это не обязательно плохие сваи, но покупать их под жилой дом без осмотра не стоит. Хороший производитель отвечает на всё сразу, потому что эти цифры у него есть в паспорте изделия.

Оголовок тоже выбирают

Оголовок — пластина или U-профиль, который приваривают к стволу после обрезки. Под брус берут U-образный по размеру бруса, под швеллер и ростверк — плоский 200×200 или 250×250 мм. Толщина пластины — не меньше 4–5 мм: тонкий оголовок гнётся под обвязкой, и нагрузка ложится на кромку ствола. Отверстия в пластине нужны для крепления бруса и для выхода воздуха при заливке ствола.

Ошибки, из-за которых выбирают не те сваи

• Выбор по цене за штуку. Дешёвая свая того же размера почти всегда тоньше по стенке и лопасти.
• Многовитковые сваи под дом на мягком грунте. Больше витков не значит больше несущей способности.
• Путаница диаметров. «Свая 300» может означать лопасть 300 мм, а не ствол.
• Одинаковые сваи на весь участок. Под тяжёлой стеной, печью и на склоне нужны другие диаметры и длины.
• Нет пробной сваи. Тип лопасти и наконечника выбирают по тому, как свая идёт в вашем грунте, а не по каталогу.
• Покрытие «как у всех». На торфе и при высоких водах обычная краска работает недолго.

Подобрать сваи под ваш дом и грунт мы можем бесплатно: пришлите план постройки, адрес участка и, если есть, отчёт изысканий. Назовём тип, диаметр, длину, стенку и покрытие, а после пробного закручивания зафиксируем цену монтажа винтовых свай в договоре.