Mebelgeometry.ru

Мебельная геометрия
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Винтовые сваи область применения

Фундамент на винтовых сваях: плюсы и минусы

Фундамент на винтовых сваях все шире применяется для возведения жилых частных домов и построек различного назначения. Использование опор, которые погружаются в грунт вращением, позволяет сократить сроки обустройство фундаментных оснований. Но винтовые сваи нельзя назвать универсальным решением – данный тип фундамента имеет ряд недостатков и ограничений в применении.

Что такое винтовые сваи


Винтовые сваи представляют собой опорную конструкцию.
Под сваей принято понимать металлическую опору, вертикально установленную в землю. Она состоит из нескольких частей:

  • полой трубы (основы детали);
  • наконечника в виде конуса;
  • лопастей для достижения максимальной прочности конструкции.

Свая устанавливается путем бурения, после чего опоры соединяют ростверком для фундамента.

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.

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.
Читать еще:  Монтаж модульного заземления

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.

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.

Читать еще:  Время нагрева паяльника для полипропиленовых труб

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

Литые винтовые сваи

Литые сваи изготавливаются методом точного литья из высококачественной стали. Отсутствие зазоров, швов и областей перегретого металла в разы снижает опасность коррозии и увеличивает прочность изделия. Такие сваи легче вкручиваются в любой грунт, без проблем проходят сквозь корни деревьев и мусор, который нередко присутствует в грунте. Центральная ось литых изделий не бывает смещена в сторону, поэтому они требуют гораздо меньше усилий для погрузки. При определенных условиях литые сваи способны выдержать вдвое большую нагрузку, чем сварные. Изготавливаются такие изделия на специализированных предприятиях, что делает их менее доступными и более дорогими.

Плюсы и минусы винтовых свай

Любая постройка начинается с фундамента, и это ни для кого не секрет. Именно от него зависит насколько прочно будет стоять здание или держаться столб, а это, в свою очередь, означает, что к его выбору необходимо подойти с полной ответственностью.

Фундамент на винтовых опорах современное решение и непременно обладает как положительными, так и отрицательными качествами. Для того чтобы определиться стоит ли возводить сооружение на таком фундаменте, внимательно взвесьте все плюсы и минусы.

  • первое и неоспоримое преимущество фундамента на сваях, является его доступность и простота в возведении. Более доступного решения поставить крепкий фундамент не существует. Такой способ не требует особой специальной техники или навыков, но всё же обладает некими трудностями в монтаже, о них мы расскажем немного позже;
  • низкая цена. Важный критерий абсолютно для каждого человека, зачем переплачивать за ещё более худший вариант, если существует более приемлемый;
  • скорость монтажа. В случае если времени на постройку мало, фундамент на винтовых сваях — отличное решение, ведь в среднем полный монтаж занимает всего 23 дня. Это позволяет сдать объект, сэкономив 20% времени, что немаловажно для многих строительных организаций;
  • нужно выравнивать участок, что также экономит массу времени во многих случаях;
  • возможность использования свай на болотистых и просадочных грунтах;
  • сразу после установки свай можно приступать к дальнейшим работам, так как они способны принимать на себя полную нагрузку без ожидания, что невозможно в случае использования бетонного фундамента;
  • возможность выполнения работ как в летнее, так и в зимнее время;
  • самым последним важным преимуществом является отсутствие вибрации при заглублении свай.

Недостатки:

Минусов гораздо меньше, нежели плюсов, но всё же они есть и на них необходимо также обратить внимание.

Большим и главным минусом является подготовка к установке подобного вида фундамента. Это дело лучше доверить специалисту. Только благодаря правильному и грамотному расчёту фундамент прослужит долгое время и не будет доставлять неудобств во время эксплуатации. При выборе опоры необходимо помнить следующее — качество материала, из которого непосредственно сделаны сами сваи, может повлиять на многие факторы. Поэтому выбирать следует долговечные, качественные и надёжные стройматериалы.

Винтовые сваи и сфера их применения

Чаще всего сваи применяются для быстрого возведения фундаментов жилых домов, хозяйственных построек, заборов и объектов промышленного назначения. Помимо этого, сваи могут применяться при строительстве следующих объектов:

  • веранд или террас, которые пристраиваются к жилому дому;
  • садовых беседок и гаражей для личного автотранспорта;
  • складских помещений и ангаров для хранения товаров и продукции;
  • опор для наружного освещения и установки рекламных щитов;
  • теплиц и парников для выращивания сельскохозяйственных культур.

Сфера применения данного фундамента напрямую зависит от несущей способности, диаметра и конкретного типа винтовой сваи.

Изготовление и установка винтовых свай своими руками

Процесс изготовления свайно-винтового фундамента достаточно прост, поэтому его выполнение возможно собственными силами без приглашения профессиональных строителей. Естественно, это относится к фундаментам небольших зданий или сооружений (частный дом, забор, навес и т.д.). При возведении большого многоэтажного коттеджа или многоквартирного жилого дома целесообразно обратиться в специализированную строительную организацию.

[important]Одна из главных особенностей выполнения работ с применением винтовых свай заключается в том, что нет необходимости подготовки заранее пробуренной шахты. Винтовые сваи монтируются методом завинчивания, сами по себе являясь буром.[/important]

Таким образом, кроме пробного бурения, проводящегося на стадии геологических испытаний грунта, дополнительно подобных работ выполнять не требуется.

Процесс монтажа свай представляет собой последовательность следующих шагов:

    1. Расчет параметров свайно-винтового фундамента. Он выполняется в случае отсутствия готовой проектно-сметной документации, выполненной профессиональными проектировщиками. Расчет должен выполняется на основе данных геологических изысканий согласно требованиям, предъявляемым СНиП 2.02.03-85 в актуализированной редакции Свода правил 24.13330.2011.
    2. Разметка поля. Допускаемая погрешность – 1-2 см от размеров, предусмотренных планом здания.
    3. Установка угловых свай, выполняющих роль реперных точек для всех остальных конструкций.
    4. Монтаж винтовых свай выполняется так, как показано в следующем видео:

  1. Промер высот по горизонтали с использованием оптического дальномера с последующим их обрезанием шлифмашинкой под единый уровень.
  2. Заливка бетона в сваи, необходимая для их укрепления, вытеснения воздуха и дополнительно защиты изнутри от коррозии.
  3. Приварка оголовников с последующим соединением всех конструкций в единой свайно-винтовое поле. Выполняется при помощи швеллера (на сварке) или деревянных бревен (саморезами или шпильками).
  4. Обработка сварочных швов антикоррозионным составом.
Читать еще:  Как заземлить металлорукав?

Этапы производства

Изготовление металлических стержней – несложный процесс, если имеется необходимое оборудование.

Процесс выглядит следующим образом:

  1. На режущем оборудовании формируют заготовки.
  2. Берут листовой прокат 4 – 5 мм и при помощи лазерной резки делают из него заготовку под будущую лопасть.
  3. Вал и лопасть формируют на загибочном станке.
  4. Сваривают лепестки конуса, присоединяют лопасть к валу.
  5. Стержень очищают от сварных швов, окалины, обезжиривают – готовят к антикоррозийной обработке.
  6. Вручную обрабатывают сваю двухкомпонентным эпоксидно-виниловым составом, защищающим от ржавчины. На этом же этапе наносят эмалевую грунтовку – для защиты металла от ржавчины и электропроводности.
  7. Изделия сушатся в специальной камере 3 – 4 часа.
  8. На заключительном этапе проверяют качество продукции и готовят к отправке.

При желании, сделать винтовые стержни можно и самому, но необходимо придерживаться точной геометрии.

Толщина и марка металла

При изготовлении свай берется во внимание предполагаемая на них нагрузка и условия эксплуатации. Исходя из этого, рассчитывается их толщина. При процессах коррозии стенка сваи истончается. В связи с этим при нормальных показателях грунта (нейтральный) по существующим стандартам толщина стенки должна составлять 8 мм, а там где присутствует химическая активность – 9,5 мм. При строительстве необходимо на это обращать внимание. Так как некоторые производители нарушают требуемые международные стандарты, то это сказывается на качестве используемых конструкций.

Следует учитывать, как толщину стенок конструкции, так и ее лопастей. Если происходит строительство временного или легкого объекта, то допускаются такие показатели, как 5 мм. При строительстве крупных объектов с длительным сроком эксплуатации требуется придерживаться показателей 9,5-12,5 мм.

Область применения винтовых свай

Для начала дадим определение винтовой свае. Конструкция представляет собой металлический стержень, на конце которого находится винтовая лопасть, которая должна погружаться в землю. На сегодняшний день изготавливают сваи длиной до 20 м, с шириной лопасти до 2,5 м. Сваи способны погружаться в землю на всю свою длину. Конструкция винтовых свай достаточно проста, поэтому ее не сложно изготовить самому при наличии необходимого оборудования и материалов.

Особенности винтовых свай позволяют использовать их в следующих областях:

  • используются при сложном рельефе местности. Винтовые сваи дают возможность построить фундамент на местности с большими перепадами высот. Сваи позволяют пропустить земляные работы по выравниванию местности. Благодаря этому, экономится время и деньги.
  • используются для пристроек к другим зданиям. При выполнении работ пристроя к зданию, новый фундамент способен сместить равновесие старого фундамента, что может привести к наклону или разрушению постройки. Винтовые сваи используются для возведения пристроек, так как они не смещают грунт вокруг близстоящего здания.
  • используются для быстрого возведения фундамента. Построить фундамент при помощи винтовых свай можно за пару дней, для этого важно владеть необходимым оборудованием и знаниями. В любом случае, фундамент из свай всегда изготавливается быстрей более чем в два раза обычного времени.
  • используются при возведении линий электропередачи (ЛЭП). Сваи способны выдержать большую нагрузку, а также легко достаются обратно в случае необходимости.
  • используются для усиления действующего фундамента. Старые здания теряют прочность фундамента, в таких случаях винтовые сваи оказывают дополнительную опору. Сваи выставляются вокруг периметра фундамента, а затем кронштейнами крепятся к аварийным областям конструкции, тем самым увеличивают несущую способность.

Причисленные области применения являются основными, однако, сваи универсальны и подходят практически для любого случая.

Виды винтовых свай

Винтовые сваи имеют простое строение. Их различают по способу изготовлению. Виды свай:

  1. Сварные сваи. На заостренный металлический стержень приваривают лопасти. Для изготовления качественной сваи применяется плазменная резка. Данная свая не выдерживает очень большие нагрузки, поэтому подходит для небольших сооружений.
  2. Комбинированные сваи. Данный вид состоит из двух частей – конуса и лопасти. Этот вид свай способен выдерживать нагрузку до 50 тонн.
  3. Литые сваи. Стержень и лопасти – это единое целое. Сваи обладают повышенной прочностью из-за монолитной конструкции.

Выводы

Очень часто можно услышать, что винтовые сваи не могут нести дома из естественных или искусственных каменных материалов, тем более, если у сооружения более одного этажа. В принципе это так, но если выполнить соответствующий расчёт и использовать усиленные сваи большого сечения, то несущая способность винтовых фундаментов может увеличиться до необходимого предела. Если бы не одно но. Как мы уже говорили выше, всю несущую функцию у винтовых свай выполняют лопасти винта. Но так ли хорошо они будут нести фундамент в разрыхлённом в процессе вкручивания грунте? Скорее всего, нет.

В любом случае решение о достаточной несущей способности винтовых свай стоит принимать с учётом климатических особенностей региона, количества осадков, веса самого сооружения и несущей возможности основания.

Изучив все недостатки и преимущества таких оснований, можно смело применять винтовые сваи там, где это нужно. Кстати отзывы в сети на винтовые сваи, помогут вам лучше понять недостатки таких конструкций.

Оставляя комментарий Вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector