Винтовые сваи

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «Винтовая свая»)
Перейти к: навигация, поиск
Винтовые сваи

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

История[править | править вики-текст]

Впервые такой фундамент был применен при строительстве маяка в Мэплин Сэндс на обводненных грунтах морского дна в устье р. Темзы в 1838 г. Автором идеи использования сваи в виде винта был ирландский инженер Александр Митчелл (1780—1868), который в 1848 году был избран членом Института гражданских инженеров (ICE) и получил медаль Телфорда за это изобретение. В советской строительной науке в начале 20 в. инженер Владислав Карлович Дмоховский (1877—1952) проводил исследования в области свайных оснований (теория конических свай). Он доказал, что винтовые сваи имеют большое преимущество в применении перед забивными при необходимости устройства фундамента в условиях вечной мерзлоты, или при работе со слабыми и обводненными грунтами. В настоящее время винтовые сваи широко используются для любых типов зданий и сооружений, что обусловлено высокой скоростью установки, отсутствием вибраций при погружении и возможностью проводить работы в зимнее время.

В последнее время находят широкое применение также винтовые сваи с увеличенной несущей способностью, а также двухлопастные винтовые сваи. Как показали исследования, оба типа этих винтовых свай обладают большими несущими способностями и способны выдерживать большие нагрузки на сжатие и выдергивание, что приводит также к уменьшению материалоемкости, а значит, и к экономии на самом фундаменте. Некоторые производители применяют при производстве винтовых свай НКТ трубы с толщиной стенки 6.5 мм (при стандартных 4 мм). Поскольку НКТ трубы отливаются из стали, они бесшовные и цельнотянутые. За счет более высоких характеристик по прочности и деформируемости, их применяют под более обширный перечень строений и сооружений, по сравнению с аналогичными сваями, выполненными из обычной стали. Также некоторые производители используют сталь марки 20 за счёт большей её прочности по сравнению с традиционно используемой сталью марки 3.

Применение[править | править вики-текст]

Четырёхсвайный стальной ростверк

Расчёт при проектировании свайных фундаментов с применением винтовых свай выполняется по СП 24.13330.2011 Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» -Винтовые сваи.[1]

Установка производится при помощи гидравлических механизмов различных строительных машин, либо в отдельных случаях — вручную. Свая погружается в грунт наподобие шурупа, закручиваемого в дерево. При наличии твердых скальных пород или вечной мерзлоты — погружение осуществляется в литерную скважину. Правильные методы установки имеют первостепенное значение для обеспечения расчетной несущей способности фундамента.

В целях снижения внутренней коррозии ствола сваи, а также для лучшего сопротивления винтовых свай изгибающим нагрузкам при большой длине ствола, в особенности в слабых грунтах, ствол винтовой сваи бетонируется. В случае большой длины сваи дополнительно армируются.

Для повышения несущей способности винтовых свай, в особенности в слабых грунтах, строители применяют также технологию инъекции раствора через ствол винтовой сваи. Данная технология позволяет увеличить жесткость и плотность околосвайного массива, что обеспечивает уменьшение нагрузки на винтовые сваи.

Винтовые сваи используются:

  • Для малоэтажного домостроения (основания на болотистых грунтах; строительство, ограниченное по времени)
  • В качестве фундаментов для ЛЭП и мачт
  • Для каркасных зданий и сооружений (ангары, склады)
  • Легкие сооружения (ограждения, рекламные щиты)
  • Гидротехнические сооружения на обводненных грунтах (причалы, мосты и т. п.)
  • Для укрепления откосов
  • В условиях реконструкции, где необходимо исключить вибрацию при заглублении в грунт (фундаменты для оборудования в существующих зданиях, строительство вблизи культурных и исторических памятников)
  • В качестве оснований для временных сооружений, с возможностью последующего демонтажа (торговые павильоны, сооружения аттракционов)
  • В качестве анкеров для оттяжек
  • Винтовыми сваями усиливают монолитный фундамент, при сложных просадочных или обводненных грунтах. (например: плита на винтовых сваях, лента на винтовых сваях)
  • В качестве фундамента промышленных теплиц
  • В качестве фундамента шумозащитных экранов
  • Все чаще в России применяют в качестве фундамента капитальных сооружений, исходя из успешного опыта североамериканских и других строителей.

Типы винтовых свай:

  • Однолопастные
  • Однолопастные с повышенной несущей способностью
  • Двух и более лопастные
  • Для вечномерзлых грунтов
  • Шурупообразные для особо плотного грунта
  • Со сварным наконечником и лопастями из листовой стали
  • С литым наконечником и лопастями

Основные типоразмеры винтовых свай[править | править вики-текст]

Существует большое количество типоразмеров винтовых свай, которые используются в загородном и промышленном строительстве. В основном конкретные данные проектируются на основании полевых испытаний, но есть основные типоразмеры винтовых свай для различных задач. Следующие диаметры стволов соответствуют строениям.

57 мм - забор

76 мм - забор, беседка

89 мм - беседка, терраса, баня

108 мм - баня, дом

133 мм - тяжелый дом, укрепление бетонной плиты, ангары

159 мм - ангары, промышленные строения

219 мм - ЛЭП, ангары из черного металла

325 мм - ЛЭП, мосты

Установка винтовых свай происходит как ручным способом, так и механическим. Вручную достаточно легко можно установить сваи, диаметром ствола, до 108 мм включительно. Последующие типоразмеры винтовых свай устанавливаются исключительно техникой, обеспечивающей необходимый крутящий момент. При погружении недопускается предварительная выборка грунта. При предварительной выборке грунта несущая способность сваи может в разы отличаться от планируемой в меньшую сторону. Винтовая свая должна заходить в грунт методом ее вращения без приложения на нее вертикальной силы сверху. При ручном погружении винтовую сваю необходимо контролировать ручным измерителем крутящего момента.

Достоинства[править | править вики-текст]

Укрепление откосов винтовыми сваями
  • Быстрая установка фундамента. Объект сдается на 15-30% быстрее, чем с бетонным фундаментом.
  • Возможность использовать на болотистых грунтах, грунтах с высоким уровнем подземных вод, просадочных грунтах.
  • Возможность полностью отказаться от земляных работ и не выравнивать участок.
  • Возможность проведения работ в непосредственной близости к подземным коммуникациям, деревьям или в условиях плотной городской застройки.
  • Винтовые сваи сразу после завинчивания готовы к восприятию полной проектной нагрузки.
  • Инженерные коммуникации можно проектировать параллельно со строительством дома.
  • Работы можно выполнять в любое время года.
  • Высокая ремонтопригодность.
  • Возможность повторного использования винтовых свай.
  • Отсутствие вибрации при заглублении.
  • Все работы, при необходимости, могут производиться вручную.

Недостатки[править | править вики-текст]

  • Вероятность повреждения при установке в каменистом грунте (царапины защитного слоя, вероятность возникновения коррозии). Самый эффективный способ защиты от коррозии - увеличение толщины стенки сваи и лопасти в зависимости от необходимого срока службы.
  • Высокая коррозия при наличии блуждающих токов в грунте.
  • Низкое качество при кустарном изготовлении (качество сварных швов, недостаточная толщина стенки стального ствола винтовой сваи).
  • Вероятность отклонения от проектных расчётов в случае самостоятельной установки свай.
  • Необходимость проведения контроля качества выполнения сварных швов, например, при помощи ультразвука или рентгенографии.

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» — Винтовые сваи.

Ссылки[править | править вики-текст]