Винтовые сваи для крупнообломочных грунтов
Виды винтовых свай
На сегодняшний день существует огромное количество различных видов винтовых свай: однолопастные, многовитковые, с литым наконечником, с увеличенным диаметром лопасти, оцинкованные и т.д.
Рассмотрим ряд характеристик, позволяющих сориентироваться во всем многообразии предлагаемых видов винтовых свай.
Все виды винтовых свай имеют свои отличительные особенности (характеристики):
Тип наконечников для винтовых свай
Наконечник – та часть винтовой сваи, которая ввинчивается в землю и удерживает винтовую сваю наподобие якоря. Различают два вида наконечников — сварные или литые.
- Сварной наконечник изготовить проще и дешевле, и это самый популярный тип наконечников для винтовых свай. Но обладает меньшей прочностью нежели литой наконечник.
- Литой наконечник имеет оптимальные параметры и максимальную прочность, но при этом и цена литого наконечника будет намного выше сварного.
Литые наконечники подразделяются на: широколопастные, многовитковые (узколопастные) и для вечномерзлых грунтов.
У сварных наконечников подвидов больше, так как многие производители вносят свои модификации. Различаются они по диаметру лопасти, по количеству витков, по расстоянию шага витков, наличие зубцов на краях лопастей и т.д.
Литые наконечники подвержены деформации в меньшей степени, такие сваи используются в крупнообломочных грунтах; в почвах с природными и техногенными включениями; в особенно плотных и промерзающих грунтах; в гравелистых песках. Но все же статус "народные сваи" получили винтовые сваи со сварными лопастями, этому поспособстовала их цена. Поэтому в зависимости от ситуации лучше использовать сваи со сварными наконечниками (уделяя внимание качеству изготовления, марке и толщине стали).
Количество лопастей
Еще одной отличительной частью винтовых свай является количество используемых лопастей:
Наиболее популярными являются винтовые сваи с одной лопастью. В зависимости от модели сваи, они могут стать основанием для забора, веранды, бани, дома. Сваи с одной лопастью будут эффективны в грунтах, характеризующихся высокой несущей способностью, однако возможен их срыв, если нагрузка окажется критической.
Когда лопастей несколько, эффективность винтовой сваи гораздо меньше зависит от свойств грунта. Такие сваи могут выдерживать большие нагрузки и благодаря тому, что задействуется прилегающее пятно грунта, будут более устойчивы при разнонаправленной (вдавливающей, выдергивающей или горизонтальной) нагрузке. Увеличивая число лопастей, можно уменьшить диаметр осевого стержня (сохранить его жесткость поможет увеличение толщины стенки трубы). Также могут варьироваться параметры лопастей: их шаг, угол наклона, расстояние между ними – таким образом проектировщики добиваются оптимального сочетания характеристик.
Размер лопастей
Они выбираются исходя из эксплуатационных условий – свойств почвы и нагрузки на фундамент из винтовых свай. Нагрузка может быть неоднородной даже в границах одного строительного объекта, таким образом, к сваям под ответственными узлами сооружения, под несущими или второстепенными стенами, лагами пола и т. д. могут предъявляться различные требования. Здесь важен итог: запас прочности по всей площади объекта должен распределяться равномерно, что приведет к увеличению срока службы всего сооружения.
Если диаметр лопасти больше, чем полтора диаметра ствола, то такие сваи называются широколопастными. Остальные – узколопастные.
Различные варианты геометрии лопасти предусмотрены разработчиками в зависимости от физических свойств грунта (его пористости, водонасыщения, гранулометрического состава, консистенции и т. д.). Так, широкие лопасти, предназначенные для почвы:
• текучей, текуче-пластичной и мягко-пластичной;
• тугопластичной и твердой водонасыщенной глинистой;
• полутвердой – будут иметь разные геометрические параметры.
Сваи с узкими лопастями рассчитаны на более плотный грунт, в частности на тот, что промерзает зимой, или же на почвы в районах вечной мерзлоты. Вероятность деформации такой узкой лопасти будет ниже, а плотный грунт обеспечит надежную фиксацию.
Толщина металлопроката
Стенка трубы (ствола) может быть разной, выделяют сваи:
- тонкостенные (до 3,5 мм включительно);
- со стенкой средней толщины (более 3,5 мм);
- толстостенные (6 мм и более).
Здесь выбор зависит от того, насколько велика расчетная нагрузка и в какой степени может вызывать коррозию грунт в пятне застройки. Те же критерии будут уместны и в подборе толщины лопасти: для мелких объектов подойдут сваи с лопастями толщиной до 5 мм (включительно), а при масштабном строительстве понадобятся уже лопасти толщиной от 6 мм и выше.
Несущая способность винтовых свай
Как ни странно, при выборе сваи под определенные нагрузки диаметр ствола винта далеко не всегда является определяющим – это важно лишь для свай с узкими лопастями, а также для тех широколопастных, что имеют длину более чем 6 метров и диаметр от 16 сантиметров и выше.
Для малых нагрузок (ИЖС и мелкие промышленные объекты) предназначены сваи:
- с одной лопастью (диаметр – до 500 мм, толщина – до 6 мм), толщина стенки ствола – до 4,5 мм;
- с несколькими лопастями (диаметр – до 300 мм, толщина – до 5 мм), толщина стенки ствола – до 3,5 мм.
Для крупных гражданских объектов и промышленных предприятий понадобятся более мощные сваи:
- одна лопасть (толщина – более 6 мм, диаметр – более 500 мм), толщина стенки ствола – более 4,5 мм;
- либо с несколькими лопастями (диаметр – более 300 мм, толщина – более 5 мм), толщина стенки ствола – более 3,5 мм.
Защитное антикоррозионное покрытие
Отсрочить разрушение ржавчиной можно как увеличением толщины материала, так и нанесением защитного покрытия. Рассмотрим наиболее популярные типы защиты винтовых свай, обозначив плюсы и минусы соответствующими знаками.
1. Полимерное покрытие
Износоустойчивость, прочность, высокая адгезия к поверхности.
Сложность защиты поверхности с неровностями (стыки и выемки, сварные швы), вероятность в дальнейшем сколов и точечной коррозии.
2. Двухкомпонентное покрытие, в основе которого – смолы полиуретана
Прочность, сохранность при контакте с абразивами, в агрессивной среде, при резких температурных перепадах, высокая адгезия и на неровных участках поверхности.
Сложность нанесения защиты в кустарных условиях, уменьшение адгезии при избыточной толщине слоя.
3. Эпоксидное покрытие
Простое нанесение, стоимость сравнительно низкая.
Эластичность покрытия снижена, недостаточная ударопрочность, излишнее водопоглощение.
4. Холодное цинкование
Наносится просто, стомость защиты сравнительно низка.
Адгезия крайне мала.
5. Горячее цинкование
Покрытие экологично и превосходит полимерное по уровню адгезии.
Сложность нанесения на неровности; есть немало ограничений по области применения: pH (водородный показатель среды) не ниже 3 и не выше 11; удельное сопротивление грунта не меньше чем 50 Ом м и другие.
Буронабивные сваи в крупнообломочных грунтах
Ну рынок такой, увы. Инфа от заказчика по другому объекту, думаете врёт?
Да ладно, я уж там со всем смирился, рукой махнул, перекрестился. Вы мне своё мнение по поводу свай из трубы 146мм приоткройте, пжлст
Последний раз редактировалось metalirk, 13.05.2015 в 17:03 . DnepropetrovskДа уж цены)) даже стыдно стало за какие копейки мы работаем.
Ну 146мм для коротких свай на мой взгляд вполне нормально. Только как армировать их собирается подрядчик? наверное отдельными стержнями. что при слабых грунтах вверху на мой взгляд не есть гуд. лучше бы диаметр побольше и каркас пространственный.
Да, не досмотрел, сваи в неизвлекаемой обсадной трубе. Конечно не фонтан с экономической точки зрения)), но как вариант для стеснённых условий вполне.
Сваи для вечномерзлых грунтов!
sasch, не вдаваясь в сущность вопроса, я помню, что вы уже задавали подобный вопрос (или искали книги по этому вопросу). Что там ответили?
Если есть конкретный вопрос, то постараюсь ответить. Если просто разобраться, то см.
Докучаев В. В. Свайные фундаменты в вечномерзлых грунтах1972г.
Торгулян Ю.О. Устройство свайных фундаментов в вечномерзлых грунтах.1978
Может вы уже смотрели
Рекомендации по устройству буронабивных свай в вечномерзлых грунтах (год не помню, но выпускали Норильчане)
ТТК К-1-25 Устройство свайных фундаментов под опоры ВЛ в вечномерзлых грунтах
И инересная для меня, но может вы что-нибудь и найдете для себя из СП 32-101-95 Проектирование и устройство фундаментов опор мостов в районах распространения вечномерзлых грунтов
Последний раз редактировалось topos2, 30.08.2009 в 13:51 . Там никто ничего не ответил.В расчетной схеме учитывать сваи или нет? Свая выходит из грунта на 1 м. И если учитывать, то расчетную длину определять как стойки с переменным сечением или брать от верхнего конца сваи. Свая выходит из грунта на 1 м. И если учитывать, то расчетную длину определять как стойки с переменным сечением или брать от верхнего конца сваи. На сколько я помню, там все зависит на какой момент оттаивания ведется расчет. Сейчас ничего нет под рукой посмотреть. Я помню, все эти схемы и номограммы для определений усилий есть в Справочнике по строительству на вечномерзлых грунтах. свая в салехарде в основном железобетон,труба редко,в основном под теплотрассы идет б\у шка.
лидерная скважина не на метр глубже а а метр меньше.
диаметр бура по геологии берется,как правило равен стороне квадратной сваи.
что за бред про отпаривание грунта,расскажу колегам-поржут.
живу с 85 года в салехарде,такого еще не видел.
считаю в "Фундаменте"
свая из грунта 1 метр..хм.
экспертиза требует по СНиП 1.2 метра от расконвертовки до нижней отметки ростверка,т.е. 12метровая свая колотится на 10 метров по проекту.
удачи.
и кстати иногда и по 2му принципу работаем,бывает мерзлоты нет. но это в Салехарде Подмосковье makarkharp "что за бред про отпаривание грунта,расскажу колегам-поржут.
живу с 85 года в салехарде,такого еще не видел." Уважаемый коллега. Мы здесь общаемся не для того, чтобы "ржать" над мнением других коментаторов, а для того чтобы помогать друг другу.
Отпаривание грунта установкой ППУ выполнялось. ЮЖНИИГИПРОГАЗом (генпроектировщик по промыслам Уренгойскому, Медвежьему, Ямбургскому, Бованенковскому) была даже разработана технологическая карта на погружение трубчатой сваи. Сначала применялась труба с закрытым остроконечным концом. Но при забивке копром происходило смятие тела трубы и тогда перешли на метод отпаривания. Мне, как руководителю строительного предприятия пришлось все это пройти.
Касательно расчета свай на воздействие горизонтальных усилий можно сказать следующее. Горизонтальные нагрузки на сваю возникают только в местах "мертвых" (неподвижных) опор между компенсаторами в средине. Повторюсь - труба на ростверках стальных между компенсаторами лежит на сколязящих опорах.
topos2, кто автор справочника? прога Фундамент считает по I принципу - если зайти на вкладку "расчет ВМГ",а если считать по II принципу, то считать как для обычных грунтов. Это так?
Насчет того, что свая на 1 м выходит - нам прислали требования, что свая должна выходить на 1-2 м - не ниже и не выше.
Последний раз редактировалось sasch, 30.08.2009 в 16:31 . отпаривали может где то в районе Бованенково,но в городах такого не делали и не делают,тем более сейчас.и кстати довольно серьезно сейчас домают насчет свай,по тому же бованенково,стоимость фундаментов дикая из за отсыпки и температурной стабилизации,плита на насыпной подушке дешевле и работает не хуже. topos2, кто автор справочника? прога Фундамент считает по I принципу - если зайти на вкладку "расчет ВМГ",а если считать по II принципу, то считать как для обычных грунтов. Это так?
.
Я сечас далеко от книжного шкафа. На память, он так и называется
Справочник по строительству на вечномерзлых грунтах 1977 (или 76) авторство толпы народа, в том чиле Велли и Докучаева - раньше настольная книга мерзлотников.
ps Я уже 10 лет не касался северов, но тут на форуме точно есть люди специализирующиеся на мерзлоте.
Расчет по II принципу: все же нужно знать глубину оттаивания, а так все как для обычных свай по СП и Пособию. Разница только в том, что для деревянных и закрытых пустых трубчатых свай нужно учитывать эффект всплытия.
Винтовые сваи в международных стандартах и практических рекомендациях пользователей FORUMHOUSE
Винтовые сваи считаются универсальным видом фундамента, который делается за один день, подходит для любых грунтов, спокойно служит более ста лет (но это зависит от качества стали) и не наносит вред почвенному покрову участка. Строителям выгодно использовать винтовые сваи – на устройство фундамента уходит не пара месяцев, а пара дней, но чем это может обернуться для будущих владельцев дома? Особенно в российских условиях, когда нет ясности с официальными строительными нормативами и рекомендациями по применению винтовых свай в малоэтажном строительстве. Эта статья рассказывает о том, какие нормативы и рекомендации существуют в мировом строительном сообществе, и чем руководствуются при установке винтовых свай участники нашего портала.
Содержание
- Преимущества винтовых свай
- Ограничения для винтовых свай по Международным строительным нормам
- Какой грунт не подходит для винтовых свай
- Требования к элементам конструкции винтовой сваи
Преимущества винтовых свай
Почти 200 лет назад в США появилось первое строение на винтовых сваях. Это был маяк Стонингтон-Харбор в Коннектикуте: десятиметровая каменная башня, соединенная с каменным домом смотрителя. Этот маяк цел до сих пор.
Винтовые сваи разработал молодой ирландец Александр Митчел. На «винтовых сваях Митчела» строили маяки и причалы, железнодорожные мосты и путепроводы. Преимущества винтовых свай были очевидны:
- скорость (готова к использованию сразу же после установки);
- технологичность (понято, что вручную сваи для промышленного использования не ввинчиваются);
- невысокая стоимость (они всегда дешевле железобетонных фундаментов);
- независимость от климатических условий (их можно устанавливать хоть в мороз, хоть в жару от -35 до 35 градусов Цельсия).
- независимость от УГВ: не надо волноваться из-за набухающих грунтов и осушать площадку.
Посмотрите видео о том, как легко можно бурить сваи даже зимой:
Ограничения для винтовых свай по Международным строительным нормам
Но все вышесказанное касается только фундаментов из свай, сделанных промышленным способом и по всем параметрам соответствующих Международным строительным нормами ICC AC358 Helical Foundation Acceptance Criteria (Критерии приемлемости фундаментов на основе винтовых свай). И даже для таких свай введен целый ряд ограничений.
- Винтовые сваи используются только для строений с классами сейсмостойкости от А до С, от «конструкции для сейсмобезопасных районов» до «конструкции для районов с умеренной сейсмической активностью».
- Удельное электрическое сопротивление грунта должно быть при этом более 1000 Ом-см (это связано с высокой скоростью электрохимической коррозии стали);
- РH грунта должен быть более 5,5.
- Грунт не должен содержать большое количество органики;
- Сульфация грунта должна быть менее 1000 ppm (иначе появляется угроза для незащищенного бетона железобетонных свай);
- Грунт не должен содержать отвалы грунта, мусор и пр;
- Грунт должен обеспечивать боковую поддержку свай. Рыхлые пылеватые пески, торф, мягкие осадочные породы тут неприемлемы.
Чтобы понять, с каким грунтом приходится иметь дело, обычно делают пробное вкручивание или бурение. Не лишним будет поговорить с соседями, которые уже поставили дом на винтовые сваи: все достоинства и недостатки они уже выявили эмпирическим путем.
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:
Глубина заглубления сваи в плотные грунты - минимум 1542 мм, а в мягкие - минимум 3048 мм.Требования к элементам конструкции винтовой сваи
Толщина металла стенок винтовой сваи зависит от двух параметров:
- нагрузки на нее;
- условий эксплуатации.
Под условиями эксплуатации в большей степени понимается, как будет истончаться металл из-за коррозии – именно от того зависит, прослужит свая 400 лет или проржавеет через 40 лет и дом рухнет.
Допустим, у вас на участке обычный суглинок (не солончак и не кислые почвы) и труба ГОСТ 10704-91 «трубы стальные электросварные прямошовные» с толщиной стенки 3,8мм (самый ходовой размер). Свая не покрашена, или покрашена дешевой, но не специальной краской. По моим наблюдениям, такая свая может прослужить около 50 лет. А если сталь защищена специальной краской, а лучше цинком, то срок нормальной эксплуатации сваи намного больше.
Требование использовать цинковые покрытия свай в грунтах с высокой коррозионной активностью предъявляет международный стандарт ICC AC358 Helical Foundation Acceptance Criteria. Ниже в таблицу мы собрали требования этого документа к конструкции винтовой сваи:
Параметр
Величина
Толщина стенки ствола в неагрессивных грунтах
Толщина стенки ствола в агрессивных грунтах
Толщина полимерного покрытия
Большинство свай российского производства этим параметрам не соответствует. Их делают из сварных труб (стойкость к коррозии бесшовных труб из горячего проката значительно выше, и именно из таких труб должен был делаться ствол сваи согласно советскому справочнику «Сваи и свайные фундаменты», выпущенному в 1977 году). Как уже говорилось, «самый ходовой размер» толщины стенки у нас 3,8 мм (но почти всегда до 4 мм). А покрытие от коррозии настолько тонкое, что не часто не переживает даже транспортировку.
Очень важно, чтобы на сваю было нанесено качественное, износостойкое покрытие. Можно проверить качество краски, царапнув ее рядом с просверленном отверстием в конце сваи. Качество сварки можно увидеть по шву: он должен быть сплошной, ровный, красивый, без соплей и раковин. И металл должен быть гладкий. Нужна уверенность, что перед вами – не покрашенная ржавая труба.
Если перевернуть сваю и постучать по ней, из нее не должна сыпаться ржавчина.
Популярное в нашей стране «обваривание» стальных винтовых свай связями из стальных швеллеров, двутавров и уголков ускоряет коррозию. В грунтах со слабой боковой поддержкой эта технология – суровая необходимость, без нее не обойтись. Но при этом может возникнуть гальваническая связь между сваями и другими стальными строительными элементами и арматурой железобетонных конструкций: это приводит к появлению блуждающих токов, ускоряющих коррозию. В пункте 3.9 ICC AC358 говорится о том, что той связи быть не должно. Также этот пункт запрещает совмещение в свайном фундаменте оцинкованных и неоцинкованных элементов.
В целом, если человек не знает степень коррозионной агрессивности грунта на своем участке, ему лучше не рисковать и использовать сваи со стволом:
Выводы
На нашем портале часто можно часто встретить мнение, что винтовые сваи не подходят для ответственных строений.
Винтовые сваи - удел сараев и бытовок, ну ни в коем случае для дома!
Но в реальности на винтовых сваях надежно и долго стоят даже большие дома. Самое главное здесь – высокое качество свай и правильный расчет. Учитывать нужно и особенности грунта, и степень его коррозивной агрессивности. Фундамент – основа дома, и легкомысленность в этом вопросе недопустима.
Больше узнать про винтовые сваи и определиться с их допустимость в малоэтажном строительстве помогут темы на FORUMHOUSE «Фундамент на винтовых сваях – 6» и «20 мифов про винтовые сваи». Почитайте нашу статью – она доказывает, что существует всего три причины построить свайно-винотовой фундамент. Посмотрите наше видео про утепленный финский фундамент, который рассказывает нюансы монтажа, конструкционные особенности, отличия от подобных типов плитных фундаментов.
Винтовые свайные фундаменты
И вместе с вашими мечтами о новом доме у вас начали появляться проблемы. Первая из них – оказывается, на вашем участке уровень грунтовых вод очень высок.
Вторая – характеристика самих грунтов. Для фундаментов наиболее опасно пучение грунта в зимнее время. Этому сильно подвержены: водонасыщенные глины, супеси, суглинки, мелкие и пылеватые пески. Под действием мороза слои пучинистого грунта начинают подниматься вверх. Если нагрузка от дома меньше силы пучения, происходит неравномерное выпирание фундамента из земли. Весной после прекращения морозов произойдёт неравномерная осадка дома. Заметим, что заглубление фундамента ниже глубины промерзания не гарантирует защиту от морозного пучения грунта, особенно для лёгких зданий.
Что делать если у вас залегает торф на участке? Прежде всего, придётся отводить воду, а для этого нужно ознакомиться с этой технологией. Во-вторых, надо засучить рукава и начать выбирать пучинистые и просадочные грунты, т.е. копать котлован или траншею, а если у вас не хватит сил, придётся применить тяжёлую технику. Дальше заливается фундамент и обратная засыпка щебнем и песком. И в результате деньги кончаются ещё на этапе строительства фундамента. Вот тогда вы начинаете понимать, почему такой великолепный участок достался так дёшево, а ваша мечта об уютном домике тает как дым.
В этой ситуации вы можете рискнуть и не заглублять сильно фундамент, для проверки его на пучение. Но лучше не рисковать, а воспользоваться простым и недорогим способом. Установить дом на винтовом свайном фундаменте.
Фундамент на винтовых сваях
Если вам необходимо сохранить первозданный ландшафт, нельзя применять тяжёлую технику или у вас пучинистый грунт, то у вас остаётся единственное и правильное решение - винтовые свайные фундаменты.
Это достаточно новая технология, разработанная военными для быстрого строительства мостов, высоковольтных линий в неустойчивых и замёрзших грунтах. Эта технология позволяет без больших затрат устанавливать фундаменты на любой местности с любым рельефом.
Винтовая свая – это стальная труба с приваренными к ней лопастями особой конфигурации. Сваи устанавливают при помощи закручивания их в грунт не менее чем на 1,5 м в соответствии с чертежами постройки фундамента. Когда просадочные грунты или торф залегают глубоко, сваи наращивают и завинчивают до тех пор, пока не будет пройден этот слой. Затем сваи отрезают в соответствии с проектом, а стволы свай бетонируют до уровня подрезки. И всё вместе покрывают антикоррозийным составом.
Винтовые свайные фундаменты обладают высокой устойчивостью, как на сжимание, так и на выдирание из грунта и способны противостоять силам морозного пучения. Конструкция сваи устроена, так что при закручивании сваи межвитковые промежутки грунта не разрыхляются винтом, а напротив уплотняются.
В зависимости от материалов, из которых будет построен дом, сваи обвязывают для каменных домов - монолитным железобетонным ростверком, а для бревенчатых и каркасных – деревянным брусом.
Преимущества фундамента на винтовых сваях:
- скорость производства работ по устройству фундамента составляет от 1 до 3 рабочих дней;
- полное отсутствие «мокрых процессов»;
- малое количество трудозатрат на устройство фундамента (3-4 человека);
- не требуется подъездных путей для техники;
- не требуется проведения земляных работ;
- полное отсутствие специальной техники;
Работы по устройству винтового фундамента можно проводить даже:
- на аккуратном ухоженном газоне без риска повреждения газона;
- на склонах;
- на неровном, необработанном от пней участке;
- в непосредственной близости от больших деревьев;
- на торфяных и обводненных грунтах и в других сложных условиях;
- к уже построенным зданиям на винтовых сваях легко пристраивать новые сооружения;
- работы по устройству винтового фундамента можно проводить даже зимой.
Заводская гарантия качества и долговечности 70 – 100 лет. Винтовой фундамент – наиболее экономичное решение по сравнению с ленточным фундаментом или фундаментов на ж/б блоках.
Помимо перечисленных преимуществ винтовой свайный фундамент надёжнее обычных столбчатых по запасу прочности и противодействия морозному пучению.
При разнородном грунте сваи можно закрутить на разную глубину и обеспечить этим однородную несущую способность
Связанные между собой брусом или стальным швеллером, сваи представляют собой целостную жёсткую конструкцию.
Внутренняя часть сваи бетонируется, а снаружи покрывается антикоррозийным составом.
Технология защиты свай
Винтовые сваи покрыты по технологии термодиффузионного цинкования NeoZinc. Толщина покрытия составляет 50 микрон, что обеспечивает её сохранность в течение 50 лет. При увеличении толщины покрытия до 100 микрон срок сохранности увеличится вдвое.
Защитное покрытие равномерно наносится на готовую сваю, поэтому оно покрывает не только наружную поверхность сваи, но и внутреннюю.
ОСОБЕННОСТИ МОНТАЖА СВАЙНО-ВИНТОВОГО ФУНДАМЕНТА В КАМЕНИСТЫЙ ГРУНТ
Не секрет, что винтовые сваи позволяют существенно сэкономить на строительстве дома, и при этом заметно ускорить обустройство фундамента без ущерба для качества, надежности и долговечности объекта. Поэтому многие люди сегодня выбирают именно этот вид фундамента. Тем более, что фундамент на винтовых сваях как нельзя лучше подходит для возведения каркасно-щитовых домов и домов из бруса, которые сейчас пользуются повышенной популярностью среди наших сограждан. Но везде ли можно устанавливать подобный фундамент? Оказывается, существуют ограничения. Например, определенные сложности могут возникнуть при монтаже свайно-винтового фундамента в каменистый грунт.
КАКИЕ СЛОЖНОСТИ МОГУТ ВОЗНИКНУТЬ, ЕСЛИ У ВАС КАМЕНИСТЫЙ ГРУНТ?
В принципе, свайно-винтовой фундамент можно установить во все типы грунтов, за исключением тех мест, где на поверхность выходят скальные породы и плотные известняковые пласты. А все потому, что:
- во-первых, ввинтить сваю в плотный или каменистый грунт сложно с технологической точки зрения;
- во-вторых, даже если специалисты каким-то чудом и смогут ввинтить сваю в скальную породу, никто не даст гарантию на то, что в процессе не будет нарушен защитный слой конструкции, из-за чего может появиться совершенно недопустимая для данного типа строительства коррозия.
Проблемы могут возникнуть и в процессе монтажа свай в почвы, чрезмерно насыщенные валунами (каменистые почвы). Правда, в этом случае возможны варианты:
- если камни располагаются на глубине в пределах 0,5 метра, то специалисты их выкапывают и потом без проблем устанавливают винтовые сваи;
- если камни располагаются на глубине в пределах 1 метра, но при этом их очень мало (1-2 камня на фундамент), то при достаточном уровне квалификации специалистов также не будет проблем – камни удаляются и в очищенную почву ввинчиваются сваи;
- если же камни залегают глубоко (на глубине около 1 метра) и их много, то в лучшем случае потребуется ряд сложных дополнительных работ, а в худшем – от установки свайно-винтового фундамента придется отказаться.
ВИНТОВЫЕ СВАИ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМАТИВЫ
Согласитесь, что ввинтить сваю в скальную породу или просто огромный валун на такую глубину без опасений нарушить целостность защитного слоя конструкции или прочность поверхности грунта – это очень сложная задача. Поэтому свайно-винтовой фундамент на каменистом грунте устанавливается только после обязательного пробного завинчивания.
Виды винтовых свай
На сегодняшний день существует огромное количество различных видов винтовых свай: однолопастные, многовитковые, с литым наконечником, с увеличенным диаметром лопасти, оцинкованные и т.д.
Рассмотрим ряд характеристик, позволяющих сориентироваться во всем многообразии предлагаемых видов винтовых свай.
Все виды винтовых свай имеют свои отличительные особенности (характеристики):
Тип наконечников для винтовых свай
Наконечник – та часть винтовой сваи, которая ввинчивается в землю и удерживает винтовую сваю наподобие якоря. Различают два вида наконечников — сварные или литые.
- Сварной наконечник изготовить проще и дешевле, и это самый популярный тип наконечников для винтовых свай. Но обладает меньшей прочностью нежели литой наконечник.
- Литой наконечник имеет оптимальные параметры и максимальную прочность, но при этом и цена литого наконечника будет намного выше сварного.
Литые наконечники подразделяются на: широколопастные, многовитковые (узколопастные) и для вечномерзлых грунтов.
У сварных наконечников подвидов больше, так как многие производители вносят свои модификации. Различаются они по диаметру лопасти, по количеству витков, по расстоянию шага витков, наличие зубцов на краях лопастей и т.д.
Литые наконечники подвержены деформации в меньшей степени, такие сваи используются в крупнообломочных грунтах; в почвах с природными и техногенными включениями; в особенно плотных и промерзающих грунтах; в гравелистых песках. Но все же статус "народные сваи" получили винтовые сваи со сварными лопастями, этому поспособстовала их цена. Поэтому в зависимости от ситуации лучше использовать сваи со сварными наконечниками (уделяя внимание качеству изготовления, марке и толщине стали).
Количество лопастей
Еще одной отличительной частью винтовых свай является количество используемых лопастей:
Наиболее популярными являются винтовые сваи с одной лопастью. В зависимости от модели сваи, они могут стать основанием для забора, веранды, бани, дома. Сваи с одной лопастью будут эффективны в грунтах, характеризующихся высокой несущей способностью, однако возможен их срыв, если нагрузка окажется критической.
Когда лопастей несколько, эффективность винтовой сваи гораздо меньше зависит от свойств грунта. Такие сваи могут выдерживать большие нагрузки и благодаря тому, что задействуется прилегающее пятно грунта, будут более устойчивы при разнонаправленной (вдавливающей, выдергивающей или горизонтальной) нагрузке. Увеличивая число лопастей, можно уменьшить диаметр осевого стержня (сохранить его жесткость поможет увеличение толщины стенки трубы). Также могут варьироваться параметры лопастей: их шаг, угол наклона, расстояние между ними – таким образом проектировщики добиваются оптимального сочетания характеристик.
Размер лопастей
Они выбираются исходя из эксплуатационных условий – свойств почвы и нагрузки на фундамент из винтовых свай. Нагрузка может быть неоднородной даже в границах одного строительного объекта, таким образом, к сваям под ответственными узлами сооружения, под несущими или второстепенными стенами, лагами пола и т. д. могут предъявляться различные требования. Здесь важен итог: запас прочности по всей площади объекта должен распределяться равномерно, что приведет к увеличению срока службы всего сооружения.
Если диаметр лопасти больше, чем полтора диаметра ствола, то такие сваи называются широколопастными. Остальные – узколопастные.
Различные варианты геометрии лопасти предусмотрены разработчиками в зависимости от физических свойств грунта (его пористости, водонасыщения, гранулометрического состава, консистенции и т. д.). Так, широкие лопасти, предназначенные для почвы:
• текучей, текуче-пластичной и мягко-пластичной;
• тугопластичной и твердой водонасыщенной глинистой;
• полутвердой – будут иметь разные геометрические параметры.
Сваи с узкими лопастями рассчитаны на более плотный грунт, в частности на тот, что промерзает зимой, или же на почвы в районах вечной мерзлоты. Вероятность деформации такой узкой лопасти будет ниже, а плотный грунт обеспечит надежную фиксацию.
Толщина металлопроката
Стенка трубы (ствола) может быть разной, выделяют сваи:
- тонкостенные (до 3,5 мм включительно);
- со стенкой средней толщины (более 3,5 мм);
- толстостенные (6 мм и более).
Здесь выбор зависит от того, насколько велика расчетная нагрузка и в какой степени может вызывать коррозию грунт в пятне застройки. Те же критерии будут уместны и в подборе толщины лопасти: для мелких объектов подойдут сваи с лопастями толщиной до 5 мм (включительно), а при масштабном строительстве понадобятся уже лопасти толщиной от 6 мм и выше.
Несущая способность винтовых свай
Как ни странно, при выборе сваи под определенные нагрузки диаметр ствола винта далеко не всегда является определяющим – это важно лишь для свай с узкими лопастями, а также для тех широколопастных, что имеют длину более чем 6 метров и диаметр от 16 сантиметров и выше.
Для малых нагрузок (ИЖС и мелкие промышленные объекты) предназначены сваи:
- с одной лопастью (диаметр – до 500 мм, толщина – до 6 мм), толщина стенки ствола – до 4,5 мм;
- с несколькими лопастями (диаметр – до 300 мм, толщина – до 5 мм), толщина стенки ствола – до 3,5 мм.
Для крупных гражданских объектов и промышленных предприятий понадобятся более мощные сваи:
- одна лопасть (толщина – более 6 мм, диаметр – более 500 мм), толщина стенки ствола – более 4,5 мм;
- либо с несколькими лопастями (диаметр – более 300 мм, толщина – более 5 мм), толщина стенки ствола – более 3,5 мм.
Защитное антикоррозионное покрытие
Отсрочить разрушение ржавчиной можно как увеличением толщины материала, так и нанесением защитного покрытия. Рассмотрим наиболее популярные типы защиты винтовых свай, обозначив плюсы и минусы соответствующими знаками.
1. Полимерное покрытие
Износоустойчивость, прочность, высокая адгезия к поверхности.
Сложность защиты поверхности с неровностями (стыки и выемки, сварные швы), вероятность в дальнейшем сколов и точечной коррозии.
2. Двухкомпонентное покрытие, в основе которого – смолы полиуретана
Прочность, сохранность при контакте с абразивами, в агрессивной среде, при резких температурных перепадах, высокая адгезия и на неровных участках поверхности.
Сложность нанесения защиты в кустарных условиях, уменьшение адгезии при избыточной толщине слоя.
3. Эпоксидное покрытие
Простое нанесение, стоимость сравнительно низкая.
Эластичность покрытия снижена, недостаточная ударопрочность, излишнее водопоглощение.
4. Холодное цинкование
Наносится просто, стомость защиты сравнительно низка.
Адгезия крайне мала.
5. Горячее цинкование
Покрытие экологично и превосходит полимерное по уровню адгезии.
Сложность нанесения на неровности; есть немало ограничений по области применения: pH (водородный показатель среды) не ниже 3 и не выше 11; удельное сопротивление грунта не меньше чем 50 Ом м и другие.
Статья расскажет, какой вид фундамента лучше подойдет для скальных грунтов и какие особенности имеет этот тип грунта.
Краткая характеристика скального грунта
Скальные грунты – это сплошные массивы, иногда имеющие трещиноватые слоя. Этот тип грунтов имеет отличительные черты:
- очень высокий предел прочности на момент сжатия, во время насыщения водой;
- нерастворимость;
- они не склонны к размягчению под воздействием жидкости.
Скальными являются следующие породы грунтов: песчаники, доломитовые, известняковые, кремниевый туф, базальт, диабаз, гранит, доломит. Но только те их виды, в которых цемент карбонатный и/или кварцевый, и те, которые принадлежат к породам кристаллического вида.
Скальные породы грунта, благодаря своей прочности, лучше всего подходят для возведения фундамента. Они не подвержены деформации, благодаря этому свойству фундамент можно возводить на поверхности грунта, без особого углубления. Диапазон заглубления разный в зависимости от типа пород, от 1м до 2,5м. Несущая способность скалистого грунта тоже имеет широкий диапазон, от 20 (известняк) до 50 тонн (базальт, гранит, габбро) на 1 м².
Что касается материала, на скальном грунте используют железобетонные и металлические фундаменты. По типу фундамента, наиболее подходящими являются: плитный, столбчатый, заглубленный и мелкозаглубленный фундамент.
На качество фундамента влияет множество факторов, вот часть из них:
- качество бетона;
- сцепление цементного камня с зернами наполнителя (влияет на однородность, усадку, упругость и долговечность фундамента);
- погодные условия. В летний период фундамент лучше сохнет, чем зимой. К тому же, если в фундаменте образуется лед, он начнет рушиться изнутри после того как засохнет.
Стоит ли использовать фундамент на винтовых сваях в условиях скалистого грунта?
Нет, не стоит. Свайный фундамент универсальный и практичный, но при ввинчивании свай в скалистые породы возникает множество проблем. Сваи очень сложно ввинчиваются в твердый грунт, а камни, которые находятся в скалистом грунте, мешают прохождению сваи, а иногда вовсе не позволяют ввинчиваться. Иногда даже в мягком грунте встречаются камни, которые создают препятствие для ввинчивания свай.
Скальные грунты – самая универсальная почва, для возведения практически любого вида фундамента. Единственный категорически не подходящий фундамент на скальном грунте – свайный, из-за своей структуры и метода установки (очень сложно, а иногда просто невозможно ввинтить сваю в камень). Благодаря своей прочности, на скальном грунте можно возводить здания вовсе без фундамента.
На участке со скальным грунтом можно возводить практически любой тип фундамента.
Выбор фундамента для крупнообломочного грунта
Выбор фундамента осуществляется на основании характеристик грунта на участке.
В этой статье вы узнаете об особенностях горных пород и оптимальных вариантах застройки на крупнообломочном грунте.
Крупнообломочный грунт – это такой тип грунта, который более чем на 50% состоит из разнообразных обломков щебня, камня, гравия, пустоты между которыми заполнены глинистым грунтом или песком. Величина крупных частиц в таком грунте составляет 10 см и более.
Основные характеристики крупнообломочного грунта
- Грубообломочный грунт, также как и скальный, обладает очень высокой несущей способностью. Он практически не сжимаем. (практически не деформируется).
- Подвержен морозному пучению только в том случае, когда он содержит в себе большое количество глинистых включений.
- Если пространство между крупными обломками заполнено песком, морозная пучинистость исключается.
Фундамент на крупнообломочном грунте
На крупнообломочном грунте глубина закладки фундамента не зависит от глубины промерзания грунта. Поэтому максимальная глубина загрузки фундамента данного вида грунта для бесподвальных помещений – 0,5 м.
Несущая способность крупнообломочного грунта лежит в пределах от 20 до 40 тонн на квадратный метр. На нем приемлемо возведение ленточного монолитного, ленточного сборного фундаментов, фундамента типа «монолитная плита», а также столбчатого незаглубленного фундамента.
Если планируется строительство небольшого дома или хозблока, гаража, веранды, то можно в качестве фундамента применять дорожные плиты, уложенные на хорошо подготовленную ровную площадку. На площадке при этом необходимо заменить грунт, если он содержит глинистые частицы.
Такие же рекомендации по замене грунта относятся и к сооружаемым на крупнообломочном грунте ленточным фундаментам.
Особенности устройства монолитной плиты на крупнообломочном грунте
Фундамент типа монолитная плита, с учетом высокой несущей способности грунта можно отливать с минимальной толщиной (15 см). По цене монолитная плита в этом случае будет сопоставима с устройством ленточных фундаментов, так как заглубление в таких грунтах, как правило, представляет определенные трудности. Поэтому стоит отдать предпочтение этому варианту, если нет строгой необходимости иметь под домом цокольный или подвальный этажи.
Монолитный незаглубленный фундамент устанавливается на песчаную подушку. На плиту настилается гидроизоляционный слой из рулонных материалов, с обязательной спайкой по швам (паяльной лампой или пропановой горелкой). Причем ковер из гидроизоляции должен быть на 0,3-0,5 метров больше будущего фундамента во все стороны, для того, чтобы вы потом смогли завернуть эти края наверх, припаяв их на торец фундаментной плиты.
На гидроизоляцию настилается слой теплоизоляции из экструдированного пенополистирола. Сверху его желательно накрыть полиэтиленовой пленкой.
Особенности устройства столбчатого незагубленного фундамента на крупнообломочном грунте.
Столбчатый незаглубленный фундамент можно использовать для небольших деревянных и щитовых домов, бань, хозпостроек, возводимых на непучинистых грунтах. При строительстве на скальных или крупнообломочных грунтах такой тип фундамента можно использовать и под большие бревенчатые или брусовые дома.
В качестве материала для опор можно использовать готовые стеновые или фундаментные блоки. Опоры можно выполнить в виде кирпичной кладки или изготовить из бетона, бутобетона или пескобетона.
Использование в фундаменте керамических кирпичей с низкой морозостойкостью и силикатных кирпичей недопустимо.На крупнообломочном грунте опоры можно устанавливать сразу на жесткие, устойчивые фрагменты грунта, предварительно удалив слабые и выветренные его составляющие. Опору можно также выполнить с использованием бута и пескоцементного раствора, обеспечивающего монолитность основания и самих опор.
В отдельных случаях опоры можно делать деревянные. Для этого используют комлевую часть сосновых или дубовых бревен диаметром 20-30 см. Для повышения устойчивости опор под них отрывают яму, заливают её слоем бетона в 10-15 см и погружают в бетонный раствор саму опору.
Крупнообломочный грунт не пучинится и не промерзает. Эти свойства позволят вам возвести надежный фундамент с минимальными затратами средств и времени.
Читайте также: