Геошуруп или винтовая свая
Геошуруп или винтовая свая
Кованный конус меньше подвержен деформации и позволяет с легкостью проходить препятствие под землей. А так же позволяет производить монтаж максимально точно в любом типе грунта.
- Исключает разрушение конусной части при экстремальных условиях монтажа;
- Позволяет проводить монтаж более точно.
Геошурупы Pillar покрыты горячем цинком как снаружи, так и внутри, что обеспечивает устойчивость к коррозии и придает необходимую надежность и долговечность. Эксплуатационный срок оцинкованного геошурупа составляет около 120 лет.
Толщина цинкового покрытия составляет 70±10 мкм. Сваи покрываются горячим цинком как снаружи, так и изнутри, путем окунания в ванную с
расплавленным цинком (460`C) что исключает потребность в заполнении цементнопесчаной смесью.
Нанесение покрытия регламентируется DIN EN ISO 1461 (ГОСТ 9.307)
СВАЙНО-ВИНТОВОЙ ФУНДАМЕНТ
Винтовые сваи - отличное решение при строительстве на заболоченных, песчаных и водонасыщенных грунтах. Винтовой фундамент применяется уже достаточно давно. Еще в 19 веке винтовые сваи начали успешно применяться в США и Англии при строительстве маяков и других инженерных сооружений.
Сегодня, благодаря надежности, прочности и стабильности, фундамент на винтовых сваях один их самых популярных видов фундамента как в малоэтажном строительстве при возведении деревянных домов, бань, саун, заборов и ворот, так и при возведении гидро- и промышленных сооружений.
Это объясняется тем, что монтаж винтовых свай можно проводить вручную или с использование малогабаритной техники. Первый вариант особенно удобен в местах, где использование техники сильно ограничено или вовсе невозможно. К тому же возведение свайно-винтового фундамента не производит много шума, что важно при его установки в жилых кварталах и в городских условиях. Фундамент на сваях имеет массу преимуществ перед классическим фундаментом:
- быстрота возведения. Время возведения свайно-винтового фундамента составляет 1-3 дня;
- возведение фундамента возможно на сложных и нестабильных грунтах, в том числе на болотистых, обводненных и глинистых грунтах;
- большой срок службы. При правильной эксплуатации срок службы винтового фундамента составляет более 100 лет;
- монтаж фундамента на винтовых сваях не изменяет природного ландшафта и не оказывает негативное воздействие на окружающую среду;
- установка возможна в труднодоступных местах и даже на склонах;
- монтаж фундамента может осуществляться в любое время года и при любых погодных условиях;
- винтовые сваи обладают высокой несущей способностью;
- возможность расширения сооружений, путем установки дополнительных свай для пристроек;
- возможно повторное использование винтовых свай;
- улучшенная вентиляция подполья благодаря открытому фундаменту;
- винтовой фундамент готов принять проектному нагрузку сразу после возведения;
- фундамент на сваях не требует гидроизоляции и сохраняет целостность грунта и корневой системы растений на участке.
Компания PILLAR составляет проект фундамента на винтовых сваях, подготавливает чертежи фундамента на винтовых сваях и производит расчеты фундамента на винтовых сваях. Проектирование фундамента на винтовых сваях также входит в наши услуги. Купить винтовые сваи в Украине теперь стало просто!
Наша компания предлагает услуги проектирования и монтажа свайных фундаментов в Киеве, Харькове, Днепре, Одессе, Николаеве, Львове, Запорожье и других городах Украины.
За что саморезную сваю ненавидят производители обычных лопастных
Винтовые сваи саморезного типа (или, как их еще называют шурупные, шнековые, спиральные, многовитковые, конусные, саморезьбовые и т.д.) с каждым строительным сезоном набирают все большую популярность. Те, кто хотя бы раз попробовал их для установки заборов, ворот, возведения свайных фундаментов под самые разнообразные объекты, не возвращаются больше к обычным лопастным.
Почему так происходит, и за что производители и установщики обычных свай с лопастями точат зуб на саморезные сваи читайте далее.
Можно закрутиться в любой грунт
За что саморезную сваю ненавидят производители обычных лопастныхСаморезные сваи закручиваются в плотную глину, в суглинки, песчано-гравийную смесь, даже в котлованы, отсыпанные строительным мусором или боем кирпича. Про торф, песок и супесь можно и не упоминать. Лопастная свая не может похвастаться такой неприхотливостью.
Не требуется лидерное бурение или рытье приямков
За что саморезную сваю ненавидят производители обычных лопастныхИз-за широкой лопасти и создаваемого ею сопротивления при закрутке установщики лопастных свай частенько вынуждены бурить в местах установки свай просто для того, чтобы хоть как-то загнать сваю на расчетную глубину. Иногда это 50 см, зачастую 70 или даже более. И они будут объяснять заказчику этот недостаток лопастной технологии как угодно (к чему приводят приямки при строительстве свайного фундамента описано тут ). Сваям саморезного типа в подавляющем большинстве ситуаций не нужны приямки. Конечно, бывают случаи, когда приходится слегка надрыхлить смерзшийся верхний слой, чтобы свая вошла в зацепление с грунтом. Но это уже совсем экстремальные истории. И глубина такого вмешательства 20-30 см.
Камни, корни, мусор не помеха закрутке
За что саморезную сваю ненавидят производители обычных лопастныхСаморезная свая легко проникает между препятствий в грунте. Что-то может быть сдвинуто в сторону, что-то подрезано спиралью, что-то расщеплено и пройдено насквозь. Чтобы свая саморезного типа остановилась и не пошла далее препятствие должно быть действительно непреодолимым - бетонная плита, большой камень, начало скальной породы или крупная металлоконструкция, погребенная в земле. В то же время остановить лопастную сваю может даже простая тряпка, доска или кусок проволоки.
Вертикальная устойчивость значительно лучше
За что саморезную сваю ненавидят производители обычных лопастныхПри закрутке саморезная свая раздвигает и уплотняет грунт вокруг. Соответственно и способность переносить горизонтально направленные нагрузки у таких свай достаточно высокая. На одну саморезную сваю можно спокойно поставить шестиметровой высоты флагшток, фонарный или электрический столб, антенну, створку распашных ворот и другие объекты с переменной нагрузкой. Лопастная же рыхлит пространство вокруг сваи своей широкой лопастью. Поэтому и требует фундамент из лопастных свай обязательной обвязки металлом в пространственный каркас, чтобы избежать наклона свай и заваливания.
Держит такие же вертикальные нагрузки
За что саморезную сваю ненавидят производители обычных лопастныхЗаблуждение о том, что чем шире лопасть, тем большую вертикальную нагрузку может нести винтовая свая носит массовый характер и прочно укоренилось в сознании не только обывателей, но и многих строителей. На самом деле основную нагрузку несет не лопасть или спираль, а конус сваи. Если конус вошел в плотные слои грунта, то ему достаточно и спирали, чтобы не просесть под весом строения. А если конус до плотного грунта не дошел, то и самая широкая лопасть не удержит конструкцию. Тем более, что чем шире лопасть, тем большее плечо, тем выше нагрузки на сварной шов и на сам металл лопасти, тем выше вероятность их повреждения и просадки сваи.
Есть еще несколько плюсов от использования саморезных свай, которые вгоняют ортодоксальных лопастников в уныние (а трезво мыслящих заставляют присмотреться к саморезной технологии внимательнее):
САМОРЕЗ против ЛОПАСТИ
Конструктивные отличия свай саморезного типа от традиционных винтовых с широкими лопастями рассмотрены в этой статье . Ниже мы сравним их эксплуатационные свойства и разберем некоторые аспекты монтажа, способные при неверном выборе сваи существенно усложнить строительный процесс.
Скорость закручивания
Лопастные сваи:
Широкие массивные лопасти далеко не всегда сразу цепляются за почву. Во многих случаях требуется предварительный подкоп или значительное количество оборотов, после которых лопасти начнут выполнять свою функцию. К тому же, при прохождении такой сваей границы раздела грунтов с разной плотностью возможно возникновение ситуации, когда верхний слой (к тому же разрыхленный прохождением по нему лопастей) не обеспечит нужного давления для вгрызания лопастей в нижний более плотный слой, и свая начнет проворачиваться на месте. Может потребоваться дополнительная вертикальная нагрузка для возобновления движения сваи вниз.
Сваи саморезные:
Саморезная свая устроена так, что ее спираль сама обеспечивает вхождение сваи в землю. Поэтому такие сваи иногда называют самозакручивающимися. Достаточно всего пары оборотов, чтобы спираль зацепилась за грунт и свая начала ввинчиваться, углубляясь в почву со скоростью, пропорциональной наклону спирали. Первый виток спирали на заостренном конце сваи входит в очередной слой почвы, а последующие витки с каждым новым оборотом создают необходимое для его проникновения в следующий слой вертикальное давление. Поэтому разные плотности слоев не оказывают существенного влияния на скорость завинчивания саморезной сваи.
Усилия при закручивании
Лопастные сваи:
Широкий край лопасти создает большое пятно контакта с грунтом и увеличивает момент силы сопротивления грунта, действующий на сваю. Данное обстоятельство требует от закручивающих сваю рабочих (или от применяемой техники) увеличения прилагаемых усилий и ведет к повышенному расходу энергии. В свете предыдущего пункта зачастую требуется дополнительное приложение вертикальной силы.
Сваи саморезные:
Узкая спираль создает гораздо меньший момент силы сопротивления, что, в совокупности со значительно меньшим пятном контакта с грунтом, упрощает процесс завинчивания сваи и уменьшает величину требуемого усилия. Это, в свою очередь, снижает затраты энергии на закручивание сваи. Приложение дополнительных вертикальных сил, как правило, не требуется, поскольку конструкция сваи сама обеспечивает достаточное для завинчивания вертикальное давление.
Проходимость (проникающая способность)
Лопастные сваи:
Весьма велика вероятность того, что в земле на пути сваи будут попадаться скрытые препятствия – корни, камни и т.д. Лопасть обычной сваи, встретившись даже с незначительной преградой, упрется в нее. Если это корень или тряпка, лопасть потянет ее за собой, увеличивая сопротивление завинчиванию и нагрузку на людей или технику. Если скрытые в грунте препятствия расположены друг к другу ближе, чем диаметр лопастей, прохождение винтовой сваи через них становится невозможным.
Сваи саморезные:
Острый конус сваи шурупа при заворачивании в почву без труда раздвинет небольшие помехи на своем пути. Спираль может подрезать мешающие корни деревьев и возникший на пути текстиль или другой мусор. Кроме того, отсутствие в конструкции саморезной сваи широких лопастей увеличивает шансы на прохождение сваи между несколькими крупными препятствиями, расположенными в грунте близко друг к другу.
Надежность и долговечность
Лопастные сваи:
В лопастных винтовых сваях вся нагрузка от лопасти передается стволу сваи через небольшой участок, которым они соединяются между собой. Если нагрузка на сваю будет иметь переменный характер (например, при сезонных подвижках грунта или особенностях нагрузки от строения) в этом месте со временем могут возникнуть усталостные явления. Большое плечо широкой лопасти создает дополнительный момент силы, еще больше усугубляя ситуацию.
Сваи саморезные:
Нагрузка от спирали равномерно распределяется по всему наконечнику и спиральному участку ствола саморезной сваи. Это значит, что нет явных точек с избыточной нагрузкой, в которых впоследствии может возникать усталость металла. Да и маленькое плечо от узкой спирали не создает такого изгибающего момента в месте сварки, который мог бы повредить качественно выполненный шов.
Коррозионная стойкость
Лопастные сваи:
Как упоминалось ранее, при завинчивании лопастная свая рыхлит грунт вокруг себя. А это может означать, что в разрыхленный грунт проникает больше кислорода. Добравшись до микро повреждений в лакокрасочном покрытии, неизбежно получаемых сваей при завинчивании, кислород способствует окислению металла и его разрушению.
Сваи саморезные:
Раздвигая и уплотняя грунт при завинчивании, саморезная свая снижает тем самым количество кислорода, проникающего к металлу в почве. Как следствие, значительно снижается скорость окислительного процесса и возрастает срок службы сваи саморезного типа.
Горизонтальное смещение
Лопастные сваи:
В процессе закручивания винтовой сваи ее лопасти рыхлят грунт вокруг. Получается, что закрученная свая находится в своеобразной шахте с менее плотным грунтом. Как следствие, у такой сваи меньшая сопротивляемость горизонтальным смещениям.
Сваи саморезные:
Уплотненный при завинчивании сваи самореза грунт помогает ей сохранять вертикальное положение при возникновении горизонтальных нагрузок.
Возможность демонтажа
Лопастные сваи:
Теоретически выкрутить обычную винтовую сваю должно быть не сложнее, чем закрутить ее в грунт. Однако, процессу извлечения могут помешать все те же широкие лопасти. Если на обратном пути попадется препятствие, которое при движении вперед удалось проскочить, велика вероятность зацепить его лопастью, и тогда извлечение сваи без ее повреждения станет затруднительным или невозможным.
Сваи саморезные:
Узкая спираль позволяет саморезной свае не только легко проникать вглубь грунта, но и с такой же легкостью проделывать обратный путь, если возникает такая необходимость. Это делает сваю саморезного типа лучшим решением для возведения оснований под временные конструкции и строения.
Свая саморезная (шурупная). Что это
Саморезная свая это разновидность винтовой сваи. Их еще называют шурупными, конусными, спиральными, многовитковыми.
Свайный ствол в нижней части заканчивается конусом. Традиционные лопасти на конусе заменены несколькими витками спирали, переходящей с конуса на ствол. Спираль выполнена из полосы (а не из проволоки или арматуры). На конце конуса небольшой треугольный бур, задача которого надсверливать грунт перед первым витком спирали.
Такая конструкция позволяет саморезной свае:
Во-первых. Легче проникать в грунт, особенно в его плотные слои.
Во-вторых, раздвигать препятствия либо проникать между ними, а также подрезать некоторые виды помех (корни деревьев, старые провода и другой мусор).
В-третьих, не рыхлить вокруг себя почву (как это делает обычная лопастная свая), а раздвигать и уплотнять ее.
В-четвертых, саморезная свая сама прокладывает себе путь в грунте и не нуждается в предварительном бурении, рытье приямков, вдавливающей вертикальной нагрузке.
Из этого вытекает целый ряд преимуществ при использовании свай саморезного типа.
Можно закрутить сваю практически в любом грунте. Глина, в том числе особо плотная голубая, песок и супесь, илистые отложения, каменистые почвы, лесной грунт, песчано-гравийная смесь, даже бой кирпича, строительные отходы и мягкие бутовые плиты.
Помехи в почве не так страшны для монтажа. Можно крутить сваю вплотную к деревьям. Среди камней, в котлованах с мусором, в насыпях из щебня, в промзонах и городской черте. Что-то подрежется, что-то отодвинется в сторону. В случае серьезных препятствий свая пройдет рядом или между ними.
Высокая вертикальная устойчивость свай саморезов позволяет ставить на них даже одиночные объекты (например, фонарные столбы, флагштоки). Это лучшее решение для монтажа надежных заборов и ворот. А фундаменты на таких сваях могут в большинстве случаев обходиться без дополнительной обвязки металлом.
Можно строить объекты на любом рельефе местности. Будь то край канавы, вершина холма, овраг, склон, равнина, лесная опушка. Если правильно выбрать длину свай и грамотно рассчитать конфигурацию свайного поля – возвести строение можно там, где другие виды оснований не годятся.
Упрощение и удешевление строительного процесса. Не нужно ничего рыть или бурить. Не нужно бетонировать. Свая крутится с меньшим усилием. Во многих случаях не нужна спец. техника. И можно даже обойтись без подготовки площадки. Наконец, можно возводить свайные основания круглый год.
Саморезные сваи используют для строительства самых разнообразных объектов. Каркасные и деревянные дома, дома из сип-панелей, дачные и хозяйственные постройки, большинство видов ограждений, откатные и распашные ворота, настилы, пристани.
Детские и спортивные площадки, информационные указатели, рекламные конструкции, дорожные знаки, остановочные павильоны, лестницы, мосты.
В промышленности на саморезных сваях возводят ангары и склады, ставят бытовки, посты охраны, вышки, открытые трубопроводы, резервуары и многое другое.
Основные правила устройства надежного основания на саморезных сваях достаточно просты.
Первое. Свая должна быть закручена в плотные слои грунта. Для нагруженных объектов сваю стараются завернуть до отказа, то есть до момента начала деформации монтажных отверстий. Такой вид верхушки сваи означает, что грунт максимально плотно окружает конус со спиралью. И свая готова нести требуемую нагрузку.
Второе. Спиральная часть сваи должна находиться ниже глубины промерзания грунта. Тогда на нее не будут действовать силы морозного пучения.
Третье. Нельзя регулировать сваю по высоте выкручиванием. Она уже проделала себе путь в грунте. И при выкручивании свая теряет свою вертикальную несущую способность.
А теперь немного полезной информации по свайным основаниям.
Внутренняя полость сваи обязательно заполняется сухой цементно-песчаной смесью. Это делается только для защиты от коррозии.
Бетон лучше не использовать, так как с ним внутрь сваи попадает влага. (по этой теме у нас будет отдельное видео).
Не рекомендуется использовать несущие сваи для организации контуров заземления. Протекание тока по металлу значительно ускоряет его разрушение. Лучше использовать отдельный контур из свай малого диаметра, вынесенный за габарит строения.
Самая слабая часть любой металлической сваи в плане коррозии это граница раздела сред (земля – воздух). Дополнительно защитить место выхода сваи из грунта просто. Достаточно слегка обкопать сваю и хорошенько промазать эмалью, мастикой или битумом. После высыхания просто подсыпьте и уплотните грунт вокруг.
Вкратце это все. Подробнее о сваях саморезах Вы можете узнать:
А также подписавшись на наш канал на Youtube .
Чтобы получить консультацию по всем интересующим Вас вопросам и / или чтобы заказать сваи у производителя из первых рук заходите сюда .
Что лучше: многовитковые или лопастные винтовые сваи?
1. Конструктивные особенности и область применения многовитковых и лопастных модификаций
Многовитковые сваи относятся к узколопастным модификациям, диаметр лопасти которых превосходит диаметр ствола менее чем в полтора раза. Такая конструкция позволяет применять их в особо прочных сезоннопромерзающих и многолетнемерзлых (вечномерзлых) грунтах, так как небольшая ширина лопасти сводит к минимуму риск ее деформации при погружении. Подробнее о целесообразности и особенностях применения конструкций с литым и сварным многовитковым наконечником Вы можете прочитать в статье «Сравнительный анализ винтовых свай с литым и сварным многовитковым наконечником».
Конструктивные параметры этой разновидности (узкая лопасть) не обеспечивают несущую способность, а восприятие проектных нагрузок достигается благодаря:
- высокой несущей способности самих грунтов;
- расчету количества витков, шага и ширины лопасти, которые назначаются исходя из грунтовых условий площадки строительства и позволяют в полном объеме учитывать трение по боковой поверхности ствола при выполнении расчетов на вдавливающие, выдергивающие, горизонтальные и динамические нагрузки.
У лопастных (широколопастных) свай диаметр лопасти, напротив, в полтора раза и более превосходит диаметр ствола. Они хорошо воспринимают проектные нагрузки даже при установке в грунты, характеризующиеся низкой несущей способностью, что возможно благодаря:
- достаточной площади опирания;
- подбору конфигурации лопастей, соответствующей грунтовым условиям (подробнее «Ключевые принципы подбора параметров лопастей»);
- назначению расстояния между лопастями, шага, угла наклона лопастей (подробнее «Особенности расчета многолопастных винтовых свай»), в случае с модификациями с двумя и более лопастями.
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.
3. Установка многовитковых и лопастных конструкций
Многовитковая свая из-за конструктивных особенностей (узкой лопасти) лучше центруется при погружении. Это повышает точность установки.
В случае с широколопастной модификацией добиться подобной точности установки также возможно, но для этого необходимо обладать большим опытом монтажа.
4. Выводы
Таким образом, сложно говорить о том, что какая-то из конструкций превосходит другую, а ее применение – более предпочтительно. Многовитковые и лопастные сваи отличаются областью применения и решают разные задачи. К примеру, многовитковая свая отлично подходит для фундамента ограждения в песчаных, крупнообломочных или особо плотных грунтах. В остальных случаях рациональнее будет использовать широколопастные конструкции.
Винтовые сваи по модели шурупа
Свайно-винтовой фундамент считают достаточно универсальным: его можно установить практически в любом грунте.
Это породило ошибочное представление о том, что винтовая свая сама по себе, просто благодаря своей конструкции, может хорошо воспринимать проектные нагрузки, где бы ее ни установили. Но если бы все было так просто, разве существовало бы такое количество разных конструкций свай: узко-/широколопастные, одно-/многолопастные, открытого типа / с завальцованным конусом (подробнее «Классификация винтовых свай»).
Геометрические параметры тоже отличаются: толщина стенки ствола, лопасти (подробнее «Расчет толщины стенки ствола»), длина, расстояние между лопастями, шаг и угол наклона лопастей (подробнее «Особенности расчета многолопастных модификаций»).
То есть, при всей универсальности свайно-винтовой технологии, отдавая предпочтение той или иной модификации, нужно точно понимать, что она соответствует грунтовым условиям площадки строительства. Опять же именно несущая способность грунтов будет определять, какие проектные нагрузки сможет воспринять свайно-винтовой фундамент (подробнее «Несущая способность винтовой сваи»). Информацию о грунтах можно получить, только проведя исследования на участке, например, геотехнические и геолого-литологические, а также измерения коррозионной агрессивности грунтов (КАГ). Эти методики и процедуры разработаны специалистами компании «ГлавФундамент» специально для нужд малоэтажного строительства (подробнее «Геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов»).
1. Область применение свай по модели шурупа
Сваи по модели шурупа имеют конусообразный наконечник с расположенной на нем узкой многовитковой лопастью. По внешнему виду, как и по принципу работы они схожи с саморезами: конусообразный наконечник разрезает грунт, а небольшой диаметр лопасти упрощает завинчивание и уменьшает риск деформации. «Шурупы» можно установить ручным или механическим способом.
В то же время из-за особенностей конструкции способность свай, выполненных по модели шурупа, к восприятию проектных нагрузок обеспечивается прежде всего высокой несущей способностью основания, а также расчетом количества витков, шага между ними, ширины лопасти, которые назначаются исходя из грунтовых условий площадки строительства, позволяя в полном объеме учитывать трение по боковой поверхности ствола.
В то же время значительное трение по боковой поверхности ствола требует обязательного выполнения расчетов на противодействие силам морозного пучения (подробнее «Воздействие сил морозного пучения на разные типы винтовых свай»).
В дисперсных грунтах низкой и средней плотности применение «шурупов» необоснованно, так как они не могут надежно зафиксироваться, что ведет к значительной потере несущей способности. Поэтому чаще всего такие модификации используют в особо прочных и многолетнемерзлых грунтах.
2. Сварной или литой наконечник по модели шурупа?
Наконечники «шурупов» могут быть отлиты или сварены. В первом случае лопасть изначально является частью наконечника, во втором – она приваривается к стволу, что, впрочем, никак не отражается на технологии погружения.
Считается, что в прочных скальных или крупнообломочных грунтах, а также тех, в которых присутствует природный или техногенный мусор (включения), лучше использовать сваи с литым многовитковым наконечником. Это объясняется уверенностью в прочности литой конструкции, лишенной сварных соединений, но не имеющей ограничений по сложности формы изготовления.
Однако, место расположения сварного шва имеет большую прочность за счет большего сечения, характеристики же свариваемых материалов не имеют других отличий от отлитого в форме. А современное оборудование позволяет обеспечить точность изготовления любых применяемых сегодня конфигураций наконечников, если говорить о сложных формах. То есть «сварка» ничем не уступает литью.
А вот у литья есть довольно серьезный недостаток: необходимость изготовления формы для отливок для каждой конфигурации наконечника. В итоге для всего многообразия грунтов используют 1-2 типоразмера, что приводит к серьезному снижению эффективности.
Чтобы снизить материалоемкость свайных конструкций, трудоемкость их погружения и при этом соблюсти требования по обеспечению несущей способности, нужно подбирать эффективную конструкцию наконечника для каждого типа грунта. И сварные наконечники как раз позволяют индивидуально подбирать конструктивное исполнение для любой площадки строительства с любыми грунтовыми условиями.
Как выбрать винтовые сваи для фундамента
Как выбрать винтовые сваи для фундамента? Достаточно ли обладать общей информацией о нагрузках от будущего строения и о грунтовых условиях на участке строительства? Какие параметры свай должны назначаться индивидуально?
Содержание статьи:
Назначение практически всех параметров винтовых свай (геометрических, конструктивных) осуществляется индивидуально на стадии разработки проекта на основании целого комплекса данных, прежде всего данных о грунтах.
Основание для назначения
На основании требований к жесткости и прочности, а также исходя из грунтовых условий, в том числе данных о коррозионной агрессивности грунтов, и условий эксплуатации (подробнее «На что влияет марка стали?»).
Толщина стенки ствола сваи, мм
На основании данных о коррозионной агрессивности грунтов и в соответствии с требованиями к жесткости и прочности (подробнее «Расчет толщины стенки ствола»).
Диаметр ствола сваи, мм
На основании данных о коррозионной агрессивности грунтов и в соответствии с требованиями к жесткости, прочности и устойчивости (подробнее «Коррозия: причины и способы защиты»).
Исходя из показателей расчетной глубины промерзания и несущей способности грунтов (подробнее «Как подобрать длину свай для фундамента?»).
Диаметр лопасти, мм, количество лопастей
На основании данных о нагрузках от строения (в соответствии с требованиями к устойчивости) и о несущей способности грунтов (подробнее «Особенности расчета многолопастных винтовых свай»).
На основании данных о физико-механических свойствах грунтов: пористость, степень насыщения водой, консистенция, гранулометрический состав и т.д. (подробнее «Ключевые принципы подбора параметров лопастей»).
Кажется, что такой объем данных дадут только полноценные геологические изыскания, но это не так. Процедуры, разработанные и введенные в качестве обязательных компанией «ГлавФундамент», – геолого-литологические и геотехнические исследования, а также измерения коррозионной агрессивности грунтов (КАГ) – позволят получить всю необходимую информацию. Так как исследования адаптированы под ИЖС их цена не высока (подробнее «Геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов»).
1. Широколопастные и узколопастные
По ширине лопасти сваи делятся на две группы. К первой относятся узколопастные модификации, диаметр лопасти которых превосходит диаметр ствола менее чем в полтора раза. Они применяются в особо прочных сезоннопромерзающих и многолетнемерзлых (вечномерзлых) грунтах.
Небольшая ширина лопасти сводит к минимуму риск ее деформации во время погружения в грунт. Хорошая же способность к восприятию проектных нагрузок обеспечивается:
- высокой несущей способностью самих грунтов;
- расчетом таких параметров, как количество витков, шаг и ширина лопасти, которые назначаются исходя из грунтовых условий площадки строительства и позволяют в полном объеме учитывать трение по боковой поверхности ствола (подробнее в статье «Сравнительный анализ винтовых свай с литым и сварным многовитковым наконечником»).
Ко второй группе относятся широколопастные сваи, диаметр лопасти которых в полтора и более раз превосходит диаметр ствола. Имея большую площадь опирания, они хорошо проявляют себя в дисперсных грунтах, в том числе характеризующихся сравнительно невысокой несущей способностью, заторфованных грунтах, илах и водонасыщенных песках.
1.1. Классификация по конфигурации лопасти
Наряду с диаметром, обеспечивающим площадь опирания, для широколопастных свай необходимо подбирать и конфигурацию лопасти, которая делает возможной установку с минимальным нарушением структуры грунта (подробнее в материале «Ключевые принципы подбора параметров лопастей»). В зависимости от конфигурации лопасти сваи делятся на модификации для грунтов:
- текучих, текучепластичных и мягкопластичных;
- тугопластичных и полутвердых;
- твердых.
Конфигурация лопасти подбирается на основании данных о физико-механических характеристиках грунтов, для получения которых достаточно провести простую процедуру – геотехнические и геолого-литологические исследования (подробнее читайте здесь «Геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов»).
1.2. Классификация по виду лопастей
В зависимости от вида лопастей сваи подразделяются:
- Свая винтовая лопастная (CBЛ) – винтовая свая, имеющая одну или несколько лопастей и ствол со значительно меньшей по сравнению с лопастью (лопастями) площадью поперечного сечения; лопасти могут быть размещены на наконечнике и по длине ствола.
- Свая винтовая спиральная (СВС) – винтовая свая, состоящая из конусного или открытого наконечника и ствола с приваренной многовитковой спиралью (спиралями).
- Свая винтовая комбинированная (СВК) – винтовая свая, имеющая конусный или открытый наконечник с приваренной многовитковой спиралью и ствол с одной или несколькими винтовыми лопастями.
2. С литым и сварным наконечником
Наконечники свай свариваются (сварные) или отливаются целиком и навариваются на трубу (литые).
Контакт двух разнородных металлов (металла трубы и металла отливки), характерный для свай с литыми наконечниками, ведет к образованию гальванической пары, что повышает вероятность развития коррозии. Кроме того, сварка разнородных металлов – это технологически более сложный процесс, поэтому стоит обратить особое внимание и на качество сварного шва.
Также запас прочности литого наконечника несопоставимо выше запаса прочности трубы, конечно (а срок службы конструкции будет определяться по минимальному показателю), если не выбран ствол, соответствующий ему по толщине (встречается крайне редко, так как цена сваи в этом случае значительно увеличивается).
Так как формы отливок унифицированы, и изготовить литой наконечник с определенной конфигурацией лопасти невозможно, сваи со сварным наконечником и лопастью, подобранной исходя из грунтовых условий, всегда будут иметь большую несущую способность.
3. Однолопастные и многолопастные
В большинстве случаев при проектировании однолопастных свай не рекомендуется учитывать трение по боковой поверхности, так как в их работу не включается околосвайный массив грунта. Кроме того, при установке конструкций малых длин и диаметров, крайне неустойчивых к воздействию горизонтальных нагрузок, рекомендуется для обеспечения устойчивости применять элемент сопротивления боковым нагрузкам (ЭСБН) или выполнять обязательное бетонирование основания колонны.
У многолопастных свай две и более лопасти. Благодаря включению в работу околосвайного массива грунта, они одинаково хорошо воспринимают вдавливающие и выдергивающие нагрузки, демонстрируют хорошую несущую способность даже в слабых грунтах (заторфованные грунты, торфы, илы и т.д.).
Еще одно существенное преимущество этой конструкции – при достижении критической нагрузки она не «уходит в срыв», а продолжает набирать несущую способность.
В то же время достижение максимальных показателей многолопастных свай сопряжено с некоторыми сложностями, так как обеспечивается расчетом расстояния между лопастями, шага и угла наклона лопастей. Ошибки в вычислениях могут привести к возникновению «обратного эффекта»: введение второй лопасти окажется не просто бесполезным, но и ухудшит работу конструкции, вплоть до того, что многолопастная свая будет уступать в восприятии горизонтальных нагрузок даже конструкции с одной лопастью (подробнее об этом в статье «Особенности расчета многолопастных свай»).
За счет увеличения числа лопастей такие сваи воспринимают большие нагрузки при меньшем диаметре трубы. При этом жесткость ствола меньшего диаметра обеспечивается использованием толстостенного трубопроката (от 6 мм).
4. Винтовые сваи для малых и больших нагрузок
Если говорить об усредненных грунтах с достаточной несущей способностью, то к винтовым сваям для малонагруженных конструкций относят:
- однолопастные с диаметром лопасти до 500 миллиметров включительно, толщиной лопасти до 6 миллиметров включительно и толщиной стенки ствола до 4,5 миллиметра включительно;
- многолопастные с диаметром лопастей до 300 миллиметров включительно, толщиной лопасти до 5 миллиметров включительно и толщиной стенки ствола до 3,5 миллиметра включительно.
Их используют при возведении объектов ИЖС и сопоставимых по нагрузкам промышленных сооружений. При условии применения свай с аналогичными параметрами под более серьезные нагрузки и в особо прочных грунтах, необходимо для увеличения прочности по материалу использовать металлопрокат большей площади сечения.
К винтовым сваям для больших нагрузок относят конструкции:
- с одной лопастью диаметром более 400 миллиметров, толщиной лопасти более 6 миллиметров и толщиной стенки ствола более 4,5 миллиметра;
- с двумя и более лопастями диаметром более 300 миллиметров и толщиной более 5 миллиметров, толщина стенки ствола которых составляет более 3,5 миллиметра.
Их применяют при строительстве крупных гражданских и промышленных объектов.
Существует также точка зрения, что относить сваи к первой или второй группе по нагрузкам следует, исходя из диаметра ствола. Это допустимо, но только когда речь идет о широколопастных сваях больших длин и диаметров (более 6 метров и свыше 159 мм) или узколопастных сваях. В случае с узколопастными конструкциями, используемыми в особо прочных сезоннопромерзающих и многолетнемерзлых (вечномерзлых) грунтах, не меньшее значение имеет толщина металла, которая выступает дополнительным основанием для классификации.
Дополнительно
5.1. Толщина стенки ствола
По толщине стенки ствола винтовые сваи делятся на сваи малых толщин (до 3,5 мм включительно), средних толщин (свыше 3,5 миллиметра) и толстостенные (6 и более миллиметров).
Первая группа (до 3,5 мм включительно) рекомендована для строительства легких зданий и сооружений (беседки, ограждения и т.п.), которые относятся к классу ответственности III (пониженный), при условии их эксплуатации в неагрессивных грунтовых условиях.
Вторая группа (свыше 3,5 мм) применяется для строений III класса ответственности, передающих на фундамент более высокую нагрузку, а также для построек II (нормального) класса ответственности, но только на участках, представленных неагрессивными грунтами.
При строительстве в средне- и сильноагрессивных грунтах и/или при больших нагрузках (классы ответственности II (нормальный) и I (повышенный) лучше использовать толстостенные винтовые сваи.
Подбирается толщина металла на стадии разработки проекта с учетом данных о коррозионной активности грунта на участке строительства, о чем подробно рассказывается в статье «Подбор толщины стенки ствола на основании требований к сроку службы». Для уточнения правильности подбора параметров рекомендуется после выполнения расчета долговечности проверить остаточную толщину стенки ствола на соответствие проектным нагрузкам и требованиям ГОСТ 27751-2014 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения».
Подбор диаметра ствола также осуществляется с учетом коррозионных процессов в грунте и в соответствии с требованиями к жесткости и прочности.
5.2. Толщина лопасти
Если говорить о толщине лопасти, то сейчас в строительстве используются сваи с толщиной лопасти до 5 миллиметров включительно и 6 и более миллиметров.
Как и в случае с толщиной стенки ствола, конструкции, относящиеся к первой группе, можно использовать только при строительстве легких зданий и сооружений, временных объектов. Для долговременных построек, крупных гражданских и промышленных объектов и для агрессивных грунтовых условий рекомендованы сваи с толщиной лопасти 6 и более миллиметров.
Подбирается толщина лопасти на стадии разработки проекта с учетом данных о коррозионной активности грунта.
5.3. Марка стали
При выборе марки стали нужно учитывать агрессивность среды, характер нагрузок и условия эксплуатации. Более подробную информацию о марках стали Вы найдете в статье «Использование стали различных марок в производстве».
5.4. Покрытие
Покрытие относят к дополнительным мерам защиты винтовых свай от коррозии, так как во время установки в грунт конструкции испытывают значительное абразивное воздействие. Более эффективным является увеличение толщины металла и использование качественной стали. Но нельзя отрицать, что нанесение покрытия при условии сохранения его целостности позволяет снизить негативное воздействие на надземную часть сваи и на участок в контактной области «атмосфера – грунт».
Производители винтовых свай в основном используют следующие покрытия:
- полимерные;
- грунты-эмали по ржавчине;
- полиуретановые;
- эпоксидные;
- цинковые (полученное методом горячего или холодного цинкования).
Подробные результаты испытаний перечисленных покрытий Вы можете найти в статье «Сравнительный анализ различных типов антикоррозийного покрытия.
Геошуруп или винтовая свая
Получите консультацию специалиста Заполните форму и наш специалист свяжется с Вами
Монтаж геошурупов отличается в лучшую сторону от монтажа всех остальных видов фундаментов. Вкручивать - всегда удобней и надежней, чем забивать. Погрузить геошуруп в грунт можно без привлечения тяжелой строительной техники. Достаточно лишь создать крутящий момент с помощью двух-четырех рабочих с рычагами. Компания "PILLAR Украина" использует три метода проведения монтажных работ, выбирая оптимальный для каждого конкретного случая.
Первый метод самый простой. Это ручной метод монтажа с помощью насадки и профильных труб-рычагов. Им можно пользоваться самостоятельно. Насадка идет в комплекте с геошурупами для фундаментов "Сделай сам", а профильные трубы всегда найдутся в хозяйстве. От двух до четырех рабочих-новичков в среднем успевают закрутить за день 10-20 геошурупов средней длины 2-3 метра. Сквозь проушины насадки продеваются рычаги для создания крутящего момента с помощью человеческой рабочей силы. Благоприятное воздействие оказывает увеличение количества рычагов от двух до четырех. После начала вкручивания геошурупа необходимо контролировать уровень его вертикальности до погружения на одну треть.
Вертикальный уровень завинчиваемой сваи контролируется с помощью трубного уровня, а горизонтальный уровень - с помощью натянутой нитки либо оптического или лазерного нивелира.
Второй метод - электро-механический с помощью так называемого "электросваяверта". Этот метода ничем принципиально не отличается от полностью ручного за исключением того, что всю работу выполняет электрооборудование.
Третий метод - гидравлическое навесное оборудование, которое устанавливается на разного рода краны, погрузчики, тракторы и самоходные буровые установки. Третий метод является оптимальным с точки зрения времени проводимых работ, а также монтируемых геошурупов. Он позволяет монтировать геошурупы длиной до 7-8 метров, но ключевым является условия проходимости стройплощадки для такого вида техники.
Что будет, если геошуруп упрется в камень? Ответ на этот вопрос зависит от размера камня. Если камень размером с кулак, то геошуруп отодвинет его и продолжит дальше закручиваться. Если его размер больше автомобильного колеса и он встретился на глубине две третьих от проектной глубины, то необходимо подрезать оголовок, приварить его на новую заданную высоту.
Читайте также: