Баня

Статья расскажет об основных плюсах строительства бани на винтовых сваях, а также о том, какие моменты необходимо учесть при установке винтовых свай под баню.

Влияние грунтовых условий на фундамент бани на винтовых сваях

Вне зависимости от типа сооружения (будь то промышленное здание или обычная баня) проектирование и строительство фундамента должно осуществляться с учетом физико-механических и химических свойств грунтов.

Физико-механические свойства характеризуют физическое состояние грунтов и их способность деформироваться и не разрушаться под действием внешних нагрузок.

Так как нагрузку от надземной части сооружения воспринимают грунты в основании фундаментной конструкции (а не сам фундамент, как принято думать), именно их физико-механические свойства (несущая способность) будут иметь решающее значение при определении способности фундамента к восприятию проектных нагрузок.

Таким образом, говорить о несущей способности фундамента или его элементов (параметры которых также назначаются, в том числе на основании данных геологических исследований) бессмысленно, если нет понимания, в каких грунтовых условиях он будет эксплуатироваться (подробнее «Несущая способность винтовой сваи»).

Химические свойства грунтов обусловлены происходящими в них химическими изменениями и характеризуют их способность участвовать в химических взаимодействиях с различными веществами, определяя срок службы фундаментной конструкции.

К примеру, использование винтовых свай с толщиной стенки 3,5-4 мм в глине (в большинстве случаев сильноагрессивной по отношению к стали) позволит обеспечить эксплуатацию сооружения на протяжении максимум 20 лет. Использование защитного покрытия добавит еще 10-15 лет (максимальный срок службы покрытия), но только в том случае, если в процессе погружения оно не получит повреждений из-за абразивного воздействия грунтов, что просто невозможно гарантировать.

Геотехнические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов

Но какие исследования позволят получить достаточный объем данных о физико-механических и химических свойствах основания? Можно ли ограничиться информацией о том, что участок представлен, к примеру, глинами?

К сожалению, нет. Несущая способность глины может составлять от 1-2 до 7-8 килограммов на один квадратный сантиметр, а в зависимости от степени ее коррозионной агрессивности срок службы 1 мм стали может сократиться с 20 до 5 лет.

Объем данных, достаточный для разработки проекта фундамента можно получить в ходе геотехнических и геолого-литологических исследований и измерений коррозионной агрессивности. Эти процедуры были специально разработаны специалистами компании «ГлавФундамент» для нужд индивидуального жилищного строительства, поэтому их стоимость в разы ниже чем у инженерно-геологических изысканий.

В рамках геотехнических исследований проводится динамическое зондирование грунтов (методика разработана на основании ГОСТ 19912-2012 «Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием»), которое позволяет определить физико-механические характеристики основания, используемые непосредственно в расчетах оснований конкретных зданий/сооружений, спрогнозировать поведение грунтов под фундаментом при различных воздействиях и т.д.

Также в рамках геотехнических исследований для идентификации литологических типов грунтов (глина, песок, гравийные отложения и др.), выяснения характера их напластования (установления литологического разреза), уровня подземных вод, выявления грунтов со специфическими свойствами (просадочные, пучинистые, слабые) выполняется оценка геолого-литологического строения площадки строительства.

Измерения коррозионной агрессивности грунтов (КАГ) площадки строительства позволяют получить сведения, необходимые для назначения марки стали, толщины стенки ствола и лопасти(-ей), которые обеспечивают соответствие нормативного срока службы постройки требованиям ГОСТ 27751-2014 «Межгосударственный стандарт. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения» или требованиям заказчика.  Для уточнения правильности подбора рекомендуется после выполнения расчета срока службы проверить остаточную толщину стенки на соответствие проектным нагрузкам.

Подробнее обо всех перечисленных методиках рассказывается в статье «Экспресс-геология (геолого-литологические и геотехнические исследования площадки строительства) и измерение коррозионной агрессивности грунтов».

Контроль качества производимых работ в случае со свайным винтовым фундаментом может быть осуществлен с использованием методики производственного контроля несущей способности винтовых свай по величине крутящего момента (ВКМ). Прибор для измерения ВКМ, как и сама методика, разработан специалистами компании «ГлавФундамент» путем обобщения большого объема данных (Патент №151668).

Винтовые сваи под баню

Так как бани, как правило, имеют сравнительно небольшой вес, их возводят на мелкозаглубленных ленточных фундаментах, чтобы таким образом сократить расходы на строительство.

Такой подход совершенно не учитывает два момента.

Даже самый устойчивый грунт после промерзания и последующего оттаивания не возвращается в свое первоначальное (осеннее) состояние. Чем легче строение, тем меньше оно «давит» на фундамент. В результате «выпучивающие» силы (касательные силы морозного пучения) превосходят удерживающие (собственный вес, полезная нагрузка, силы сопротивления), и основание начинает смещаться или деформироваться.

Подобные явления могут быть незаметны на первый взгляд. Но в ста процентах случаев Вы сможете узнать о произошедших изменениях по окнам и дверям, которые весной неизбежно будут открываться/закрываться хуже, чем осенью. Более того, со временем эта проблема будет только расти, поэтому так важно располагать фундаменты легких построек за глубиной промерзания.

Еще одна проблема бань – сырое подполье. Поэтому большое значение для таких строений имеет правильное устройство вентиляции, которая необходима для предотвращения намокания древесины с последующим гниением.

Для бетонного фундамента систему вентиляции организовать сложнее. Это также часто становится одной из причин того, что конструкции из бетона долго остаются холодными, не давая прогреться подпольному пространству и полу, что приводит к образованию конденсата.

Решением может стать установка под баню винтовых свай.

Даже при условии расположения их за глубиной промерзания в плотных слоях грунта, цена на фундамент окажется ниже, чем в случае с бетонным основанием, выполненным в соответствии со всеми строительными нормами (подробнее «7 мифов о бетонном фундаменте»).

Конструкция свайного фундамента также обеспечивает хорошую вентиляцию подпольного пространства.

Компания «ГлавФундамент» не только занимается строительством фундаментов из винтовых свай под бани, но и выполняет работы по реконструкции оснований. Также нам поступают интересные заявки на разработку проектов и проведение испытаний винтовых свай для больших банных комплексов, расположенных на территориях баз отдыха.

Статические испытания грунтов винтовыми сваями на объекте «Банный комплекс», Московская область

Компания «ГлавФундамент» приняла участие в строительстве банного комплекса на берегу Истринского водохранилища (Истринский район Московской области), проведя полевые испытания грунтов винтовыми сваями на действие статической вдавливающей нагрузки.

На участке были выполнены геотехнические исследования, в ходе которых было установлено, что участок представлен водонасыщенными грунтами, характеризующимися низкой несущей способностью. Данный факт обусловил необходимость применения свайно-винтового фундамента.

Испытания грунтов статической выдергивающей нагрузкой проводились винтовыми сваями, погруженными методом завинчивания. Методика испытаний регламентировалась требованиями ГОСТ 5686-2012.

Цель испытаний – определить зависимости перемещения свай в грунте от нагрузок во времени. Определить величины осадки винтовых свай при достижении наибольшей нагрузки.

Ступени нагрузок сообщались системой гидравлических домкратом при помощи системы анкерных балок. Регистрация величины нагрузки осуществлялась с помощью манометра.

Наблюдения за перемещениями велись по прогибомерам до условной стабилизации, не превышающей 0,1 мм осадки за последний час наблюдений.

Несущая способность свай по результатам испытаний составила 7 тс.

Проект реконструкции фундамента бани, Кировская область

Реконструкция строительных объектов – это изменение характеристик сооружения (высота, этажность, габариты и т.п.) и отдельных его частей, то есть перестройка, надстройка, объекта, а также восстановление или замена несущих строительных конструкций.

Реконструкция малоэтажных загородных домов и бань более распространена, чем реконструкция объектов, имеющих высокий класс ответственности, так как:

• строительство часто ведется без точных данных о грунтах;
• в процессе строительства используются недорогие строительные материалы и т.п.

В проектный отдел компании поступила заявка на разработку проекта реконструкции фундамента бани, расположенной в Кировской области.

Характеристики объекта

Полутораэтажная постройка из оцилиндрованного бревна диаметром 240 мм имеет габариты 5х7 м и состоит из бани (4х5 м) и веранды (3х5 м). Пол – дощатый настил, установленный по деревянным балкам. Конструкция крыши – деревянная стропильная система.

Разработка проекта реконструкции

Хотя объект простой, для разработки проекта реконструкции требовалось определить нагрузки от здания и грунтовые условия участка.

В ходе геотехнических исследований было установлено, что существующий фундамент бани опирается на мягкопластичный суглинок, что и послужило причиной деформаций. Для обеспечения достаточной несущей способности следовало расположить фундаментную конструкцию на глубине не менее 3 000 мм в грунтах тугопластичной консистенции.

Специалисты проектного отдела предложили выполнить ремонт с использованием 15 винтовых свай для сезоннопромерзающих грунтов с двумя лопастями для грунтов тугопластичной консистенции диаметром 350 мм и с диаметром ствола 108 мм.

Расположение винтовых свай в три ряда: средний ряд – по центру бани (2 500 мм от стен), крайние ряды – с выносом в 620 мм от старого фундамента. Обвязка двутавром.

Выбор толщины металлопроката обусловлен КАГ площадки строительства (данные получены в ходе измерений). Для уточнения правильности подбора данного параметра после выполнения расчета срока службы свай выполняется проверка соответствия остаточной толщины стенки ствола проектным нагрузкам и требованиям ГОСТ 27751-2014 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения».

Подбор конфигурации лопасти, соответствующей грунтовым условиям площадки строительства, позволяет минимизировать нарушения структуры грунта в процессе установки, обеспечивая соответствие несущей способности требованиям проектной документации (подробнее «Ключевые принципы подбора параметров лопастей»).