Винтовые сваи. Технические характеристики сваи винтовые

Характеристики винтовых свай

Характеристик винтовых свай довольно много. Во-первых, подбор свай осуществляется по типу почвы. В зависимости от этого винтовые сваи могут быть как литые с заостренными концами, так и сварные со срезанным наконечником (такие сваи отлично подходят для песчаных почв). Существуют также и геошурупы — — они не имеют лопастей вовсе, зато имеют резьбу. Ими хорошо выполнять пробное бурение для определения глубины залегания твердого пласта почвы.

Технические характеристики винтовых свай

Винтовые сваи отливаются из стали, и, в первую очередь, её марка определяет качество фундамента на винтовых сваях. Сталь марки 3 более распространена — сваи из такой стали стоят дешевле, однако этот металл имеет не самую лучшую сопротивляемость коррозии. Потому рекомендована сталь 20-й марки.

Иные характеристики:

— толщина стенки ствола. Тот параметр, на котором е стоит экономить, если хочется получить высокое качество фундамента на винтовых сваях. Предпочтительнее толщина 4 мм минимум, хотя для забора или беседки подойдет и 3мм, поскольку разница в цене может составить около 10-12%;

— толщина и диаметр лопасти. За диаметром лопасти гнаться не нужно: не всегда, чем он больше, тем лучше. Например, для твердых почв лопасть 400 мм наоборот будет усложнять вкручивание, еще и есть риск её деформации. Толщина лопасти — это её сопротивляемость коррозии и гарантия того, что она не погнется при погружении.
— диаметр ствола. Этот параметр рассчитывается исходя из будущего проекта сооружения. Не стоит думать, что 20 тонких винтовых свай смогут заменить 10 свай большего диаметра — это будет как минимум экономически нецелесообразно. Свая «108» рассчитана на 8 тонн — а остальные параметры лучше посмотреть в интернете или уточнить у наших консультантов.

И несколько слов об антикоррозионном покрытии. Какие бы спецсредства не изобретали производители, их состав может много что рассказать человеку со знанием химии. Например, в СНиПах четко указан параметр кислотности почвы, при котором допустимо напыление на основании алюминия. Оцинкованные винтовые сваи — также неплохой способ защиты от коррозии.

ООО «Гермес-ЗСК» — это качественные услуги на ремонт фундамента в г. Мытищи, Москве и области. Мы ценим каждого клиента, максимально уделяя внимание любым предложениям и пожеланиям. Спектр наших строительных услуг практически не ограничен, а свайно-винтовые конструкции, производимые нами, уже по праву заслужили положительные отзывы как у индивидуальных клиентов, так и корпоративных.

Мы умеем вкладывать душу в нашу работу!

svaigermes.ru

Винтовые сваи: размеры, конструкция, технология завинчивания

Винтовые сваи используются в строительстве уже почти 200 лет и за это время доказали свою надежность, прочность и долговечность. Они идеально подходят для сооружения фундамента на участках со сложным грунтом. Казалось бы, технология завинчивания допускает применение винтовых свай в любых случаях, но на самом деле это утверждение спорное.

Схема устройства винтовой сваи.

Не стоит забывать, что материал, из которого они изготавливаются (металл), подвержен коррозии, поэтому не желательно допускать использования такого вида фундамента в почвах с повышенным уровнем кислотности (pH менее 5,5), высоким содержанием органических компонентов, удельной электропроводностью менее 1000 Ом. Технология завинчивания подразумевает, что необходимо применять специальный монтажный ключ. Перед началом работ обязательно следует сделать чертеж или план будущего фундамента с указанием точного места расположения всех опор.

Иногда винтовые сваи используются не как самостоятельный вид фундамента, а для укрепления ленточного фундамента. В таких случаях они устанавливаются по углам строения. Технология установки такая же: для завинчивания используется ключ.

Винтовая свая состоит из 2-х частей: стального столба и лопасти. Ко всем частям предъявляются определенные требования: к материалам, конструкции, размерам. Впоследствии на стальной столб, вернее на его надземную часть, крепится оголовок, который будет соединен с основанием дома.

Конструкция (чертеж)

Размеры винтовых свай

Винтовые сваи для строительства фундаментов.

Винтовые сваи могут отличаться по диаметру, длине, способу изготовления. Лопасти также бывают разного диаметра и толщины. В зависимости от этих технических характеристик может меняться расчет и чертеж свайного фундамента. Диаметр трубы варьируется в диапазоне от 57 до 159 мм. В зависимости от типа грунта и массы строения в строительстве применяются конструкции диаметром от 200 мм до 1600 мм, а также длиной 1650-9000 мм. Толщина металла, из которого сделана свая и лопасти, не должна быть меньше 4 мм. Сваи разного диаметра и длины имеют различный вес, который необходимо учитывать при проектировании объекта строительства.

Таблица размеры.

Чаще всего для фундамента жилого дома рекомендуют использовать винтовые сваи со следующими параметрами: ф 108х2500 мм; а для строительства бани, веранды, навеса — с параметрами: ф 76х1500 мм или ф 89х2000 мм. Для строительства заборов используют трубы диаметром 54-108 мм и толщиной стенок 2-8 мм. Универсальный вариант для большинства строений — диаметром 108 мм.

При выборе длинны учтите тот факт, что обрезать излишне длинную сваю проще, чем нарастить слишком короткую.

Количество таких конструкций зависит от размера строения и его веса, однако шаг фиксации должен составлять не менее 2 м и не более 3 м.

Несущая способность винтовой сваи зависит от ее длины и диаметра лопасти. В соответствии с СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты», если длина — 2,5 м, диаметр ствола — 108 мм, толщина стенки ствола — 4 мм, диаметр лопасти — 300 мм и толщина лопасти — 5 мм, то рабочая нагрузка на винтовую сваю будет не менее 5 т. Ее конструкция позволяет выдерживать вертикальную нагрузку от 1 до 30 т.

Вернуться к оглавлению

Технология установки

Схема монтажа винтовой сваи.

Технология завинчивания предусматривает, что в отверстие верхней части трубы необходимо вставить монтажный ключ, после чего основание закрепить в месте разметки. Ключ нужно вращать по часовой стрелке, в процессе производства работ постоянно следить за тем, чтобы стойка входила в землю строго под углом 90°. Сделать это можно при помощи лазерного нивелира. На определенном этапе вращать ключ будут несколько человек. По мере углубления ключ, а именно его крестовину, необходимо приподнимать вверх. Сваи завинчиваются на глубину не менее 1,5 м.

При строительстве одного объекта могут применяться сваи разных размеров, например, при строительстве на склонах. Глубина завинчивания, даже на одном и том же участке, может быть разной и зависит от типа грунта и однородности его структуры. Технология предусматривает, что после установки сваи следует подрезать таким образом, чтобы над землей оставалось 50 см. Ни в коем случае нельзя вывинчивать опоры для равнения наземной части, это может привести к их проседанию впоследствии. Стойки устанавливаются в ровный грунт без специально подготовленных углублений.

После завинчивания полость трубы цементируют, при этом цемент должен быть марки не менее М300 (лучше М500) .Это обеспечит фундаменту дополнительную прочность. Далее приваривают оголовок, и можно приступать к монтажу обвязки, стальной или деревянной, как предусматривает чертеж.

moifundament.ru

Технические харак-тики свай

Основные технические характеристики винтовых свай для фундамента

Винтовые сваи - это стальные трубы с приваренными лопастями определённой конфигурации. Винтовые сваи были разработаны еще в прошлом веке для применения в слабых и замёрзших грунтах, когда необходимо было изготовить надежные опоры для мостов. В настоящее время они широко применяются для быстровозводимого строительства. Несущая способность винтовых свай определяется типом грунта.

Cкачать прайс лист на винтовые сваи

Основные технические параметры винтовых свай

Диаметр трубы винтовых свай может быть от 57 до 325 миллиметров. В первую очередь диаметр ствола свай определяют в соответствии с типом постройки и расчетной нагрузкой при проектировании свайного фундамента.
Исходя из этих параметров, рассчитывается нужное количество винтовых свай и оптимальное расстояние между ними.
Также учитывается глубина промерзание грунта и тип почвы.
Сваи могут быть длиной от 1650 до 9000 миллиметров.
При расчете длины винтовой сваи учитывается тип грунта, глубина промерзания почвы и необходимая глубина завинчивания.
Как правило, глубина завинчивания винтовых свай не может быть менее полутора метров.
Причем в условиях средней полосы глубина завинчивания составляет 3 метра.

Витки в лопасти располагаются перпендикулярно стволу сваи.
Это позволяет проходить лопастям свободно через грунт и не разрыхлять почву, сохраняя несущую способность.
Наиболее оптимальный шаг витка лопасти рассчитывается исходя из толщины самой сваи, а также ее диаметра и других технических характеристик, глубины промерзания грунта и типа почвы.

Преимущества использования свайного фундамента

В первую очередь стоит отметить, что свайный фундамент имеет более низкую стоимость, если проводить сравнение с заливным. При установке винтовых свай отсутствует дорогостоящие работы с применением сложной техники. Соответственно, закладка свайного фундамента считается экономически выгоднее, а короткие сроки возведения позволяют снизить стоимость работ еще на 10 процентов. Весь монтаж проводится в течение одной рабочей смены, что позволяет начать строительство значительно раньше.

При строительстве на сложных ландшафтах и грунтах использование винтовых свай считается идеальным решением. Срок службы качественных винтовых свай составляет более ста лет. За счет высокой прочности винтовых свай, которые усилены бетонным заполнением и обработаны специальным защитным составом, металл надежно защищен от негативных факторов, что значительно продлевает срок службы фундамента. К тому же, при использовании винтовых свай строительство можно начинать в любое время года и при любых погодных условиях.

Перейти к:

1. Проекты домов до 100м2

2. Проекты домов до 200м2

3. Проекты домов до 300м2

4. Проекты дачных домов

5. Проекты угловых домов Kastelli

6. Портфолио

7. Собственное производство

8. Строительство быстровозводимых каркасных домов

9. Дома из пеноблоков

10. Контакты

+7(495)665-15-42

Позвоните нам или отправьте заявку на email Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.Мы произведем Вам и смонтируем дом из Sip панелей в кротчайшие сроки, по минимальной цене.

proectstroy-p.ru

Винтовые сваи

Введение

При возведении фундаментов самая сложная проблема – слабые грунты. К этой категории относятся слабые глинистые грунты, рыхлые пески, лессовые, грунты с органическими примесями, вечная мерзлота. Одно из решений этой проблемы – фундамент из винтовых свай.

По классификации из ГОСТа сваи делятся на висячие и стойки. Принцип действия первых – создание опоры за счет сил трения между сваей и грунтом. Принцип вторых – передача нагрузки на сильные грунты. Винтовые сваи могут работать в обоих вариантах.

Винтовая свая – это, по сути, большой саморез. Ввинчиваясь, она не разрыхляет, а уплотняет грунт. Если свая входит в сильный грунт, она становится сваей-стойкой. Увеличенная площадь наконечника в этом случае увеличивает и площадь опоры. Для висячей сваи главный критерий – площадь ее поверхности. Увеличение поверхности за счет «винта» влечет увеличение способности нести нагрузку.

Рис. 1. Дом с фундаментом на винтовых сваях.

Типы грунтов для применения винтовых свай

Главная характеристика проблемных грунтов – их неустойчивость. Причин может быть несколько:

насыщенность водой;
недостаточное сцепление частиц грунта друг с другом;
изменение физических характеристик при воздействии природных факторов;
вечная мерзлота.

Проявления неустойчивости грунтов:

пучинистость – увеличение объема грунта при его промерзании;
увеличенная пластичность;
возникновение в грунте полостей;
оттаивание грунта в условиях вечной мерзлоты.

Рис. 2. Арктическая станция на винтовых сваях. Фото с сайта ecopan50.ru.

Более серьезно и основательно ознакомиться с типами грунтов можно в ГОСТ 25100-2011.

Строительство фундамента на винтовых сваях возможно для всех видов дисперсных грунтов, но не для всех видов применение такого фундамента является целесообразным.

Типы винтовых свай

В настоящее время есть два различных по конструкции вида свай: труба (ствол) с приваренными лопастями и полый стальной стержень, в котором верхняя цилиндрическая часть переходит в конус.

1. Труба (ствол) с приваренными лопастями

Рис. 3. Винтовая свая — труба (ствол) с приваренными лопастями. Фото с сайта rusvai.ru.

Возможные модификации данной конструкции:

увеличение числа винтовых лопастей;
увеличение диаметра лопасти;
разный «шаг» винта;
разная технология изготовления наконечника: литье или сварка;
специальная форма наконечника.

Рис. 4. Винтовая свая с тремя лопастями.

Рис. 5. Виды винтовых свай. Фото с сайта moifundament.ru.

2. Полый стальной стержень

Второй тип — это полый стальной стержень, в котором верхняя цилиндрическая часть переходит в конус. По всей поверхности конуса проходит резьба из стальной полосы.

Рис. 6. Винтовая свая-саморез. Фото с сайта domina27.narod.ru.

Модификации в данном случае ограничиваются отсутствием или наличием оголовков и их формой.

Рис. 7. Оголовки винтовых свай. Фото с сайта mehzavod.info.

Влияние на качество и соответственно цену оказывает антикоррозионное покрытие сваи. Наиболее распространенные методы зашиты – цинкование и покраска.

Материалы для изготовления винтовых свай

Основной материал для изготовления винтовых свай – конструкционная нелегированная или низколегированная сталь.

Марки стали СНиПами не оговариваются и изготовители руководствуются техническими условиями собственной разработки, в которых всегда есть пункт об их изменении по согласованию с заказчиком. Наиболее часто используются стали марок Ст3, Ст20, Ст35, 09Г2С.

В Интернете встречаются предложения по изготовлению винтовых свай из нержавеющей стали и их стоимость раз в 6 выше обычных. Практичность такого предложения сомнительна, т.к. невысокая цена – одно из достоинств фундамента на винтовых сваях, а при шестикратном удорожании найдутся альтернативные и более практичные решения.

Основа винтовой сваи – труба. Её диаметры у всех производителей одинаковы и определяются линейкой сортамента трубопрокатных заводов, которая привязана к ГОСТам.

Дальше дело обстоит сложнее. Технические условия изготовителей винтовых свай очень разные. Толщина стенки варьируется от 3,5 мм до 12мм. У некоторых труба бесшовная, у других сварная. Есть с прямым и со спиральным швом.

Проще обстоит дело с антикоррозийным покрытием, которое наносится согласно ГОСТу 21.513-83.

Критерии надежности винтовых свай

На первом месте стоит проектирование. Данный процесс предполагает изучение геологии участка, выбор типа свай и расчет фундамента (количество свай и шаг между ними).

Защитная обработка металла роль играет, но совсем не первоочередную. Главным показателем надежности всегда будет толщина металла.

На втором месте – качество сварных швов. Естественно, чем их меньше – тем лучше. Именно поэтому цельнотянутые трубы предпочтительнее. На рынке есть предложения свай из труб НКТ (насосно-компрессорные трубы) – это хороший для заказчика вариант. По этой же причине предпочтительнее сваи с наконечником литым, а не сварным.

Процесс коррозии металла в грунтах изучен очень хорошо. Для разных грунтов показатели разные, поэтому говорить о неких универсальных сроках годности винтовых свай некорректно.

Тип грунта Скорость проникновения коррозии в незащищенный металл (мм/год)

Глина	0,032
Песок	0,029
Торф	0,032
Граница грунт-атмосфера (усредненное значение)	0,081

Коррозия металла невозможна без доступа кислорода. Чем глубже находится участок сваи, тем меньше он подвергается окислению. Наиболее уязвимое место – верхний слой грунта.

Большинство материалов для защиты свай методом покраски новы, поэтому статистики их многолетнего использования не существует. С цинковым покрытием все обстоит по-другому: технология существует более 100 лет и хорошо проработана, поэтому она более предпочтительна.

Достоинства фундамента на винтовых сваях

Главное достоинство – сама возможность сотворить фундамент, уложившись в разумную сумму. Есть разновидности грунтов и есть рельефы участков, где стоимость других вариантов будет отличаться в разы (а иногда и на порядок) в большую строну.

Основные плюсы:

Скорость монтажа;
Всепогодность, а зимой может выйти и дешевле;
Отсутствие земляных работ;
При необходимости работу можно выполнить не привлекая тяжелую технику;
Близкое соседство других зданий существенной роли не играет. Расстояние в несколько десятков сантиметров будет достаточным;
Всегда сохраняется возможность увеличения фундамента для сооружения пристройки;
Монтаж винтовых свай не потребует вырубки деревьев на участке.

Для монтажа винтового фундамента не требуется подъездных путей. Если завинчивать сваи вручную – это правда. А вот для остального строительства и главное для проживания — дорога понадобится.

Недостатки фундамента на винтовых сваях

Российский сектор рынка винтовых свай имеет свою специфику. Его главная беда – обилие производителей.

Есть производители без ГОСТов, ОТК и технологических карт.

В кустарных условиях не делается горячее цинкование, не делаются сваи второго типа «цилиндр переходящий в винтовой конус», не делаются литые наконечники.

Также необходимо учитывать следующие особенности технологии:

Отсутствие подвала
Необходимость утепления коммуникаций
Иногда (валун на пути) – невозможность вкрутить сваю в намеченном месте.
Существуют грунты (например – глубокие торфяники), где использовать фундамент на винтовых сваях не получится. Впрочем, скорее всего не получится и любой другой фундамент.

Область применения винтовых свай – слабые грунты. В любых других случаях может найтись более приемлемая альтернатива. Утверждение, что недостаток винтовых свай – невозможность их использования в скальных грунтах – неправда, т.к. для скальных грунтов применение винтовых свай возможно, но экономически нецелесообразно.

Расчет количества винтовых свай и мест установки

Существует точная методика расчета количества винтовых свай и мест их установки, которая описывается в СНиП 2.02.03-85 (Свайные фундаменты, раздел «Винтовые сваи») и СП 24.13330.2011.

На практике же всё обстоит значительно проще.

Компании, занимающиеся малоэтажным строительством, как правило, работают в одном регионе и строение местных грунтов знают. Есть у них и определенные практические наработки. Такие фирмы проектируют фундамент «на глазок» и на всякий случай добавляют двойной запас прочности. Этого вполне достаточно для строительства малоэтажных домов на винтовых сваях.

Также любой серьезный производитель винтовых свай может сделать расчет необходимого для вашего фундамента количества свай. Особо будет оговорено, что оценка приблизительная и никаких обязательств изготовитель не несет.

Пример расчета от производителя винтовых свай KRINNER (Германия), источник:

Расчет фундамента – это не обязанность заказчика. Это работа подрядчика. И желательно, чтобы с этапа проектирования до сдачи объекта подрядчик был один на все виды работ.

Разбиение строительства дома на этапы и распределение работ меж разными подрядчиками может стать самой большой ошибкой застройщика.

Технология завинчивания

Ручное завинчивание

Самый простейший вариант – завинтить сваи вручную. Набор инструментов: два уровня, скотч, лом и два длинных куска трубы.

Рис. 8. Ручной процесс завинчивания винтовых свай. Фото с сайта kommtex.ru.

Рис. 8. Ручной процесс завинчивания винтовых свай. Фото с сайта pro-fundament.com.

Трудности:

для того, чтобы выдержать строго вертикаль нужны сила и опыт;
длинные сваи завернуть проблематично.

Достоинства:

на данном этапе можно обойтись без подъездных путей;
не требуется строительная техника.

Спецтехника для завинчивания

Принцип всех устройств для монтажа винтовых свай одинаков. Кабестан и гидравлика. В России слово «кабестан» не прижилось и часто заменяется словом «лебедка».

Самый распространенный вариант – съемный механизм для традиционной строительной техники. Обычный экскаватор подойдет.

Выпускается и узкоспециализированная техника, единственное предназначение которой – завинчивание свай. К экскаватору с кабестаном добавляется компьютер, программное обеспечение, гироскоп, лазерный дальномер и система GPS. И для топографической съемки рельефа – беспилотный самолетик. Если сравнивать с автомобилестроением – это уровень Ferrari.

KRINNER KR E 20 ground screw driver Z 1

Рис. 9. KRINNER KR E 20 ground screw driver Z 1.

Электрическая машина KR20
Для завинчивания фундаментов длиной до 2000 мм
Выполнена на базе гайковерта промышленного назначения от PLARAD (Германия)
Вес — 17,5 кг
Потребляемая мощность 1400 Ватт
Крутящий момент 4700 Nm

KRINNER KR B 40 ground screw driver

Рис. 10. KRINNER KR B 40 ground screw driver.

Данный механизм предназначен для установки винтовых фундаментов KRINNER в землю (для тяжелых и супертяжелых типов грунта — класса V, VI и VII). Механизм для установки следует использовать на базе экскаватора с собственной массой от 1,5 до 3,0 тонн согласно требований собственного веса нагрузок опрокидывания — диаграммы экскаватора.

Тип: KRB 40 — В1
Вес: 230 кг
Максимальный крутящий момент: 5000 Нм
Крутящий момент: давления 20 bar
Максимальная крутящая скорость: 30 об в минуту
Высота до болтов крепления : 100 см
Гидравлический блок зажима: Да
Монтажные части для экскаваторов: Lehnhoff MS / HS 03 быстрая сменная связь
Уровень шума: менее 70 дБ (А)
Температурный диапазон: от -15 ° C до +60 ° C
Опорное устройство: Экскаватор с опорным значением: от 1,5 т до 3,0 т
Напряжение питания защиты «сброса нагрузки» : 12V — 24V

Требования к гидравлике:

Гидравлический контур: 1 + рабочие линии от утечек
Рабочее давление: от 180 до 250 бар
Пропускная способность (скорость потока): от 12 до 40 л в минуту
Гидравлика резьбовых соединений: 2 х 15L + 8L

KRINNER KR D 55 ground screw driver

Рис. 11. KRINNER KR D 55 ground screw driver.

Мощный KR D 55 подходит для средних и крупных проектов. Завинчивает винтовые фундаменты до 2,5 метров в длину без особых усилий. Устройство предназначено для использования только одним человеком. Максимальный крутящий момент 5000 Нм. KR D 55 в сочетании с прилагаемыми каретками изменяет длину до 3,00 м. Ширина машины составляет 1,20 м. Связанная каретка может быть наклонена в четырех направлениях и имеет угол наклона 20 °. Высота в рабочем положении составляет — 3,70 м. В походном положении (лежа) — 1,70 м.

Предварительное бурение

Лидерная скважина – это предварительное бурение грунта для облегчения ввинчивания сваи. Для грунтов вечной мерзлоты этот процесс обязательный. Диаметр скважины при этом совпадает с диаметром трубы.

Для плотных грунтов (песчаники, глинистые и суглинистые почвы) бурение – процесс не обязательный. Это просто оптимальный вариант. Диаметр бура для свай 89, 108 мм – 60 мм. Выполняется на глубину меньшую заглубления сваи на 30-60 см.

Для мягких и сыпучих грунтов (торфяники, чернозем) предварительное бурение не нужно и вредно.

Заливка свай бетоном

Нигде в СНиПах о таком процессе не говорится и немецкая технология компании KRINNER этого не предусматривает.

Также на сайте украинского производителя sentris.com.ua сказано:

Не нужно заливать бетон внутрь столба сваи, для внутренней антикоррозионной стойкости сваи, данная свая оцинкована как снаружи, так и внутри.

Сваи для вечной мерзлоты применяются всегда без бетона.

Создается такое впечатление, что говоря о бетонировании, производители пересказывают технологию буронабивных свай.

Заливка бетона в трубу 57 мм или 76 мм проблематична. Если это и делается, то жидкостью похожей на раствор или цементное молоко.

Производители говорят о возможности поставки винтовых свай длиной 11 метров. Заполнить такую трубу бетоном большая проблема. Глубинный вибратор с 11 метровым шлангом – это индивидуальный заказ и будет неоправданно по стоимости работ.

Также есть утверждения, что бетон препятствует коррозии, что весьма сомнительно. Изоляция внутренней полости сваи от доступа воды или воздуха не проблематична. Приваренный в заводских условиях оголовок сваи снимает проблему полностью. Наиболее простое объяснение – попытка производителей свай за счет бетона увеличить несущую нагрузку и уменьшить деформацию сваи в случае коррозии металла.

Есть технологии цементации грунта, в которых винтовая свая используется как шприц. Это является хорошим решением для макропористых грунтов.

Ростверк

Сваи — это еще только часть фундамента. Другая часть — ростверк, конструкция распределяющая нагрузку и служащая опорой сооружению.

Рис. 12. Ростверк на винтовых сваях.

Возможные варианты исполнения:

железобетон — плита или балка;
деревянный брус;
профилированная сталь – швеллер или двутавр.

Железобетон — материал не для легких домов. Поэтому далее будут рассматриваться дерево и металл.

Самый экономичный и распространенный вариант — деревянный брус. Применения металла может потребовать сложный рельеф участка.

Бывают случаи, когда при строительстве причала длина сваи от оголовка до грунта значительна (например, если возле воды сильный уклон). В этом случае строители увеличивают жесткость конструкции «треугольниками». В таких случаях ростверк из металла предпочтительнее. Сварные соединения жестче и технологичнее.

Функция ростверка — равномерное распределение нагрузок на все сваи. Самый простой путь для достижения этой цели — выровнять концы свай в одной горизонтальной плоскости. Выкруивание свай для выравнивания категорически запрещено.

Обрезка свай — процесс, характерный для ручного монтажа. У компаний, использующих для завинчивания свай спецтехнику, для выравнивания свай используются лазерный уровень и нивелир, поэтому обрезка свай не требуется.

Если в качестве ростверка применяется металл – он просто приваривается к сваям. Для ростверка из бруса потребуются оголовки. Оголовок, по сути, — это пластина увеличивающая площадь контакта металла с деревом в которой есть технологические отверстия для крепления.

Оголовки могут быть съемными или приваренными к свае. Для деревянного ростверка важен одинаковый уровень именно плоскостей оголовков, на которые ляжет брус. В упоминавшейся ранее немецкой технологии аналог оголовка не надевается на трубу сваи, а вставляется в неё.

Рекламные хитрости производителей винтовых свай

Сроки службы винтовых свай указывается производителями довольно условно, что вполне понятно. Этот параметр очень зависит от среды эксплуатации. Производитель указывает самый выгодный.

Ссылки на столетний опыт эксплуатации винтовых свай воспринимать всерьез не стоит. Сто лет назад была абсолютно другая технология производства – чугун и кованое железо. Сто лет они и простояли. О трубах в винтовых сваях тогда речи не было.

Рис. 13. Старая монолитная винтовая свая с примерным возрастом в 100 лет.

Эта фотография кочует по интернету, как образец современной халтурной работы. На самом деле, на фото раритет. Лет сто свая простояла. Видно, что труб в конструкции – нет. Это монолит.

Есть у рекламщиков и другой ход — вольность в расчетах сроков коррозии. Примерный рекламный текст (взят из реального источника):

время сплошной коррозии ствола сваи с толщиной стенки 4 мм для «грунта ненарушенной структуры»: 4 мм / 0.012 мм/год = 333, 3 года! Учитывая, что винтовая свая дополнительно обрабатывается антикоррозийным составом, срок ее службы увеличивается минимум на 50%. Итого срок службы фундамента на винтовых сваях составляет 333,3+50%= 500 лет.

Это расчет неверный, т.к.:

Для расчета выбран самый малокоррозионный грунт.
Нет сведений о глубине залегания металла. Самый проблематичный вариант – поверхность грунта.
Есть логическая ошибка. Свая, утратившая половину металла, считается годной, даже утратившая 99 процентов рассматривается как несущая конструкция.

Опробованный срок эксплуатации российских винтовых свай в современном исполнении – лет 20. Опыт производителей не больше.

Внедрение любого изобретения не основывается на практике. Её заменяют расчеты и накопленный опыт. Именно с этих позиций говорится о столетнем сроке эксплуатации винтовых свай.

Отделка цоколя

Необходимость этого этапа вызвана только эстетическими соображениями. Нормативной документации о такой работе нет. Есть пожелания заказчика и есть здравый смысл. В районах вечной мерзлоты сохранение воздушного зазора между зданием и грунтом – одно из решений проблемы устойчивости. Грунт не должен оттаивать.

Традиционно в российском малоэтажном строительстве оголовки свай возвышаются над поверхностью грунта сантиметров на 60. Отчасти это связано с высотой снежного покрова.

Цокольное пространство при строительстве на винтовых сваях утеплять не стоит. Достаточно утеплить вводные трубы воды и канализации. Готовое решение — «скорлупа» с подогревающим проводом. Важно понимать, что полностью перекрывать зазор над грунтом нельзя. Это компенсатор зимнего пучения.

Встречаются интересные строительные решения, когда зазор перекрывается практически полностью. Одно из них – эластичный материал, согнутый в форме буквы «L». Вертикальная часть крепится к обвязке, горизонтальная свободно лежит на земле под домом. Вполне подойдет нетолстая списанная транспортерная лента.

Для устройства обшивки очень удобно использовать цокольный сайдинг. Недостаток этого материала – высокая цена.

Рис. 14. Схема обшивки фундамента дома цокольным сайдингом. Фото с сайта moifundament.ru.

Дома из SIP-панелей и винтовые сваи

На винтовых сваях можно построить любое малоэтажное здание. Для европейской части России это, скорее всего, и самое экономное решение. При строительстве домов из SIP-панелей на таком фундаменте есть определенные преимущества:

Малый вес здания влечет за собой минимум требований к несущей способности фундамента. В данном случае – уменьшение числа винтовых свай.
Пространство под домом на винтовых сваях холодное, но есть идеальное решение — это перекрытие на уровне пола из SIP-панели. В этом и есть универсальность технологии. Стены, пол, перекрытия и кровля делаются из одинаковых деталей.
Даже конкурирующие технологии (дома из бруса и каркасные) считают, что SIP- панель – идеальное решение для устройства пола.

sipoved.ru

Винтовые сваи, виды и типы.

ТИПЫ И ВИДЫ ВИНТОВЫХ СВАЙ
Тип наконечника винтовой сваи	Диаметр ствола винтовой сваи, мм	Толщина ствола винтовой сваи, мм	Длина винтовой сваи, мм	Сталь и тип трубы	Количество лопастей винтовой сваи	Диаметр лопасти, мм	Толщина лопасти, мм	Количество и диаметр монтажных отверстий	Тип покрытия	Дополнительная защита
Сварной наконечник Литой наконечник Наконечник для вечномерзлых грунтов Литой наконечник для вечномерзлых грунтов Наконечник типа «шуруп»	57 76 89 108 133 159 219 325	От 3 мм до 20 мм	От 1,5 до 10-12м	Новая - Сталь 3сп5 Б/у труба- сталь неизвестна – нами не используется Восстановленная труба- сталь неизвестна –нами не используется	1 2 3	От 200 мм до 850мм	От 4 мм до 20 мм	Любое количество и диаметр	Дешевое, бытовое покрытие черного цвета –нами не используется	Термоусадочная трубка на переход грунт-воздух Термоусадочная трубка на ствол винтовой сваи от наконечника до монтажных отверстий
									Двухкомпонентная грунт-эмаль
									Холодное цинкование –нами не используется
									Холодное цинкование+ двухкомпонентная грунт-эмаль
									Горячее цинкование
									Горячее цинкование + двухкомпонентная грунт-эмаль

Более детально

Тип наконечника винтовой сваи:

Сварной наконечник – наиболее распространенный тип наконечника. Является оптимальным по соотношению «цена-качество» при условии изготовления на специализированном предприятии. Обратите внимание! Приобретение винтовых свай у «сомнительных товарищей» чревато проблемами при монтаже – не заход сваи в грунт, отклонение сваи от вертикального положения (свая «бьет») при монтаже, отрыв лопасти при монтаже, снижение несущей способности винтовой сваи при некачественном проваре лопасти, неправильной геометрии лопасти, снижение срока эксплуатации.

Литой наконечник – более дорогой вариант наконечника по сравнению со сварным. Изготавливается методом литья. Отличается увеличенной толщиной лопасти (на несущую способность не влияет). Подделок на рынке винтовых свай не замечено. Хороший выбор, но более дорог по сравнению со сварным при прочих равных характеристиках (срок службы свай одинаков – через 100 лет сгниет не наконечник, находящийся в плотном слое, без доступа кислорода, а ствол на границе грунт/воздух).

Наконечник для вечномерзлых грунтов (литой/сварной) – используется в почвах с «вечной мерзлотой», отличие литого от сварного см.выше.

Наконечник типа «шуруп» - используется, как правило, для столбов заборов из сетки-рабицы, 3d панелей. Изготавливается методом литья. По несущей способности и ветровой нагрузке немного превосходит забитые на такую же глубину столбы аналогичного диаметра. Встречается литье российское и китайское.

Диаметр ствола винтовой сваи, Толщина ствола винтовой сваи, Диаметр лопасти, Толщина лопасти – эти параметры необходимо рассматривать совместно т.к. их совокупность дает такие понятия, как «несущая способность» и, частично, расчетный срок эксплуатации. На рынке винтовых свай в 90% используются следующие типоразмеры:

Диаметр ствола винтовой сваи, мм	Толщина ствола винтовой сваи	Диаметр лопасти, мм	Толщина лопасти, мм	Несущая нагрузка, кг	Расчетный срок эксплуатации	Применение
57	3 мм	200 мм	4 мм	До 1000 кг	80 лет - при покрытии качественной двухкомпонентной грунт-эмалью с соблюдением требований изготовителя краски	Легкие конструкции- теплицы, невысокие столбики для фонарей, настилы, дачный туалет и т.д
76	3,5 мм	250 мм	4 мм	До 2000 кг		Конструкции потяжелее – оранжереи, теплицы, столбы для заборов из сетки Рабица, 3D панелей.
89	3,5 мм	250 мм	4 мм	До 4000 кг		Заборы из евро-штакетника, калитки, бытовки, строительные вагончики, легкие пирсы, беседки, террасы, опоры для столбов из кирпича и декоративного камня.
108	4 мм	300 мм	5 мм	До 7000 кг		90% выпускаемых свай – именно 108мм. Подходит практически под все 1-1,5 этажные строения из дерева, бруса, СИП-панелей (дома, бани), бытовки, пирсы, гаражи, причалы, пешеходные мосты
133	4,5 мм	350 мм	5 мм	До 10000 кг		Ангары, дома из газобетона, дома из бревна и бруса от 200мм, пристани, мосты, эстакады, промышленные навесы, усиление склонов
159*	от 5 мм	от 500 мм	от 5мм	До 15000 кг		Данные сваи практически не используются в частном домостроении. Подходят под: мосты, пирсы, дорожные экраны, промышленные ангары, навесы, теплицы, как опоры для вышек сотовой связи, опоры трубопроводов. *-Изготовление под заказ и любой конфигурации (в соответствии с проектом).
219*	от 6 мм	от 500 мм	от 6 мм	До 20000 кг
325*	от 6 мм	от 800 мм	от 10 мм	До 40000 кг

Обратите внимание! Изменение хотя-бы одного из параметров ведет к непредсказуемым изменениям выходных параметров: «несущая способность» и «срок эксплуатации». Наиболее часто встречается подмена толщины ствола сваи 108мм (как самой распространенной) – вместо расчетных 4мм сваи изготавливается из трубы 3,5мм. Заказчику это может быть озвучено (мелким шрифтом), а может быть и нет… (на глаз отличить 3,5мм от 4 мм – практически невозможно. Заказчиков, которые проверяют толщину сваи штангенциркулем - единицы)

Использование «нестандартных» типоразмеров говорит о возможном использовании б/у или восстановленных труб (хотя «не факт» -не будем огульно поливать грязью конкурентов - время от времени и нам поступали предложения лежалой, бракованной, немерной трубы по очень «вкусным» ценам).

Сталь и тип трубы

Новая труба - Сталь 3сп5 – мы гарантируем, что все наши сваи изготовлены из новой трубы. «Лучший автомобиль – это новый автомобиль» Генри Форд. И этим все сказано.

Б/у труба- сталь неизвестна, Восстановленная труба – нами не используется.

Прежде чем приобрести сваи из бывшей в употреблении трубы ответьте на следующие вопросы:

Для перекачки какого продукта использовалась данная труба? (если пар или вода – слой ржавчины и известковый налет внутри полости сваи не позволит ограничить доступ кислорода заливкой бетона - срок эксплуатации сократится в разы, если газовый конденсат, нефть, продукты нефтедобычи и нефтеперегонки – то это «лотерея»: некоторые продукты «нефтянки» не только ускоряют коррозию, но и являются «не совсем полезными» для человека и окружающей среды)

Как производился демонтаж? (эксплуатация, а так же процесс монтажа, демонтажа, перевозки осуществляется спец.техникой - что неизбежно ведет к нарушениям геометрии – свая может быть «кривая», со вмятинами – хотя может Вам и повезет)

Сколько лет использовалась труба? Какова остаточная толщина ствола сваи в центре? Не попал ли стык трубопровода на вашу сваю?

ЕСЛИ ВАС ВСЕ УСТРАИВАЕТ – ТО ВАМ НЕ К НАМ.

Количество лопастей винтовой сваи:

Однолопастная винтовая свая – «стандарт» подходит практически для всех задач.

Двух и трех лопастные сваи – используются для объектов с повышенной ветровой нагрузкой: заборы, ангары, навесы, шумозащитные экраны.

Количество и диаметр монтажных отверстий:

Можете не «заморачиваться» - у всех все одинаково (два отверстия диаметром 50мм). Но бывают и спец. заказы – при механизированном монтаже - для определенной насадки ямобура (хотя у «нормального» ямобурщика насадка подходит под любые сваи) или для свай с диаметром более 159 мм при монтаже в сложных условиях.

Тип покрытия:

Дешевое, бытовое покрытие черного цвета – нами не используется. Для уменьшения себестоимости винтовой сваи недобросовестные производители могут использовать дешевое покрытие сваи – ЭТО НЕ НАШ МЕТОД. Мы даем гарантию на свою продукцию. Мы рассчитываем, что Вы порекомендуете нас своим друзьям и коллегам. Через год нас не надо будет искать – все наши телефоны «будут на связи».

Двухкомпонентная грунт-эмаль. Для обеспечения барьерной защиты сваи от коррозии мы используем высококачественную двух компонентную грунт- эмаль на основе эпоксидных смол, разработанную специально для окраски винтовых свай. Покрытие имеет высокую адгезию к металлическим поверхностям, высокоустойчива к механическим повреждениям. Данное покрытие – было разработано совместными усилиями «грандов» рынка винтовых свай – Заводом «СвайБур», Заводом Винтовых свай «Останкино», ООО «Фундамент» и заводом лакокрасочных изделий «Ecopol» с компанией ЛКИЗ «Промтехколор». Данного покрытия нет в открытой продаже, если вы его приобрели в рознице – это подделка!

По своим характеристикам аналогична краске Hempel ( Обратите внимание! краска Hempel – очень хорошая краска(честно), но после скачка курса евро – она стала очень дорогой и на сегодняшний день для окраски винтовых свай не используется. Как проверить производителя винтовых свай? Оригинальная краска Хемпель идет только в оригинальных барабанах (см. сайт Hempel) – попросите посмотреть производство и попросите показать краску :). Я Вам этого не говорил.

Холодное цинкование – как отдельное покрытие нами не используется.

Для защиты винтовых свай методом «холодного цинкования» мы можем использовать цинконаполненнцю грунт-эмаль «СвайБур-Zinga». Данное покрытие - это тонкопленочное цинковое покрытие, эффективно защищающее черные металлы от коррозии, обладающее отличными защитными свойствами и высокой адгезией к металлическим поверхностям. «СвайБур-Zinga» обеспечивает одновременно активную (катодную) и пассивную (барьерную) защиту от коррозии. Жидкий цинк может использоваться как самостоятельное покрытие, так и как грунтовочный слой в комплексных системах защиты.

Применение материалов относится к методу «холодного цинкования». В ходе испытаний покрытие свай методом «холодного цинкования» показало (к сожалению) не достаточную устойчивость к механическим воздействиям и –как отдельное покрытие нами не используется.

Холодное цинкование + двухкомпонентная грунт-эмаль

Для дополнительной барьерной защиты винтовой сваи, окрашенной методом «холодного цинкования» готовое изделие окрашивается дополнительным слоем грунт-эмали «СвайБур-Полимер». Это позволяет увеличить срок эксплуатации и защищает цинковое покрытие от механических воздействий при закручивании.

Горячее цинкование

Оцинкованные ведра все видели? – это как раз и есть «горячее цинкование». Производится в соответствии с ГОСТ, толщина 80-120 микрон. В дополнительной рекламе не нуждается. Может использоваться как самостоятельное покрытие, так и в составе комплексного покрытия.

Дополнительным «+» горячего цинкования является покрытие цинковым слоем «полости ствола сваи».

Минус один – цена.

Горячее цинкование + двухкомпонентная грунт-эмаль

Ну, и самый лучший наш комплекс покрытий - Горячее цинкование+ двухкомпонентная грунт-эмаль «СвайБур-Полимер». Советский ГОСТ на горячее цинкование + новейшие разработки в области барьерной защиты. Добро пожаловать!

Дополнительная защита винтовых свай:

Термоусадочная трубка на переход грунт-воздух.

Всех беспокоит вопрос долговечности свайно-винтовых фундаментов. Нас этот вопрос так же волнует, и мы задались вопросом: где самое слабое место сваи? Где в первую очередь появится ржавчина?

Ответ: Как всем известно, процесс коррозии это ни что иное, как окисление железа (т.е. присоединение в молекуле железа Fe молекулы кислорода О). А скорость протекания коррозии зависит от агрессивности окружающей среды. Наиболее интенсивно металл ржавеет во влажных местах – где есть кислород и вода. Можем сделать небольшой эксперимент: поместим, скажем, металлические болты в разные среды: вода, вода+воздух (обернем болты влажной тряпкой) и воздух. Результат ожидаем: болты в мокрой тряпке через 2 дня!! покрылись ржавым налетом, на болтах в воде наметились следы коррозии, в воздухе – все хорошо (пока). И так, наиболее «горячее» место для ржавчины на винтовой свае – это переход воздух-земля т.к. в данном месте есть и вода и воздух. «А как же хваленое покрытие сваи?» спросите Вы, и тут в дело вступает такое понятие, как «морозное пучение грунта». То есть, каждую позднюю осень грунт, насыщенный влагой, замерзает и лед в почве расширяется, а каждую раннюю весну лед тает и, соответственно, грунт уменьшается в объеме - на винтовую два раз в год действует дополнительное механическое воздействие в верхних слоях грунта. И так каждый год.

Согласитесь, неприятная ситуация – неизвестно, насколько сильное воздействие будет на каждую из свай и чем это закончится. И для того, чтобы дополнительно защитить данное «опасное место» мы предлагаем установить Термоусадочную трубку на переход грунт-воздух. Технология термоусадочных трубок давно и успешно используется для герметизации соединений в энергетике.

В свайно-винтовых фундаментах термоусадочная (термоусаживаемая) трубка длиной 30 см одевается на установленную сваю в районе перехода земля-воздух и нагревается строительным феном или газовой горелкой. В процессе нагрева термоусадка уменьшается в диаметре и плотно облегает сваю. Таким образом мы дополнительно защищаем самое опасное в коррозионном плане место от воды, воздуха и механических воздействий.

Термоусадочная трубка на ствол винтовой сваи от наконечника до монтажных отверстий

Если Вы внимательно читали предыдущий абзац, Вы понимаете, что следующим коррозионно-опасным местом (после перехода грунт-воздух) является ствол сваи, погруженный в грунт. Для дополнительной защиты всего ствола сваи мы предлагаем использовать термоусадочную трубку от наконечника винтовой сваи до монтажных отверстий. Это не только красиво – это дополнительный 1 мм защиты металла композицией на основе полиолефина!!!

fundam.ru

Винтовые сваи - Gpedia, Your Encyclopedia

Винтовые сваи

Винтовые сваи — тип свай, заглубляемых в грунт методом завинчивания в сочетании с вдавливанием. Винтовые сваи состоят из ствола и лопасти (или лопастей). Изготавливаются из литых либо сварных стальных деталей.

История

Свайное фундаментостроение было известно с древних времен. При этом материал, из которого изготавливались сваи, совершенствовался со временем, а способ установки оставался прежним - их забивали в грунт. Переворот в этой области совершило изобретение устройства под названием «винтовая свая», запатентованного в 1833 году инженером-строителем Александром Митчеллом[en] (1780 – 1868). За это достижение он получил медаль Телфорда[en] и членство Института гражданских инженеров[en].

Винтовая свая в то время представляла собой металлическую трубу с якорным винтом на конце и вкручивалась в грунт усилиями людей и животных с помощью большого деревянного колеса, называемого якорным шпилем. Для установки винтовых свай от 20 футов (6 м) длиной с 5-дюймовым (127 мм) диаметром ствола нанимали до 30 мужчин.

Первоначально винтовые сваи использовались только для постройки судовых причалов, однако сфера их применения быстро расширилась - уже в 1838 году винтовые сваи стали основой для фундамента маяка Мэплин Сэндс[en] на нестабильном прибрежном грунте реки Темзы в Великобритании. Для укрепления морских пирсов технологию винтовых свай впервые применил архитектор и инженер Евгениус Берч[en] (1818 – 1884). С 1862 по 1872 годы были возведены 18 морских пирсов и более 100 маяков. В период 1900-1950 годов популярность винтовых свай на Западе несколько снизилась в связи с активным развитием механического сваебойного и бурового оборудования, зато в последующие годы технология свайно-винтовых фундаментов стала активно развиваться в сфере индивидуального, промышленного и крупного гражданского строительства.

В Россию технология пришла в начале 20го века. Тогда винтовые сваи получили широкое распространение в области военного строительства, где в полной мере оценили их достоинства - универсальность применения, возможность использования ручного труда, надежность и долговечность, в особенности на пучинистых, обводненных или многолетнемерзлых грунтах. Эти преимущества были доказаны благодаря трудам советского инженера Владислава Дмоховского (1877-1952), который провел комплексные исследования в области свайных оснований (теория конических свай).

Исторически сложилось так, что только в 50-60-х гг. XX века в СССР были разработаны теоретические основания применения винтовых свай, технология производства работ, спроектированы и изготовлены установки для их завинчивания. Значительный вклад в систематическое изучение и экспериментальную разработку применения винтовых свай в строительстве внесли Шпиро Г. С., Бибина Н. М., Крюков Е. П., Цюрупа И. И., Чистяков И. М., Орделли М. А., Иродов М. Д. и др. В работах данных авторов содержатся ценные сведения, необходимые для определения технических параметров и геометрических форм винтовых свай, решения конструкций и выбора материалов для их изготовления. В ходе исследований были получены обширные материалы по несущей способности и перемещению винтовых свай в различных грунтах, определено влияние размеров лопасти и глубины ее погружения на несущую способность свай. Опыт погружения большого числа разнообразных по своим размерам и материалам винтовых свай позволил разработать технологию их погружения в грунт, определить скорости вращения, величины крутящих моментов и осевых усилий, необходимых для погружения. В 1955г опубликованы «Технические указания по проектированию и устройству фундаментов опор мостов на винтовых сваях» (ТУВС-55). Несколько позже - «Руководство по проектированию и устройству мачт и башен линий связи из винтовых свай», которое было результатом внедрения, испытаний и опытной эксплуатации опор линий связи высотой до 245м в 1961-1964гг.

Интенсивное внедрение винтовых свай в строительство и энергетику началось в середине 60-х гг. ХХв. Этому способствовало расширение работ по реконструкции зданий и сооружений, выполнение крупных строительных работ в стесненных городских условиях или на промышленных территориях, что требовало разработки глубоких котлованов в непосредственной близости от существующих фундаментов. Другой причиной развития технологии свайно-винтовых опор явилось увеличение объема монтажных работ в строительстве. Монтаж тяжелых конструкций объектов химического, металлургического, энергетического назначения потребовал разработки новых видов фундаментов и расширения области их использования. Наибольшее применение винтовые опоры получили в отраслях связи и телекоммуникациях (закрепление опор ЛЭП).

Разработка винтовых свай в СССР велась независимо от исследований западных ученых, при этом приоритетными задачами стали высокая скорость и простота завинчивания в грунтах с высокой плотностью. Этим требованиям отвечала стальная винтовая свая с литым наконечником и одной лопастью на конусе, конструкцию которой разработал доктор технических наук, крупный инженер-строитель Виктор Николаевич Железков[1]. Несмотря на универсальность, эта модификация имеет невысокую несущую способность, для повышения которой необходимо увеличивать диаметр ствола и лопасти, что ведет к возрастанию стоимости строительства. Тем не менее такая свая используется достаточно широко.

Тем временем западные разработчики, напротив, сделали акцент на обеспечении необходимой несущей способности при минимальном увеличении материалоемкости. Это привело к отказу от крепления лопастей к конусу сваи, а для повышения несущей способности разработчики прибегли к наращиванию диаметра лопасти и количества лопастей на стволе. За счет внедрения новых технологий свайно-винтовые фундаменты стали широко применяться в сфере гражданского строительства. По данным ISSMGE в 2010 году винтовые сваи заняли уже 11% зарубежного рынка, постепенно вытесняя забивные.

В российском малоэтажном строительстве винтовые сваи стали использоваться лишь в начале 21го века благодаря усилиям русского ученого - Сергея Петухова[2], который доказал рациональность применения изделий малого диаметра в ИЖС. Тем не менее в современной России технология свайно-винтовых фундаментов до сих пор незаслуженно считается прерогативой промышленных сооружений, между тем существующие модификации винтовых свай позволяют признать винтовой фундамент наиболее эффективным методом строительства благодаря высокой несущей способности и оптимальной цене.

Применение

Четырёхсвайный стальной ростверк

Винтовые сваи находят применение в самых разных сферах строительства. Фундаменты этого типа используют для возведения:

С помощью винтовых свай осуществляют реконструкцию зданий и дорог, укрепляют и усиливают монолитные фундаменты на сложных грунтах. Фундаменты на винтовых сваях популярны в качестве оснований для временных сооружений (торговых павильонов, аттракционов и т.п.), заборов, террас, беседок и других объектов, в том числе требующих высокого уровня надежности и изготовления в сжатые сроки. Отсутствие шума и вибрации во время установки делают винтовые сваи незаменимыми при работе в условиях плотной городской застройки.

Винтовой фундамент может применяться на любых, даже самых сложных грунтах - пучинистых, многолетнемерзлых, слабых и обводненных. Его установка не требует масштабных земляных работ и не зависит от погодных условий.

Широкий спектр применения обусловлен особенностями установки сваи. Винтовая свая вкручивается в грунт подобно шурупу. Прорезав неустойчивые слои, ее лопасти достигают плотных малосжимаемых грунтов, благодаря чему и достигается высокая несущая способность.

Применение винтовых свай нежелательно без представления об основных особенностях грунта на участке застройки. Это позволяет правильно подобрать модификацию свай, их длину и количество. Так, при наличии вечномерзлых, крупнообломочных или техногенных грунтов применяются сваи с литым наконечником, в то время как в торфах и водонасыщенных грунтах лучше использовать двухлопастные сваи и так далее.

Установка винтовых свай производится при помощи гидравлических механизмов, в отдельных случаях - вручную.

Классификация винтовых свай

Типы винтовых свай

Типоразмеры (характеристики) винтовых свай - это совокупность технологических и конструкционных особенностей. Различные типы свай предназначены для работы в разных условиях, в зависимости от величины нагрузки на фундамент и особенностей грунта. Применение разных типов свай необходимо даже в пределах одного объекта - на один фундамент, как правило, воздействуют неоднородная нагрузка, отличающаяся под ответственными узлами сооружения, под несущими и ненесущими стенами, лагами пола и т.п. Это обеспечивает равномерное распределение запаса прочности и как следствие - увеличение долговечности.

Классификация по размеру лопасти

Диаметр лопасти винтовой сваи может превосходить диаметр ствола более чем в 1,5 раза (широколопастные сваи) и менее чем в 1,5 раза (узколопастные сваи).

Широколопастные сваи в свою очередь делятся на три группы в зависимости от конфигурации лопасти на сваи для:

• текучих, текуче-пластичных и мягко-пластичных грунтов;

• туго-пластичных и твердых водонасыщенных глинистых грунтов;

• полутвердых грунтов.

На выбор конфигурации лопасти влияют физические характеристики грунтов в пятне застройки (пористость, степень насыщения водой, консистенция, гранулометрический состав и т.д.).

Широколопастные винтовые сваи эффективны в дисперстных грунтах, грунтах с невысокой несущей способностью вследствие большей площади опирания.

Узколопастные сваи используются в особо плотных сезоннопромерзающих и вечномерзлых грунтах. За счет меньшей ширины лопасти риск её деформации при установке снижается, а надежная фиксация винтовых свай обеспечивается плотностью грунта.

Классификация по количеству лопастей

Сваи с одной лопастью (однолопастные) и сваи с двумя и более лопастями (многолопастные).

Однолопастные сваи возможно использовать только в грунтах с достаточно высокой несущей способностью, при этом стоит учитывать особенность данной модификации свай - уход в «срыв» при достижении критической нагрузки.

Многолопастные сваи могут быть использованы в самых разных, в том числе слабых грунтах. Они не только показывают высокую несущую способность, но и более устойчивы при различных видах нагрузок : вдавливающих, выдергивающих или горизонтальных, что достигается включением в работу ствола околосвайного массива грунта.

Увеличение числа лопастей позволяет сваям воспринимать большие нагрузки при меньшем диаметре трубы, жесткость ствола в этом случае обеспечивается за счет трубопроката достаточной толщины. Максимальная эффективность многолопастных винтовых свай достигается моделированием оптимального расстояния между лопастями, шага и угла их наклона, которые являются расчетными величинами.

Классификация по типу наконечников

Наконечники сваи могут быть литыми или сварными.

Литые наконечники винтовых свай меньше подвержены деформации - их использование уместно в крупнообломочных грунтах, грунтах с природными и техногенными включениями, особоплотных и многолетнемерзлых грунтах, а также в крупных гравелистых песках. Литой наконечник способен разрушить препятствие, не деформировавшись. В иных почвах целесообразнее применять сварные наконечники, прочность которых обеспечивается качеством изготовления, толщиной и маркой стали. Применение литого наконечника в стандартных условиях оправдано в случае использования сопоставимой толщины металлопроката .

Классификация по величине воспринимаемых нагрузок

Винтовые сваи также можно условно подразделить на предназначенные для малых или больших нагрузок. Стоит уточнить, что диаметр ствола как параметр для классификации свай по нагрузкам, вопреки общепринятому мнению, имеет решающее значение лишь для широколопастных свай больших длин и диаметров (более 6 м и свыше 159 мм) и узколопастных свай.

Винтовые сваи для малых нагрузок представляют собой однолопастные сваи с диаметром лопасти до 500 мм, толщиной лопасти до 6 мм и толщиной стенки ствола до 4,5 мм, равно как и многолопастные сваи с диаметром лопасти до 300 мм, толщиной лопасти до 5 мм и толщиной стенки ствола до 3,5 мм. Они применяются при возведении объектов индивидуального жилищного строительства и сопоставимых по нагрузкам промышленных объектов. В случае увеличения нагрузки или плотности грунтов их применение допустимо при условии использования металлопроката большей толщины.

Большие нагрузки (строительство крупных гражданских и промышленных объектов) выдерживают однолопастные сваи с диаметром лопасти более 500 мм, толщиной лопасти более 6 мм и толщиной стенки ствола более 4,5 мм, а также многолопастные сваи с диаметром лопастей более 300 мм, толщиной лопасти более 5 мм и толщиной стенки ствола более 3,5 мм. Разница в толщине металла обусловлена значительным изгибающим моментом, который требует большей конструктивной жесткости. Увеличение этого параметра рекомендуется при использовании винтовых свай в более плотных и агрессивных грунтах.

Классификация по толщине металлопроката

Толщина стенки ствола подразделяет сваи на тонкостенные (до 3,5 мм включительно), средней толщины (более 3,5 мм) и толстостенные сваи (6 мм и более). Оптимальный выбор зависит от величины нагрузки и степени агрессивности грунта, которые определяются на стадии проектирования с учётом данных, полученных в ходе проведения замеров коррозионной активности грунта.

Это справедливо и для толщины лопасти, которая подбирается для каждого объекта индивидуально. Сваи с лопастями толщиной до 5 мм включительно используются для возведения легких или временных сооружений. При строительстве долговременных зданий, крупных гражданских и промышленных объектов рекомендованы сваи с лопастями толщиной от 6 мм и выше.

Классификация по марке стали

Марка стали, используемой для изготовления винтовых свай также зависит от агрессивности среды. При слабой агрессивности допускается использовать марку Ст3, средняя требует повышения марки до Ст20, а в сильноагрессивных грунтах применяются марки 30 ХМА и 09Г2С.

Классификация по типу антикоррозийного покрытия

Защита винтовых свай от коррозии осуществляется несколькими путями, наиболее эффективным из которых является увеличение толщины металла, использование качественного сырья и цинковых анодов. Нанесение покрытия при условии сохранения его целостности позволяет лишь снизить негативное атмосферное влияние на надземную часть сваи и участок, эксплуатируемый на границе двух сред - воздуха и почвы. Наиболее распространёнными в настоящее время являются полимерные, полиуретановые, эпоксидные покрытия, а также горячее и холодное цинкование. Каждое из перечисленных покрытий имеет свои особенности.

Полимерное покрытие металлов

Достоинства: прочное, износоустойчивое, высокая адгезия к поверхности.

Недостатки: сложность нанесения на поверхность, имеющую неровности (сварные швы, стыки и выемки), с вероятным последующим возникновением сколов и развитию точечной коррозии.

Двухкомпонентное покрытие на основе полиуретановых смол:

Достоинства: прочность, высокая адгезия на неровных участках, стойкость при контакте с абразивным материалами, в условиях агрессивной среды и резких температурных перепадов.

Недостатки: сложность нанесения в «кустарных условиях», снижение адгезии при избыточной толщине слоя.

Эпоксидное покрытие

Достоинства: простота нанесения, сравнительно низкая стоимость.

Недостатки: эластичность снижена по сравнению с иными видами покрытия, излишнее водопоглощение, недостаточная ударопрочность.

Холодное цинкование

Достоинства: простота нанесения, сравнительно низкая стоимость.

Недостатки: крайне низкий уровень адгезии.

Горячее цинкование

Достоинства: по уровню адгезии превосходит полимерное покрытие. Экологично.

Недостатки: сложность нанесения на неровные участки; имеет значительные ограничения по области применения (водородный показатель среды pH не ниже 3 и не выше 11; удельное сопротивление грунта не менее 50 Ом*м, СП. 28.13330.2012).

Достоинства

Укрепление откосов винтовыми сваями

Винтовые сваи - простая, но эффективная технология строительства фундаментов для объектов различного назначения.

Преимущества винтовых свай Примечания

Фундаменты из винтовых свай не подвержены силам морозного пучения.[цитата не приведена 192 дня]	В отличие от иных видов фундаментов, в особенности забивных свай.
Высокая долговечность, возможность использовать на болотистых грунтах, грунтах с высоким уровнем подземных вод.	Для соблюдения ГОСТ 27751-2014 «Межгосударственный стандарт. Надежность строительных конструкций и оснований»[3] необходимо проводить анализ коррозионной активности грунта, результаты которого являются основанием (с учетом требований к конструктивной жесткости винтовой сваи) для подбора марки стали, диаметра и толщины стенки ствола винтовой сваи.
Минимальные сроки строительства.	Объект сдается на 15-30% быстрее, чем с бетонным фундаментом.
Экономичность.	Дешевле бетонного фундамента, выполненного в соответствии с СП 63.13330.2012[4], не менее, чем на 30%.
Широкий спектр применения.	Можно использовать в любых грунтах, кроме скального.
Отказ от земляных работ и выравнивания участка.	Для соблюдения горизонтали при перепаде высот используют сваи различных длин.
Отсутствие вибрации и шума при заглублении.	Можно проводить работы в непосредственной близости к подземным коммуникациям или в условиях плотной городской застройки.
Винтовые сваи готовы к восприятию полной проектной нагрузки сразу после завинчивания.	В отличие от бетонного фундамента не требует набора прочности.
Работы можно выполнять в любое время года.	При температуре ниже -30°C использование спецтехники затруднительно.
Возможность повторного использования винтовых свай.	Незаменимы при строительстве временных сооружений.
Высокая ремонтопригодность.	Если винтовые сваи не являются частью сборного ж/б фундамента.
Сваи малого диаметра можно устанавливать без применения тяжелой техники.	При помощи 3-4 человек.
Инженерные коммуникации можно проектировать и монтировать одновременно с возведением фундамента.	При совершении земляных работ необходимо соблюдать дистанцию до установленных винтовых свай, определенную проектной документацией.

Недостатки

Любой строительный материал имеет свои недостатки, которые устраняются при соблюдении правил и норм проектирования, производства и эксплуатации.

Основные недостатки винтовых свай:

1. Возможный низкий срок эксплуатации, который, как правило, является следствием ошибок при проектировании фундамента - в расчетах не учитывается коррозионная активность грунта и наличие блуждающих токов. Проведение замеров этих показателей позволяет рассчитать оптимальную толщину стенки ствола и определить порядок действий для снижения коррозии (например, использование цинковых анодов, проведение мероприятий по водоотведению и т.д.). Исполнение указанных условий позволяет соответствовать требованиям ГОСТ 27751-2014 «Межгосударственный стандарт. Надежность строительных конструкций и оснований».[3]

2. При чрезмерном нагружении винтовой сваи с лопастью, которая не менее чем на 2/3 расположена на завальцованном конусе ствола, грунт в большинстве случаев перестает набирать несущую способность, поэтому возможно обрушение сооружения. Во избежание подобных последствий при расчете несущей способности указанного типа сваи необходимо:

3. Однолопастные винтовые сваи малых диаметров (57-76 мм) требуют обязательного бетонирования основания или обеспечения жесткого сопряжения всей конструкции для создания достаточного сопротивления горизонтальным нагрузкам.

Особенности проектирования фундаментов из винтовых свай

Один из важнейших этапов строительства фундамента из винтовых свай - проектирование. Ошибки, допущенные в проекте, нередко приводят к возникновению серьезных проблем на стадии строительства и могут повлечь значительное сокращение срока службы всего здания.

Наиболее распространенные ошибки проектирования:

1. В большинстве случаев расчет на вдавливающие, выдергивающие и горизонтальные нагрузки производится аналитическими методами в соответствии с СП 24.13330.2011[6], но, как показывает практика, результаты аналитических расчетов не всегда совпадают с результатами, полученными в ходе проведения полевых испытаний грунтов натурными сваями. Причина кроется в том, что расчетные формулы, заложенные в нормативных документах, базируются на упрощенных моделях взаимодействия винтовых свай и грунтов (модель Мариупольского), разработанных в 60-х годах прошлого века, и не учитывают многие особенности их работы, поэтому при расчете аналитическими методами целесообразно использовать понижающие коэффициенты. Современный способ определения оптимальных геометрических и конструктивных параметров винтовой сваи базируется на расчетах в системах автоматизированного проектирования, основанных на методах конечных элементов.

2. Подбор параметров винтовых свай осуществляется без учета данных о коррозионной активности грунта, которые являются основанием для назначения оптимального диаметра и толщины стенки ствола.

3. При назначении антикоррозийного покрытия применяются исключительно положения СП 28.13330.2012[7], которые не учитывают абразивное воздействие грунта на винтовую сваю во время ее погружения. Вместе с тем при назначении горячего цинкования в качестве антикоррозийного покрытия нередко игнорируются требования указанного нормативного документа, а именно п. 9.2.8., согласно которому данный вид антикоррозийного покрытия допускается применять лишь в условиях неагрессивного воздействия среды (водородный показатель среды pH не ниже 3 и не выше 11, и удельное сопротивление грунта не менее 50 Ом*м).

4. После установки винтовых свай в проектное положение для уточнения соответствия их несущей способности требованиям проектной документации необходимо:

для зданий класса ответственности III (пониженный) и II (нормальный) выполнить замер величины крутящего момента;

для зданий класса ответственности I (повышенный) провести контрольные испытания в соответствии с ГОСТ 5686-2012 «Грунты. Методы полевых испытаний сваями».

См. также

Примечания

↑ Железков В.Н. Винтовые сваи в энергетической и других отраслях строительства.. — - СПб.: Прагма, 2004..
↑ Петухов С.Н. Фундаменты на винтовых сваях для малоэтажного строительства.. — Отдельный выпуск.
↑ 1 2 ГОСТ 27751-2014 «Межгосударственный стандарт. Надежность строительных конструкций и оснований». — М.: Стандартинформ, 2015.
↑ СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003.
↑ Разработан ОАО «СевЗап НТЦ» филиал «Севзапэнергосетьпроект- Западсельэнергопроект». Исполнители Л.И. Качановская, П.И. Романов, В.Н. Железков, М.С. Ермошина (ОАО «СевЗап НТЦ»), Ильичев В.А.( АНО АНТЦ РААСН). СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ ОАО «ФСК ЕЭС» СТО 56947007- 29.120.95-050-2010.
↑ Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» - Винтовые сваи.
↑ СП 28.13330.2012 Защита строительных конструкций от коррозии. Актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85 (с Изменением N 1).

www.gpedia.com

Винтовые сваи — WiKi

Типы винтовых свай

Классификация по размеру лопасти

Широколопастные сваи в свою очередь делятся на три группы в зависимости от конфигурации лопасти на сваи для:

• текучих, текуче-пластичных и мягко-пластичных грунтов;

• туго-пластичных и твердых водонасыщенных глинистых грунтов;

• полутвердых грунтов.

Классификация по количеству лопастей

Сваи с одной лопастью (однолопастные) и сваи с двумя и более лопастями (многолопастные).

Классификация по типу наконечников

Наконечники сваи могут быть литыми или сварными.

Классификация по величине воспринимаемых нагрузок

Классификация по толщине металлопроката

Классификация по марке стали

Классификация по типу антикоррозийного покрытия

Полимерное покрытие металлов

Достоинства: прочное, износоустойчивое, высокая адгезия к поверхности.

Двухкомпонентное покрытие на основе полиуретановых смол:

Недостатки: сложность нанесения в «кустарных условиях», снижение адгезии при избыточной толщине слоя.

Эпоксидное покрытие

Достоинства: простота нанесения, сравнительно низкая стоимость.

Холодное цинкование

Достоинства: простота нанесения, сравнительно низкая стоимость.

Недостатки: крайне низкий уровень адгезии.

Горячее цинкование

Достоинства: по уровню адгезии превосходит полимерное покрытие. Экологично.

Наиболее распространенные ошибки проектирования:

для зданий класса ответственности III (пониженный) и II (нормальный) выполнить замер величины крутящего момента;

для зданий класса ответственности I (повышенный) провести контрольные испытания в соответствии с ГОСТ 5686-2012 «Грунты. Методы полевых испытаний сваями».

ru-wiki.org