Устройство свай в вечномерзлых грунтах
Строительство на вечной мерзлоте требует особого подхода. Если неправильно выбрать способ погружения свай, фундамент быстро потеряет прочность. Поэтому на подготовительном этапе проводят геологическое исследование: изучают глубину промерзания, состав и плотность грунта, уровень влаги. Затем инженеры рассчитывают нагрузку на будущий дом и подбирают оптимальный метод монтажа.
Что нужно знать о вечномерзлых почвах
Мерзлый грунт — это почва, которая не оттаивает в течение многих лет. Казалось бы, такая основа должна быть прочной, но на деле всё сложнее. Как только она начинает таять, земля оседает и теряет устойчивость.
Условно выделяют два слоя:
-
верхний деятельный — летом частично оттаивает, осенью снова промерзает. Именно он вызывает сезонное пучение и «шевелит» фундамент;
-
вечномерзлый — нижний, всегда промороженный слой, иногда с ледяными прослойками или неоднородной структурой.
Толщина деятельного слоя зависит от климата и типа грунта: в среднем от 1 до 4 м. В песчанике и скальных породах с порами он может быть особенно глубоким.
По структуре вечная мерзлота бывает:
-
каменистой (твёрдомёрзлой),
-
пластичной,
-
рыхлой.
Способы установки винтовых свай
Монтаж свай в мерзлом грунте выполняется по-разному:
-
С помощью техники — применяется, если промерзание не превышает 70 см.
-
Через лидирующие скважины — подходит при глубине больше 70 см. В этом случае сначала бурят отверстие и прогревают его паровыми иглами или другим оборудованием.
-
Забивка свай — применяется там, где грунт пластичный или рыхлый.
Для твёрдомёрзлых пород используют первые два метода, а для мягких слоёв — третий. Чем меньше нарушается естественная структура почвы, тем быстрее свая «схватывается» и держит нагрузку.
Этапы монтажа
Процесс установки винтовых свай включает несколько шагов:
-
исследование участка и анализ грунта,
-
подбор оптимальной технологии и диаметра опор,
-
бурение или оттаивание скважин,
-
устройство подушки из песка и щебня с послойным уплотнением,
-
установка свай и заполнение пространства вокруг них раствором.
Для засыпки используют бетон, цементно-песчаную или цементно-глинистую смесь. Иногда обходятся щебнем или крупным песком.
Метод смерзания: в чём его суть
В районах, где среднегодовая температура на глубине остаётся ниже –1,5 °C, чаще всего применяют метод смерзания. Его смысл прост: после установки винтовая свая схватывается с мерзлой породой и образует прочную монолитную опору.
Вариант 1. Бурение
На участке размечают точки и бурят скважины. Чтобы стенки не осыпались, технику ставят на щебневую подушку. Скважину заполняют раствором, затем погружают сваю и вытаскивают обсадную трубу.
Вариант 2. Оттаивание
Часто используют паровые иглы. Под давлением около 0,6 МПа пар поступает в грунт и превращает его в пластичную массу.
Время зависит от насыщенности влагой:
-
при малом содержании льда — около 3 часов,
-
при высокой влажности — до 8 часов.
Зону прогревают шире диаметра сваи в 2–3 раза, чтобы облегчить погружение. После установки труба естественным образом смерзается с грунтом и быстро набирает проектную прочность.
