Exterio05.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Подробный обзор винтовых лопастных свай разных типов

Виды винтовых свай

20.10.2020 14:13

Винтовые сваи предназначаются для создания прочного и надежного основания различных зданий и сооружений. Их применение существенно сокращает сроки возведения фундамента. Дело в том, что установка свай не требует проведения масштабных подготовительных работ, связанных с обустройством подъездных путей и рытьем котлована. Именно поэтому такой фундамент позволяет не только уменьшить расходы на строительство, но и сохранить уникальный ландшафт участка, так как установка винтовых свай проводится без использования крупной спецтехники.

Особенности конструкции винтовых свай:

  • в основе сваи находится стальная труба с приваренной или отлитой лопастью, которая легко завинчивается практически в любой тип грунта;
  • особое расположение лопасти обеспечивает равномерное распределение любой нагрузки по всей площади винтовой сваи;
  • лопасти сваи создаются из особых материалов, способных легко разрушать препятствия на своем пути, не деформируясь при этом.

Все вышеперечисленные особенности способствовали быстрому росту популярности винтовых свай у строительных организаций и индивидуальных застройщиков, которые занимаются постройкой малоэтажных домов.

2. Применение многовитковых и лопастных свай в пучинистых грунтах

Особняком стоит вопрос эксплуатации указанных конструкций в пучинистых грунтах.

Испытания на стойкость к действию силы пучения грунтов, проведенные компанией «ГлавФундамент» показали, что лопастная винтовая свая в пучинистом грунте, в отличие от многовитковой, является более устойчивой.

Винтовые сваи — установка быстрого фундамента

Это тот редкий случай, когда стальные конструкции применяются в качестве фундамента для быстрого возведения легких построек. Рассмотрим подробно все аспекты технологии винтового свайного фундамента.

Винтовые сваи — установка, область применения, типы

Винтовые сваи – это тип свай, которые устанавливаются путем вкручивания их в грунт и состоят из ствола и наконечника, фото 1. Они изготавливаются из стальных труб различного диаметра, на конце которых расположена основная часть сваи – наконечник или рабочая зона сваи.

Самым распространенным наконечником винтовых свай является заостренный конус и лопасти. Конструкция винтовой сваи устроена так, что ее свободно можно ввинчивать в грунт, как обыкновенный саморез в дерево, при этом лопасти под собой не разрыхляют грунт, а наоборот, уплотняют его и тем самим увеличивают несущую способность сваи и всего фундамента в целом. Лопасти изготавливаются большого диаметра по сравнению с диаметром ствола сваи, что обеспечивает надежное опирание свай на слабонесущие грунты.

Фото 1. Винтовая свая и ее основные параметры

Для изготовления обычных винтовых свай применяют трубы с толщиной стенок 4…4,5 мм, но для более ответственных конструкций и свай, воспринимающих большие нагрузки, применяют трубы с толщиной стенки 6,5 мм.

Для изготовления винтовых свай обычно применяют малоуглеродистую сталь Ст3, но также применяют и другие виды стали, обладающие повышенной прочностью и качеством. Наконечники могут быть изготовлены, кроме выше перечисленных марок стали из сталей следующих марок:

  • углеродистая сталь ВСт3сп5;
  • низколегированная сталь 09Г2С;
  • низколегированная сталь 10ХСНД;
  • низколегированная сталь 10Г2СХ.

Винтовые сваи производятся со следующими параметрами:

  • диаметр – от 57…325 мм, а именно 57; 76; 89; 102; 108; 114; 127; 133; 159; 168; 219; 325 мм.
  • длина – 1…12 м;
  • толщина стенки сваи – 3…10 мм.

Типы винтовых свай

Существуют следующие типы винтовых свай, фото 2:

  • винтовые сваи с одной лопастью;
  • винтовые сваи с одной лопастью повышенной несущей способностью;
  • винтовые сваи с несколькими лопастями;
  • винтовые сваи многовитковые;
  • геошурупы – сваи, предназначенные для вечномерзлых грунтов;
  • нестандартные винтовые сваи.

В зависимости от способа изготовления винтовые сваи бывают:

  • литые (литой наконечник и лопасти);
  • сварные (сварной наконечник и лопасти);
  • комбинированные.

Наиболее надежными, прочными и практичными в использовании являются литые винтовые сваи, которые исключают большую вероятность повреждения лопастей при ввинчивании свай в грунтовое основание.

В зависимости от типа грунта и расчетной нагрузки следует выбирать типы винтовых свай указанные в табл. 1 и фото 3.

Фото 2. Винтовые сваи: а) сварные; б) с литым наконечником; в) многовитковые оцинкованные винтовые сваи; г) геошурупы; д) нестандартные винтовые сваи; е) винтовые сваи большого диаметра

Выбор винтовых свай в зависимости от типа грунта и условий эксплуатации

Тип грунта или условия эксплуатации

Тип винтовой сваи

Фото 3. Назначение различных типов свай и их условные обозначения (у разных производителей условные обозначения могут отличаться)

На фото 3 приведены условные обозначения разных типов свай:

  • ВСО-1 и ВСК-1 – сваи общего назначения;
  • ВСО-2 и ВСК-2 – сваи, предназначенные для грунтов с низкой несущей способностью
  • ВСО-0 – сваи, предназначенные для легких конструкций, такие как заборы, стойки и т.д.
Читать еще:  Опалубка для возведения стен: пошаговая инструкция +фото и видео

В табл. 2 приведены основные параметры винтовой сваи разного диаметра. В табл. 3 приведены данные несущей способности винтовых свай в зависимости от типа грунта, его консистенции и глубины залегания.

Основные параметры винтовых свай разного диаметра

Диаметр сваи, мм

Толщина стенки ствола, мм

Толщина

лопасти, мм

Диаметр

лопасти, мм

Несущая нагрузка, т

Ориентировочная несущая способность винтовых свай в зависимости от типа грунта, его состояния и глубины залегания

Тип грунта

Консистенция грунта

Несущая способность сваи (т) при глубине залегания грунта

1,5 м

2 м

2,5 м

3 м

Супеси и суглинки

Требования к винтовым сваям

  1. Сваи должны быть изготовлены только из новой качественной стали.
  2. Ствол должен быть изготовлен из стальной трубы.
  3. Лопасть винтовых свай должны иметь правильную геометрическую форму для обеспечения точной установки сваи.
  4. Сварные швы должны быть высокого качества.
  5. Защитное покрытие от коррозии должно быть высокого качества и должно наноситься только после пескоструйной обработки.

Область применения винтовых свай

Винтовые сваи с каждым годом все больше находят применения в разных сферах строительства, фото 4. Перечислим основные области применения винтовых свай:

  • фундамент для деревянных домов;
  • фундамент для пристроек к основной части дома (например, под веранду);
  • устройство фундамента под заборы;
  • устройство фундамента для рекламных щитов, опор ЛЭП;
  • усиление существующего фундамента;
  • фундамент под малоэтажные здания;
  • фундамент под каркасные промышленные и гражданские здания, например, склады или торговые павильоны;
  • в качестве укрепляющих сооружений откосов насыпей или выемок инженерных сооружений;
  • устройство свайного фундамента, где исключается возможность применения свай с вибрационным погружением;
  • фундамент для временных небольших сооружений, с последующим демонтажем свай;
  • фундамент с продуваемым подпольем для условий вечной мерзлоты;
  • в некоторых случаях применяют в качестве фундамента для теплиц.

Фото 4. Область применения винтовых свай

В табл. 4 приведена область применения винтовых свай в зависимости от их диаметра.

Область применения винтовых свай в зависимости от их диаметра

Диаметр свай, мм

Длина свай, мм

Назначение

1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500, 5000

Установка заборов, беседок

Установка заборов, беседок, хозблоков, веранд

Возведение бревенчатых, каркасных, панельных строений (домов, бань, причалов, фонарных столбов, заборов

Преимущества применения винтовых свай

  1. Высокая скорость строительства. Время строительства здания на винтовых сваях сокращается на 30…50%, по сравнению с использованием традиционных технологий возведения фундаментов. Время установки винтовых свай составляет всего 1…3 дня.
  2. В большинстве случаев нет необходимости выполнять земляные работы.
  3. Установку винтовых свай можно производить в любое время года.
  4. Простота установки винтовых свай. В некоторых случаях нет необходимости в применении тяжелой техники.
  5. При необходимости винтовые сваи можно переустановить, т.е. их можно выкрутить и установить в другом месте.
  6. Широкая область применения винтовых свай. Винтовые сваи применяются в различных геологических условиях, в том числе при высоком уровне грунтовых вод (УГВ) или при наличии болотистых грунтов и пр.
  7. Винтовые сваи можно устанавливатьвблизи деревьев, других зданий или подземных коммуникаций.
  8. После установки винтовых свай ихсразу же можно полностью нагружать.
  9. Минимальный шум и отсутствие вибрациипри установке (завинчивании) винтовых свай.
  10. Относительно низкая стоимость винтовых фундаментов. Стоимость фундамента с применением винтовых свай на 40…50% дешевле аналогичного ленточного железобетонного фундамента.

Недостатки винтовых свай

  1. Стальные сваи со временем подвержены коррозии, особенно при действии блуждающих токов и токов утечки. При установке винтовых свай зачастую повреждается защитное антикоррозионное покрытие.
  2. Здания на винтовых сваях не имеют подвального помещения.

Ограничения при применении винтовых свай

Винтовые сваи нецелесообразно применять при следующих условиях:

  • имеются грунты с прослойками торфа и известняка;
  • грунты содержат каменистые включения;
  • имеются скальные грунты.

Установка винтовых свай

Приведем краткую последовательность полного цикла выполнения установки винтовых свай:

  1. Изучение грунтовых условий по результатам геологических изысканий, и рельефа местности (по данным геодезических изысканий), определение уровня промерзания грунта в данной климатической зоне.
  2. Расчет нагрузок и несущей способности грунта, на основании которого производится выбор: типа винтовых свай, их количества, длины и диаметра.
  3. Вкручивание свай в грунт основания. Установка винтовых свай можно осуществлять в зависимости от диаметра следующими способами:
  • установка (вкручивание) свай ручным способом – возможность использования данного способа для свай диаметром до 108 мм. Для завинчивания винтовых свай необходимо 2…3 человека и с помощью дополнительных рычагов постепенно по часовой стрелке завинчивают каждую сваю до нужной глубины погружения или до ее отказа (свая перестает закручиваться в грунт), фото 5а;
  • установка (вкручивание) свай механическим способом – возможность использования данного способа для свай диаметром до 108 мм и более, фото 5б. Сваи диаметром выше 108 мм устанавливаются только механическим способом, с помощью специальной техники.
Читать еще:  Ленточный фундамент: как делать своими руками

Фото 5. Способы установки винтовых свай: а) ручной; б) механический

Первоначально устанавливают угловые сваи, затем сваи крайних рядов и потом все остальные. При установке свай необходимо постоянно следить за их вертикальным положением (для этого используют строительный уровень). Допустимое отклонение сваи по вертикали не должно превышать 1…2°. Не целесообразно завинчивать сваи диаметра больше 108 мм на глубину менее 4 м.

  1. Подрезка всех свай (выше дневной поверхности земли) до определенного единого уровня.
  2. Заполнение внутренней пустоты сваи бетонной смесью (марка цемента не ниже М300), что обеспечивает более высокую прочность и защиту от коррозии внутренних стенок стволов свай. При большой длине внутренняя часть винтовой сваи дополнительно армируется. При слабых грунтах через отверстия в нижней части винтовой сваи нагнетается специальный раствор, который обеспечивает более надежное закрепление свай и увеличивает несущую способность свай.
  3. Приваривание металлического оголовка, для обвязки по верху всех свай при помощи металлических или деревянных балок, фото 6;
  4. Проведения мероприятий по защите металлических частей фундамента от коррозии, в частности покрытие защитными составами сварных швов.

Не допускается предварительно разрабатывать грунт в месте установки винтовых свай, т.к. это приведет к снижению в несколько раз их несущей способности.

При приобретении винтовых свай следует обратить внимание на технологию их производства. На сегодняшний день самими качественными винтовыми сваями считаются те, у которых конус и винты (лопасти) изготовлены при помощи лазерной резки и полуавтоматической сварки.

Фото 6. Варианты обвязка свай с помощью устройства ростверка из деревянных брусов, металлических швеллеров или бетона

Таким образом, если перед вами стоит задача выбора фундамента для легкого строения, рекомендуем обратить свое внимание на этот фундамент из винтовых свай.

Если вас интересует тема малозаглубленных свайных фундаментов, которые можно делать собственными руками, то рекомендуем вам эту публикацию: как сделать свайный малозаглубленный фундамент.

Какой грунт не подходит для винтовых свай

Особенности грунта, для которого винтовые сваи будут нерациональными и даже опасными, сформулировал пользователь FORUMHOUSE c ником Игорь3.

Слабонесущий грунт – свая легко вкручивается на всю глубину или свободно вращается, не закручиваясь. Столкнувшись с этим явлением, обычно сваю наваривают до упора до прочного грунта, но:

Глубина до прочного грунта может быть боле 7 метров, что делает этот тип фундамента уже не рациональным.

Твердый грунт. Это довольно распространенное явление: грунт настолько жесткий, что металл не выдерживает, обычную винтовую сваю с лопастями просто не вкрутить.

Каменистый грунт. Даже небольшие камни на пути лопастей усложняют вкручивание или делают его невозможным.

Как и для всех видов заглубленных фундаментов, для фундамента из винтовых свай обязательна боковая поддержка грунтов. В п. 1810.2.1 Международного строительного кода IBC для винтовых свай, которые устанавливаются в текучих грунтах или воде и не связанных между собой в группы обязательно требование:

Недостатки

Несмотря на многочисленные плюсы, такие опоры все же имеют и минусы, и в первую очередь – это меньший ресурс, нежели у бетонных элементов аналогичного назначения. Этот недостаток вызван тем, что металлические опоры подвержены коррозии, которую провоцирует влажность почвы. К тому же нередко можно столкнуться с откровенно некачественным товаром, выпущенным недобросовестным производителем, и от этого никто не застрахован. Экономия на материалах, применение сварки, отсутствие антикоррозийной обработки приводят к тому, что столь важный несущий элемент быстро разрушается.

Один из недостатков конструкции

Сколько смогут прослужить трубы, напрямую зависит от марки и толщины металла, степени обработки и состава антикоррозийного средства, качества шва в местах сварки, состава и водонасыщенности грунта. Выбрать действительно качественный товар можно руководствуясь сопроводительными документами:

  • сертификатами;
  • паспортами;
  • протоколами производственных испытаний.

Неправильная эксплуатация, неверно подобранный диаметр опор, некорректно рассчитанный вес постройки или погрешности монтажа уменьшают ресурс изделия на несколько лет. К примеру, вы одновременно используете металлические сваи в качестве опор и заземлителя, но в случае аварийного обрыва нулевого проводника и утечки тока через стальной конус коррозийный процесс многократно усилится, и в первую очередь это произойдет в области сварного шва. Если рядом с участком, в пятидесятиметровой зоне, присутствуют электроподстанции, сотовые ретрансляторы, железнодорожные полотна, а грунт содержит большое количество влаги, свайно-винтовой фундамент будет постоянно подвергаться вредоносному воздействию (блуждающие токи, колебания грунта).

Читать еще:  Обмазочная гидроизоляция фундамента: порядок выполнения работ

Типовые размеры винтовых свай

Диаметр стандартной сваи – 57-133 мм. Длину ее определяет заказчик. На нее оказывает влияние глубина, на которую промерзает грунт. На ширину лопасти и угол наклона влияют следующие параметры:

  • Диаметр сваи.
  • Тип почвы.
  • Весовые нагрузки.

Существует и еще одна категория свайных опор – толстостенные насосно-компрессорные трубы (НКТ). Они не поддаются коррозии, но имеют более высокую стоимость, которую компенсируют повышенные эксплуатационные качества.

8. Классификация свай по виду антикоррозионной обработки

Существует несколько способов антикоррозионной обработки винтовых свай. Она имеет очень большое значение, так как сваи испытывают высокую степень воздействия со стороны почвы. В незащищенных сваях очень быстро развивается химическая, электрохимическая и механическая коррозия. Основным методом обработки свай – создание специальных покрытий.

Основные типы покрытий и методов защиты:

  1. Лакокрасочные покрытия, в том числе простое окрашивание или камерное
  2. Холодное и горячее цинкование
  3. Битумное покрытие

Вид и способ антикоррозионной обработки свай определяется в основном условиями ее эксплуатации. Сегодня не существует какого-то одного, универсального покрытия, а также единого мнения специалистов по поводу эффективности каждого вида, поэтому спектр покрытий достаточно широк.

Специальное покрытие свай для вечной мерзлоты

Какие винтовые сваи выбрать для фундамента

Выбирая винтовые сваи, будет правильно обратить внимание на:

  • диаметр и толщина стенок трубы. Желательно выбирать новые винтовые сваи. В случае бывших в использовании свай (б/у), есть риск получить сваю с внутренней коррозией, неправильной геометрией. Кроме того, возникнут сложности с определением её несущей способности, а значит и общим числом и шагом монтажа винтовых свай;
  • точность нижней части сваи. Она должна быть в форме конуса. Отклонение чревато завинчиванием сваи под углом, что сказывается на ее несущей способности;
  • количество винтов лопасти;
  • угол атаки лопасти (определяет несущую способность сваи и простоту завинчивания);
  • качество сварного шва (для сварных винтовых свай);
  • наличие защитного покрытия.

Преимущества свайно-винтового фундамента

Винтовые сваи позволяют возвести фундамент всего за несколько дней, притом он сразу может воспринять нагрузку от здания и не боится сил морозного пучения.

В отличие от мелкозаглублённой ленты и столбов, свайно-винтовой фундамент на пучинистых грунтах не совершает сезонных «прыжков» вверхвниз.

Несущая способность винтовых свай не ниже (обычно даже выше), чем забивных и буровых, а выигрыш во времени составляет не менее месяца. При этом винтовые сваи обходятся на 50-70 % дешевле забивных и на 20-30 % — буровых, а если сравнивать с плитным фундаментом, то экономия составляет не менее 80 %.

Однако наряду со сторонниками у винтовых свай есть и противники, которые считают конструкцию недостаточно долговечной и приводят примеры (которых, к сожалению, довольно много) неграмотного изготовления и монтажа свай. Эти примеры мы также рассмотрим в статье.

Комплектующие для производства винтовых свай:

Делаем на заказ Прессы для Гибки Винтовых Лопастей. Гнут лопасти от 57 до 133 диаметра без смены матрицы и пуансона.

Мощная гидравлика пресса 12 тонн позволяет гнуть 2 лопасти сразу.

Если вы пока не решились делать винтовые сваи самостоятельно, то мы можем предложить вам готовые винтовые сваи любых диаметров и длины по низким ценам:

Заключение

Составляя проект, выбирают параметры фундамента и придерживаются установленных значений. Только так можно добиться оптимального соотношения между качеством полученного результата и финансовыми затратами на строительство основания.

При этом расчет фундамента у неопытного застройщика может вызвать затруднения, что приведет к ошибкам и нарушениям технологии. Поэтому, собственнику, который не имеет опыта и квалификации в данной сфере, стоит доверить проектные расчеты профессионалам. Любые отклонения в процессе строительства должны быть согласованы с инженерами, которые проводили расчеты.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector