Винтовые сваи. Что такое винтовые сваи
Что такое винтовые сваи - Секреты строителя
Благодаря ирландскому инженеру, который при выполнении заказа по строительству морского маяка на реке Темза, в 1838 году впервые применил конструкции, которые получили название винтовые сваи. Инженер предложил технологию вкручивания свай в грунт механическим методом. Практически сразу технология начала применятся и для строительства других, подобных по типу, сооружениях. Через 12 лет в заливе Делавэр был смонтирован фундамент, основу которого вошли конструкции имеющие колпаки по всей длине сваи.
Описание
В России недолго раздумывали в отношении применения новой технологии, уже буквально через 30 лет после того как технология была запатентована ирландцем А.Митчеллом, россияне с успехом использовали технологию для укрепления слабых грунтов районе приморских искусственных сооружений.
Где технология нашла применение
За все время, которое прошло со дня появления первых винтовых свай, технология постоянно совершенствовалась, расширялась сфера применения методики. Сваи такого типа очень хорошо защищают здания от вертикальных и горизонтальных вибрационных моментов. Основная отрасль, где используются сваи: строительство и благоустройство коммунальных сфер. Сваи прекрасно справляются с проблемой укрепления сползающих грунтов в местах, где наблюдаются значительные механические нагрузки.
Также сваи используют для укрепления фундаментов, в местах, где имеются оползни, или грунтовые воды. Также такие сваи применяют для обустройства каркасного типа зданий, рекламных щитов, строительство оградительных сооружений. Коммунальные службы используют технологию для закрепления городских лавочек, ограждения, стационарных урн. Нашло свое применение технология и в строительстве дорог и автомагистралей.На участках, которые возводятся вблизи набережных, или в горных условиях, в качестве материала, который препятствует разрушению покрытия и насыпи используют технологию укрепления грунта.
Заключение
При помощи винтовых свай, которые закрепляют в шахматном порядке, добиваются устойчивости грунта при постоянных механических нагрузках. Винтовые сваи применяются и при строительстве различного рода мостов и объектов припортовых сооружений. Как показало время: использование такой технологии значительно увеличивает эксплуатационное время, как зданий, так и других строительных объектов и сооружений.
lsmd.ru
Винтовые сваи — Википедия (с комментариями)
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
К:Википедия:Статьи без источников (тип: не указан)Винтовые сваи — тип свай, заглубляемых в грунт методом завинчивания в сочетании с вдавливанием. Винтовые сваи состоят из ствола и лопасти (или лопастей). Изготавливаются из литых либо сварных стальных деталей.
История
Впервые такой фундамент был применён при строительстве маяка в Мэплин Сэндс[en] на обводнённых грунтах морского дна в устье реки Темзы в 1838 году. Автором идеи использования сваи в виде винта был ирландский инженер Александр Митчелл (1780—1868), который в 1848 году был избран членом Института гражданских инженеров[en] (ICE) и получил медаль Телфорда[en] за это изобретение.
В СССР в начале XX века инженер Владислав Дмоховский (1877—1952) проводил исследования в области свайных оснований (теория конических свай). Он доказал, что винтовые сваи имеют преимущество в применении перед забивными при необходимости устройства фундамента в условиях вечной мерзлоты или при работе со слабыми и обводнёнными грунтами.
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.
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 материалоёмкости, а значит, и к экономии на само́м фундаменте. Некоторые производители применяют при производстве винтовых свай толстостенную цельнотянутую трубу с толщиной стенки 6-10 мм (при стандартных 4—4,5 мм) и используют сталь марки 30ХМА. За счёт более высоких характеристик по прочности и деформируемости их применяют под более широкий перечень строений и сооружений по сравнению с аналогичными сваями, выполненными из обычной стали 3.
Применение
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 лидерную 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
Классификация винтовых свай:
1. Широколопастные сваи представляют собой металлические конструкции, состоящие из ствола и одной или нескольких лопастей.
1.1. Однолопастная (1-й вариант). Разработана советским конструктором Виктором Железковым. Устаревший тип, применяемый большинством производителей в России.
Рекомендуется к применению только под легкие конструкции и ненесущие стены домов.
Виды однолопастных винтовых свай классифицируются диаметром трубы:
- 57 мм;
- 76 мм;
- 89 мм;
- 102 мм;
- 108 мм;
- 133 мм;
1.2. Многолопастная с двумя и более лопастями (2-й вариант). С целью повышения несущей способности на сжатие и выдергивание минимум на 50% и улучшения работы на восприятие горизонтальных нагрузок, лопасть постоянной ширины располагается на стволе сваи.
Используется под ответственные узлы сооружений, несущие стены, заборы, пирсы, ангары, дома свыше 2-х этажей, под сооружения, строящиеся на склонах, а также при укреплении склонов.
2. Узколопастные сваи.
Многовитковая свая (3-й вариант) – ствол сваи и литой наконечник с винтовой лопастью. Соединение ствола с наконечником – сварное.
Модификация для вечномерзлых грунтов (4-й вариант). Нижний обрез ствола сваи выполняется в виде прямой фаски или в виде зубцов. Винтовая лопасть, расположенная над нижним обрезом трубы и изготовленная из листового металла, приваривается непосредственно к стволу.
Количество витков лопасти для обоих типов – два и более.
Подходят для грунтов: вар. 3 - особо плотный, каменистый, техногенный, крупнообломочный; вар. 4 - как для грунтов, с сезонным промерзанием, так и для вечномерзлых грунтов
Область применения: легкие дома, флагштоки, заборы, модульные здания в районах вечной мерзлоты, горная местность.
Вариант 1, вариант 3, и вариант 4-й могут использоваться с литым наконечником.
Достоинства
- 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
- Подверженность коррозии.
- Возможный низкий срок эксплуатации, в случае:
- Некачественного или отсутствующего антикоррозийного покрытия.
- Некачественного сварного шва.
- Применения некачественной стали.
- Повреждения сваи при установке.
- Наличия блуждающих токов во влажном грунте, утечек электричества от окружающих объектов, использовании в качестве заземления (ускоряет ржавение)
- Невозможность проверки повреждения установленной сваи.
- Пол первого этажа здания требует дополнительного утепления.
См. также
Напишите отзыв о статье "Винтовые сваи"
Примечания
- ↑ СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» — Винтовые сваи.
Отрывок, характеризующий Винтовые сваи
Виконт оценил эту молчаливую похвалу и, благодарно улыбнувшись, стал продолжать; но в это время Анна Павловна, все поглядывавшая на страшного для нее молодого человека, заметила, что он что то слишком горячо и громко говорит с аббатом, и поспешила на помощь к опасному месту. Действительно, Пьеру удалось завязать с аббатом разговор о политическом равновесии, и аббат, видимо заинтересованный простодушной горячностью молодого человека, развивал перед ним свою любимую идею. Оба слишком оживленно и естественно слушали и говорили, и это то не понравилось Анне Павловне. – Средство – Европейское равновесие и droit des gens [международное право], – говорил аббат. – Стоит одному могущественному государству, как Россия, прославленному за варварство, стать бескорыстно во главе союза, имеющего целью равновесие Европы, – и она спасет мир! – Как же вы найдете такое равновесие? – начал было Пьер; но в это время подошла Анна Павловна и, строго взглянув на Пьера, спросила итальянца о том, как он переносит здешний климат. Лицо итальянца вдруг изменилось и приняло оскорбительно притворно сладкое выражение, которое, видимо, было привычно ему в разговоре с женщинами. – Я так очарован прелестями ума и образования общества, в особенности женского, в которое я имел счастье быть принят, что не успел еще подумать о климате, – сказал он. Не выпуская уже аббата и Пьера, Анна Павловна для удобства наблюдения присоединила их к общему кружку.Анна Павловна улыбнулась и обещалась заняться Пьером, который, она знала, приходился родня по отцу князю Василью. Пожилая дама, сидевшая прежде с ma tante, торопливо встала и догнала князя Василья в передней. С лица ее исчезла вся прежняя притворность интереса. Доброе, исплаканное лицо ее выражало только беспокойство и страх. – Что же вы мне скажете, князь, о моем Борисе? – сказала она, догоняя его в передней. (Она выговаривала имя Борис с особенным ударением на о ). – Я не могу оставаться дольше в Петербурге. Скажите, какие известия я могу привезти моему бедному мальчику? Несмотря на то, что князь Василий неохотно и почти неучтиво слушал пожилую даму и даже выказывал нетерпение, она ласково и трогательно улыбалась ему и, чтоб он не ушел, взяла его за руку. – Что вам стоит сказать слово государю, и он прямо будет переведен в гвардию, – просила она. – Поверьте, что я сделаю всё, что могу, княгиня, – отвечал князь Василий, – но мне трудно просить государя; я бы советовал вам обратиться к Румянцеву, через князя Голицына: это было бы умнее. Пожилая дама носила имя княгини Друбецкой, одной из лучших фамилий России, но она была бедна, давно вышла из света и утратила прежние связи. Она приехала теперь, чтобы выхлопотать определение в гвардию своему единственному сыну. Только затем, чтоб увидеть князя Василия, она назвалась и приехала на вечер к Анне Павловне, только затем она слушала историю виконта. Она испугалась слов князя Василия; когда то красивое лицо ее выразило озлобление, но это продолжалось только минуту. Она опять улыбнулась и крепче схватила за руку князя Василия. – Послушайте, князь, – сказала она, – я никогда не просила вас, никогда не буду просить, никогда не напоминала вам о дружбе моего отца к вам. Но теперь, я Богом заклинаю вас, сделайте это для моего сына, и я буду считать вас благодетелем, – торопливо прибавила она. – Нет, вы не сердитесь, а вы обещайте мне. Я просила Голицына, он отказал. Soyez le bon enfant que vous аvez ete, [Будьте добрым малым, как вы были,] – говорила она, стараясь улыбаться, тогда как в ее глазах были слезы. – Папа, мы опоздаем, – сказала, повернув свою красивую голову на античных плечах, княжна Элен, ожидавшая у двери. Но влияние в свете есть капитал, который надо беречь, чтоб он не исчез. Князь Василий знал это, и, раз сообразив, что ежели бы он стал просить за всех, кто его просит, то вскоре ему нельзя было бы просить за себя, он редко употреблял свое влияние. В деле княгини Друбецкой он почувствовал, однако, после ее нового призыва, что то вроде укора совести. Она напомнила ему правду: первыми шагами своими в службе он был обязан ее отцу. Кроме того, он видел по ее приемам, что она – одна из тех женщин, особенно матерей, которые, однажды взяв себе что нибудь в голову, не отстанут до тех пор, пока не исполнят их желания, а в противном случае готовы на ежедневные, ежеминутные приставания и даже на сцены. Это последнее соображение поколебало его.
wiki-org.ru
Винтовые сваи | Дачный сезон
Первое, с чего начинается стройка, это фундамент. Как правило, будущий домовладелец решает этот вопрос довольно просто: изучает, как устроены фундаменты у соседей, и выбирает оптимальный для себя вариант.
Наиболее популярные из фундаментов ленточные и столбчатые. При этом считается, что самым надёжным является ленточный фундамент, хотя это и небесспорно. Довольно часто можно видеть треснувшие «монолиты», особенно весной. А если обратить внимание на давно известный, но редко применяемый на практике фундамент на винтовых сваях?
Забытая технология
История винтовых свай началась почти два столетия назад. Такие сваи применяли прежде всего в таких ответственных конструкциях, как маяки, мосты, причалы, мачты освещений, опоры ЛЭП, вышки-ретрансляторы сотовой связи, так как они не только прочны, но и весьма долговечны. И тому есть подтверждение.
Например, старейший причал на винтовых сваях простоял в морской воде в Санкт-Петербурге почти полтора века и был демонтирован только после ухода береговой линии из-за снижения уровня воды в заливе. Сейчас винтовые наконечники этих свай хранятся в музеях города.
Надо заметить, что в России подобные сваи в основном использовались военными, для которых решающее значение имеют сжатые сроки монтажа-демонтажа фундамента для быстрого развертывания или смены позиций. Однако современный российский опыт использования винтовых свай в качестве фундаментных опор индивидуального дома не превышает десяти лет. Ни один фундамент, пусть даже за этот короткий срок, не потерял своих несущих свойств из-за коррозии металла.
Анкерный эффект сваи
Винтовая свая представляет собой двухметровую стальную трубу с заострённым наконечником диаметром 48-219 мм и стенками толщиной 4-5 мм. На наконечник по спирали приваривают лопасти из листовой стали толщиной 4-10 мм. Диаметр сваи по лопастям может быть от 150 до 300 мм и более. Наиболее популярна свая 108 мм с лопастью 300 мм. В принципе - это большой «саморез», который ввинчивают в грунт.
Следует отметить, что и диаметры, и размеры свай по длине могут изменяться в зависимости от характера постройки или её назначения (фундамент для беседки, столбы для забора, перголы и др.).
На фото показаны сваи без наконечников - упрощённые, со скошенными концами. Они дешевле, но закручивать их в грунт труднее. Кстати, наконечники могут быть и литыми - все зависит от технологических возможностей производителей свай. И как бы красиво ни выглядели крашеные сваи, лучше выбрать оцинкованные - они более устойчивы к коррозии и послужат дольше.
При ввинчивании сваи лопасти уплотняют грунт. Это приводит к тому, что даже слабые грунты увеличивают несущую способность. Обычно одна свая выдерживает от 4 до 9 тонн как сжимающей, так и выталкивающей нагрузки практически в любых грунтах. То есть ввинченная в грунт свая выполняет функцию анкера, что важно для неподвижной фундаментной точки опоры. Такой фундамент обеспечивает устойчивость и долговечность здания.
Преимущества винтовых свай
На сегодняшний день фундаменты на винтовых сваях оказались востребованы, особенно в загородном строительстве. Они имеют ряд преимуществ по сравнению с другими видами фундаментов.
Во-первых, обычно при строительстве дома сметная стоимость фундамента составляет не менее 25-З0% от общих затрат, а с использованием винтовых свай затраты серьёзно снижаются.
Во-вторых, сроки возведения фундамента снижаются с З-4 недель до 1-2 дней! Более того, работу со сваями без снижения качества фундамента можно производить и зимой.
В-третьих, такой фундамент годится для любых грунтов, как состоящих из водонасыщенных глин, так и суглинков, супесей, мелких и пылеватых песков, а также торфяников и илов. Применять винтовые сваи нельзя лишь при близком залегании скальных пород или бутового камня.
В-четвёртых, винтовые сваи экономичны, позволяют полностью отказаться от земляных работ. Фундамент на них может быть возведён даже на уклоне и неочищенном от пней участке. Или, наоборот, на ухоженном газоне, и без применения строительной техники. На винтовых сваях удобно пристраивать новые сооружения к уже построенным зданиям, домам и другим объектам.
В-пятых, на винтовом фундаменте можно возводить дома из бруса, бревна (в том числе оцилиндрованного), каркасные дома, а также дома из некоторых видов кирпича и газобетона. Винтовые фундаментные сваи удобны при строительстве любой постройки: бани, террасы, беседки, забора, моста, пристани для вашего катера.
Подготовка к работе
До начала возведения фундамента нужно определить необходимое количество свай, учитывая массу опирающегося строения, характер грунта и уровень грунтовых вод. Особенно важно для предварительного расчёта требуемого количества винтовых свай учесть конструктивные особенности возводимого на нём сооружения: этажность, планировку помещений, расположение оконных и дверных проёмов, схему несущих конструкций пола первого этажа, наличие лестниц, печи или камина.
Для строительства дома с размерами в плане 6х6 м для фундамента потребуется от 9 и более свай (диаметр=108 мм, длина=2,5 м), а для дома размерами 9х9 м — от 16 таких же свай. Несущая способность свай по результатам полевых испытаний зависит от грунта: в глинистых грунтах 2-4 т, в супеси З6 т, в песке 6-9 т.
Под двухэтажный дом площадью 150 кв. метров обычно ввинчивают 20-25 свай. Винтовой фундамент дома получается с запасом по несущей способности. Если дом тяжелее 40 т, то сваи нужны большего диаметра и их делают по заказу.
Возведение винтового фундамента
Установку свай производят либо механическим способом с помощью спецтехники, либо вручную. К сожалению машина С приспособлением для ввинчивания свай не всегда может подъехать к месту строительства. Нередки случаи, когда фундамент необходимо возвести на склоне, в лесу, либо на застроенном и ухоженном дачном участке. Первой завинчивают базовую сваю (как правило, угловую).
Для ручного завинчивания потребуется простейшая оснастка: лом и пара крепких труб длиной 2З м. Лом вставляют в отверстие в верхней части сваи, а на него в качестве рычагов с двух сторон надевают трубы.
Некоторые умельцы готовят другие варианты приспособлений, например, ворот из трубы большего диаметра со сквозным отверстием или с приваренными скобами из арматуры, в которые продеваются и при вращении сваи упираются трубы-рычаги. Такое устройство позволяет работать рычагами в ограниченном пространстве, например, у забора, у старой постройки или среди деревьев.
Для вращения сваи понадобятся 4 (лучше 5) работников, которые смогут приложить к рычагу усилие З00-500 кг. Пятый работник нужен для контроля строго вертикального положения сваи при входе её в грунт. Последующие сваи ставят в соответствии с разметкой и планом устройства свайного фундамента с шагом 2-З м с учётом устройства ростверков из деревянного бруса или бревна. В стандартных условиях заглубление сваи в грунт должно быть ниже зимнего промерзания (1,5 м в Московской области).
По завершении установки свай (на что уходит 1-2 дня) их подрезают по уровню, ориентируясь по базовой свае. Если некоторые из свай оказываются ниже требуемого уровня, то к ним приваривают дополнительные трубы необходимой длины.
После выравнивания свай по высоте на них устанавливают оголовки, на которые укладывают обвязку из бруса или швеллера. В случае применения швеллера оголовки можно не ставить.
Если стены планируется возвести из кирпича или постройка будет весить не менее 40 тонн, то обвязку следует делать более мощной.
Делают железобетонную обвязку-основу. Для её отливки из досок сооружается опалубка ростверка, которую кладут на площадки оголовков. Внутрь укладывают арматуру, а затем заливают бетон.
Отделка цоколя
Чтобы дом не продувало ветром, и он не выглядел как «избушка на курьих ножках», сваи обычно обшивают ацеидом или аквапанелями. Обшивку можно отделать фасадными панелями, «диким камнем» или клинкером. Самым простым способом закрепления панелей на сваях является использование саморезов.
Однако чаще всего к сваям предварительно прикрепляют деревянные бруски, а к ним — панели. Очень важно, чтобы между низом панелей и отмосткой или грунтом оставался зазор в З-4 см для вентиляции и во избежание повреждений при зимнем пучении промерзающей земли.
Вокруг цоколя необходимо устроить отмостку шириной не менее 70 см, выступающую за свес карниза крыши и имеющую уклон от стен здания. Отмостка необходима для того, чтобы отвести дождевую воду от свай и для защиты их антикоррозийного покрытия.
Специалисты утверждают, что при правильном изготовлении, надлежащей антикоррозийной защите и грамотном монтаже винтовая свая диаметром 108 мм и с толщиной стенки 4 мм прослужит не менее 100 лет. Понятно, что подтвердить или опровергнуть это заявление сейчас невозможно. Однако двухсотлетняя история применения винтовой сваи и отсутствие в секторе малоэтажного строительства в течение 10 лет каких-либо тревожных сигналов об интенсивной коррозии косвенно подтверждает надёжность винтового фундамента.
Следить за состоянием винтовых свай достаточно просто. Зона повышенного риска коррозии находится вблизи поверхности грунта. Периодическая ревизия состояния свай не представляет технической сложности.
Для того, чтобы уберечь от коррозии заrлу6лённые металлические сооружения: ёмкости, трубопроводы, а также и сваи, существует надежный способ — катодная (активная или пассивная) защита. С её помощью винтовые сваи будут служить долгие годы.
dachseason.ru