Винтовые сваи: характеристики, достоинства и недостатки

Составные столбы позволяют упростить процесс возведения постройки.

О методах вдавливания свай

Специалисты различают три метода статического вдавливания свай: точечный, координатный и линейный. Выбор зависит от геологических особенностей конкретного объекта. Если используются стабилизационные, анкерные или одиночные сваи, то применяется точечная методика. Линейный вариант используют, если предполагается разместить свайную конструкцию в один ряд. Координатный вариант подходит для многорядного и кустового расположения свай.

Точечную методику часто используют, когда необходимо погрузить сваи максимально близко к соседним строениям. Шпунт в таком случае можно погружать на расстоянии полуметра, а шпунт – на расстоянии метра от соседних строений. Кроме того, такую методику применяют, если необходимо реконструировать фундамент, произвести работы под перекрытием построек, в лифтовых шахтах или подвальных помещениях. Данный способ вдавливания является наиболее щадящим, но обладает самой низкой продуктивностью.

Координатный и линейный методы применяют, когда нужно обустроить свайное поле. При линейном варианте погружение происходит по продольным осям. При координатном – последовательно по продольным и перпендикулярным осям. Эти методы выбирают в тех случаях, когда приоритетной является высокая скорость погружения. Можно дополнительно использовать МКС – модульные системы, которые состоят из двух продольных балок, поставленных параллельно оси свайного ряда. Установка перемещается по ним с помощью гидроцилиндров. По мере проходки свайного поля происходит наращивание направляющих балок. Их устанавливают с помощью стрелового крана. Он же используется для подачи свай и загрузки установки анкерными пригрузами.

Конструктивные особенности

Винтовая свая состоит из ствола (как правило, стальной трубы) и нижней лопасти, которая обеспечивает завинчивание в грунт и при этом увеличивает несущую способность сваи. Согласно СП «Свайные фундаменты», винтовые сваи подразделяются на узколопастные (с соотношением d/D = 0,6–0,8, где d — диаметр ствола сваи, а D — диаметр лопасти) и широколопастные (d/D < 0,6). Первые предназначены для устройства фундаментов на плотных глинах и крупнообломочных грунтах, вторые могут применяться на любых других грунтах. На практике узколопастные многовитковые сваи также оптимальны для установки столбов, не оказывающих значительной сжимающей нагрузки на грунт (заборы, перголы, лёгкие навесы).

Не так давно на рынке появились винтовые сваи новой разновидности. Тело такой сваи изготовлено из высокомарочного бетона с добавлением фиброволокна и усилено мощным арматурным каркасом. По форме она относится к узколопастным многовитковым. Завинчивают такую сваю вручную или машинным способом, используя специальный ключ из термоупроченной стальной трубы квадратного сечения, который вставляют в ствол на всю его высоту (благодаря этому свая не разрушается при возрастании крутящего момента). Заявленный срок службы бетонной сваи — 100 лет, а стоит она не дороже стальной оцинкованной.

Владимир Григорьев/Burda Media В последние годы стала популярной технология реконструкции старых фундаментов с помощью винтовых свай, которые завинчивают как можно ближе к стенам. Владимир Григорьев/Burda Media Домкратами поднимают дом на временные опоры. Затем обрезают верх свай. Владимир Григорьев/Burda Medi Затем бетонируют их стволы. Владимир Григорьев/Burda Media После приваривают ростверк и опускают на него дом.

Монтаж винтовых свай своими руками

Самым важным элементом любого строительства является прочное основание. Винтовой фундамент зарекомендовал себя отличными показателями надежности и сравнительной простотой процесса установки.

Преимущества винтового фундамента

Основание под дом, полученное методом закручивания винтовых свай является надежным и прочным. Свая изготавливается из стальной трубы с заостренным концом и привариваемых лопаток. Это достаточно износостойкий и долговечный материал со специальным антикоррозийным покрытием, предотвращающим появление ржавчины.

Основными преимуществами фундамента являются:

  • Не требуется проведение трудоемких земляных работ с рытьем глубоких котлованов и траншей;
  • Монтаж винтовых свай может проводиться на любых поверхностях с достаточно не ровным рельефом;
  • Закладка фундамента возможна в любое время года;
  • Быстрота и простота процесса.

При завинчивании винтовых свай происходит значительное уплотнение грунта, что обеспечивает высокие показатели несущей способности фундамента.

Читайте также:  Как крепить фасадные панели на фундамент?

Технология монтажных работ

Начинается строительство как обычно с подготовительных работ. Выбирается место под сооружение, рассчитывается количество свай, расстояние между ними и с помощью колышек отмечаются места их монтажа.

Перед тем, как перейти к установке винтовых свай своими руками, необходимо изучить характер грунта на отсутствие больших камней и корневищ от расположенных поблизости деревьев. Желательно воспользоваться услугами гидрогеологических служб, которые определят наличие подземных вод и глубину промерзания почвы.

Трубы должны устанавливаться глубже уровня промерзания и иметь длину не менее двух метров. Чем она длиннее по размеру и чем больше ее диаметр, тем прочнее будет фундамент. Имеет значение и диаметр привариваемых лопастей. Для насыщенного влагой грунта необходимы большие размеры лопасти, чем для сухой почвы.

Чтобы правильно подобрать длину и диаметр трубы, предварительно рассчитывается вес сооружения и величину нагрузки.

После подготовки идет основной этап работы. Для удобства в верхней части трубы делаются отверстия, куда вставляются штанги, с помощью которых будет проводиться вкручивание. С этой же целью можно применить специальный инструмент в виде ручного ввинчивающего ключа.

Технология монтажа винтовых свай предусматривает применение значительной физической силы, поэтому в процесс желательно вовлечь помощников. Чтобы немного облегчить вхождение трубы, лучше выкопать в месте установки неглубокие лунки с диаметром чуть больше размеров лопастей.

Во время закрутки винтовых свай, необходимо постоянно контролировать строгую вертикальность трубы. Это делается при помощи уровня.

После вхождения до нужной глубины, все установленные сваи выравниваются под одну плоскость, параллельную земле. Лишние выступы отрезаются болгаркой. Затем для увеличения надежности фундамента, в трубу заливается бетон.

Сверху трубы привариваются металлические оголовки под крепление деревянных балок, связывающих все сваи в одну прочную конструкцию. Фундамент готов и можно приступать к дальнейшему строительству.

Советы по установке свай

В статье даны все важные советы по теме, как правильно закрутить винтовые сваи своими силами. Главное выбрать их правильные размеры, а также соблюдение строгой вертикальности при установке. От этого будет зависеть несущая способность и надежность фундамента.

Важным моментом является состояние грунта. Высокое содержание твердых пород, требует большего количества участников процесса и определенных знаний, как облегчить установку винтовых свай.

Ростверки для свайных фундаментов

Применяя различные виды свайных фундаментов и типы ростверков для них, строители стремятся получить оптимальное сочетание низкой стоимости и приемлемой функциональности.

В первую очередь, ростверки делятся на две группы:

  • ленточные: имеют вид балок, укладываемых по периметру здания и под несущими стенами;
  • плитные: представляют собой плиту и применяются в тех случаях, когда сваи расположены по всей площади постройки.

Кроме того, различают следующие виды ростверков свайных фундаментов :

1. Сборные.

Представляют собой уложенные поверх свай балки из металлопрофиля (двутавр или швеллер), древесины или железобетона.

2. Сборно-монолитные.

Ростверк набирается из нескольких ж/б элементов, снабженных специальным замком. После сборки конструкция замоноличивается. Для сооружения такого ростверка обязательной является высокая точность установки свай.

3. Монолитный.

Изготавливается непосредственно на стройплощадке путем заливки бетона в заранее подготовленную опалубку с установленным в нее арматурным каркасом.

С точки зрения индивидуального строительства данный метод наиболее удобен, поскольку позволяет обойтись только подручными инструментами.

Достоинства фундамента на винтовых сваях

Скорость монтажа

Высокая скорость монтажа – пожалуй, самое главное достоинство винтовых свай, ведь в строительном бизнесе время ценят как ничто другое. Винтовая свая готова к эксплуатации сразу же после установки. Даже бетонирование внутреннего просвета свайного ствола не приводит к вынужденному простою на стройплощадке: ждать набора бетоном марочной прочности нет никакой необходимости, поскольку нагрузка на сваю в первую очередь воспринимается ее стальной оболочкой.

Низкий уровень шума при обустройстве фундамента

Низкий уровень шума при монтаже является главным преимуществом винтовых свай перед забивными. Процесс забивания последних в грунт сопровождаются не только шумом, но и вибрациями. Вибрационные воздействия на грунт могут нанести вред различным сооружениям, находящимся в непосредственной близости от места проведения работ.

Невысокая цена

Низкая стоимость фундамента на винтовых сваях в сравнении со стоимостью всевозможных разновидностей железобетонных фундаментов достигается в первую очередь за счет существенного снижения объема земельных работ.

Способность противостоять различным выдергивающим нагрузкам

Эта способность обусловлена наличием у винтовых свай лопастей. Именно благодаря своим лопастям эти сваи могут устанавливаться на неровных площадках (а значит, прекрасно подходят для строений, расположенных на склонах) и под любым углом к вертикали.

Нет необходимости доставать большой объем грунта

Незначительный объем грунта, вымещаемого при установке винтовых свай, позволяет вести работы вплотную к уже существующим постройкам.

Могут применяться в различных условиях

Погодно-климатическая неприхотливость винтовых свай выражается в том, что они могут эксплуатироваться в достаточно широком диапазоне температур, не боятся подъема грунтовых вод и набухания грунта, а значит, и не требуют обязательного осушения участка, где ведется строительство.

Возможность повторного использования

Одной из областей применения винтовых свай является возведение временных сооружений. После того как такая постройка закончит выполнять свои функции и будет демонтирована, винтовые сваи могут быть извлечены из грунта и при необходимости использованы повторно.

Стоит заметить, что всеми этими достоинствами обладают лишь промышленно произведенные винтовые сваи, качество которых соответствует Международному строительному стандарту ICC AC358 Helical Foundation Acceptance Criteria.

Винтовые сваи

Технология установки винтовых свай для фундамента является хорошей альтернативой буронабивным сваям с обсадной трубой. Разница лишь в том, что винтовые опоры ограничиваются диаметром максимум 133 мм с несущей способностью до 6 тонн. При этом, чтобы фундамент выдержал нагрузку здания, достаточно правильно рассчитать шаг установки свай.

Здесь выбор ‒ набивные или винтовые, будет носить скорей экономический характер. При этом следует учитывать такой фактор как коррозионная активность грунта. Например, в торфяниках или подзолистых грунтах установка винтовых опор не желательна, бетонные в таких условиях «проживут» гораздо дольше. Хотя винтовые чаще применяют для каркасного строения с обвязкой стальным профилем или деревянным брусом, устроить железобетонный ростверк все же возможно.

Монтаж

Вкручивание в грунт опоры может производиться вручную или механически. Выбор способа будет зависеть от двух факторов: диаметра и плотности грунта. Чем больше диаметр и плотность почвы, тем тяжелей вкрутить сваю.

Для ручной установки необходимо 3 человека. Один будет контролировать вертикальность, а двое ‒ крутить. В верхней части опоры имеется технологическое отверстие, в которое вставляется лом. На лом с двух сторон надеваются трубы, которые будут выполнять роль рычага. Длина рычага должна обеспечивать достаточный крутящий момент. При этом операция потребует немалых усилий и выносливости рабочих.

Для механического погружения используется специальное устройство, подвешенное на стреле крана. Специальный оголовок вставляется в сваю и фиксируется стальным пальцем для фиксации тяги через отверстие в трубе и оголовке. Таким образом, подняв стрелу крана, опора висит на стреле и может перемещаться в нужном направлении. Опустив в намеченную точку и отрегулировав вертикальность, дается команда на погружение и устройство вкручивает ее в грунт до нужной глубины.

Ростверк на винтовых сваях

Технология похожа на устройство ростверка на буронабивных сваях, только исключается необходимость изготовления и монтажа арматурного каркаса для трубы. Два отрезка арматуры просто привариваются к трубе в вертикальном положении и в плоскости перпендикулярной к оси будущей стены. Затем труба заполняется бетоном, а дальше можно монтировать армирующую конструкцию ростверка точно также как для буронабивных.

Свайные фундаменты с ростверком позволяют строить дома до 3-х этажей с применением легких блоков и до 2-х этажей со стенами из кирпича. Такие фундаменты обходятся значительно дешевле ленточных и противостоят пучению грунта, так как верхние слои при вспучивании просто скользят по сваям, не оказывая воздействия на строение.

Преимущества обращения в СК «Богатырь»

Важным преимуществом ООО «Богатырь» является оказание комплекса услуг, включающего:

  • статические и динамические испытания свай;
  • поставку свай;
  • лидерное бурение.

Совет эксперта! Все работы осуществляются профессионально обученным и опытным персоналом под руководством ответственного инженерно-технического состава. Это позволяет гарантировать оптимальное и быстрое решение задач любой сложности, возникающих в процессе забивки.

Например, если имеются сомнения в нагрузочной способности свай (статической и динамической), можно ее определить в полевых условиях соответствующими испытаниями.

В некоторых случаях простое забивание сваи в строго вертикальном положении невозможно по ряду причин. В этих случаях строительная компания «Богатырь» предлагает лидерное бурение с использованием эффективной бурильно-сваебойной машины. Такая технология существенно расширяет возможности забивки составных свай в грунты любой структуры.

Разделение свай по условию изготовления

Существует две основные классификации свай по условию их изготовления: производимые на производстве и в грунте. Если в первом случае изделие погружается в землю в готовом виде, то во втором изготавливается непосредственно на месте строительства. Такие изделия называют буронабивными или набивными.

Набивные сваи

Первым этапом монтажа таких свай является бурение скважины до определенной отметки. Впоследствии в ней набивается бетон или железобетонная конструкция. Часто в нижней части скважины путем бурения грунта либо распирания путем усиленной трамбовки бетона делается расширение. В результате свая будет иметь расширенную пяту.

Читайте также:  Как крепить утеплитель ПЕНОПЛЕКС к фундаменту?

Изготовление железобетонных свай в грунте

Следующим этапом является укрепление ложа. Для этого на дно скважины засыпается и трамбуется щебень или шлак для укрепления будущей сваи. Максимальные параметры буронабивного изделия – до 0,5 м. в ширину и до 50 м. в глубину.

Затем в скважину устанавливается обсадная труба, которая впоследствии будет выполнять функцию фундамента. Если конструкция сваи предполагает дополнительное укрепление, в обсадную трубу устанавливается каркас из арматуры. Труба имеет теряемый башмак, который в процессе утрамбовки бетона образовывает расширенную пяту.

В трубу заливается бетонная смесь, после чего производится утрамбовка материала. Оно выполняется путем удара молота по трубе либо по технологии виброштампования. Второй метод является более экономичным и на сегодняшний день применяется все чаще.

Стальные забивные сваи

Изготавливаются из различного профиля – швеллера, труб и т.д. В длину различают короткие, длинные и составные.

Используются для фундаментов под любые строения, как частные, так и специального назначения, а также применяются в тех случаях, когда нет возможности возведения фундамента на железобетонных сваях.

Стальные забивные сваи.

По конструкции стальные сваи бывают:

  • корневидные;
  • конические;
  • анкерные;
  • колонны.
Стальные забивные сваи

Чаще всего в строительстве забивного фундамента используются конические сваи.

Достоинства и недостатки фундамента на стальных сваях

Фундаменты на стальных сваях могут возводиться в сложных геологических условиях, например на почвах с высокой плотностью.

К основным плюсам относятся:

  1. Небольшой вес.
  2. Возможность установки на глубину до 90 м.
  3. Возможность возведения фундамента круглогодично.
  4. Длительный срок службы.

Минусом фундамента на металлических сваях является его подверженность коррозиям. Основание может разрушиться в очень короткий срок при неправильной технике возведения, высокой агрессивности среды эксплуатации и некачественном антикоррозийном покрытии.

Примечания

Сноски

  1. СП , Пункт 4.1.
  2. ↑ 1 2 СП , Раздел 7.4 «Расчет свай, свайных и комбинированных свайно-плитных фундаментов по деформациям», п.
  3. ОДМ
  4. Методические рекомендации по проектированию и строительству поддерживающих сооружений…, Пункт 1.3.
  5. Методические рекомендации по проектированию и строительству поддерживающих сооружений…, Пункт 1.5.
  6. Методические рекомендации по проектированию и строительству поддерживающих сооружений…, Пункт 1.6.
  7. ↑ 1 2 3 4 5 СП , 2011, Пункт 6. «Виды свай».
  8. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 СП , Пункт 6. «Виды свай».
  9. ↑ 1 2 3 СТО 36554501-018-2009, Раздел 2 «Виды свай, фундаментов и упрочненных оснований». Пункт 2.3.
  10. Метелюк Н. С., Раздел I. «Конструкции свай и технические решения свайных фундаментов». Глава 1. «Конструкции и область применения различных типов свай». § «Типы свай», с. 3.
  11. СП , Пункт 7.1. «Основные указания по расчёту».
  12. ↑ 1 2 3 4 5 6 СП , Раздел 7.3. «Определение несущей способности свай по результатам полевых испытаний».

Источники

  1. Взаимодействие свай с окружающим грунтом (процессы, происходящие в грунте при работе свай под нагрузкой) (неопр.). Дата обращения: 24 июля 2017.
  2. Маскалева В. В. Несущая способность сваи по теоретическому методу, методу статического и динамического зондирования (рус.) : Журнал «Строительство уникальных зданий и сооружений». — СПб.: Изд-во Инженерно-строительного института Санкт-Петербургского политехнического университета, 2014. — № 3 (18). — С. 104—116 (111). — ISBN 2304-6295. Архивировано 14 февраля 2019 года.
  3. Ибрагимов М. С. «Опыт устройства буросекущих свай» (рус.) // «Основание, фундаменты и механика грунтов» : Журнал. — М., 1999. — № 6.
  4. Патент 202831, Россия. Способ изготовления термогрунтовых свай / В. В. Сиротюк // Открытия. Изобретения. — 1996. — № 18. — С. 210.
  5. ↑ 1 2 Смородинов М. И., Фёдоров Б. С., Ржаницын Б. А. и др. «Справочник по общестроительным работам. Основания и фундаменты» / Под общ. ред. М. И. Смородинова. — М.: Стройиздат, 1974. — 372 с. — 75 000 экз.
  6. ↑ 1 2 3 4 5 «Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений». Под ред. М. И. Горбунова-Посадова, Л.: «Стройиздат» (Ленинградское отделение), 1964, 271 с.
  7. Горкин А. П. Энциклопедия «Техника» (с иллюстрациями) / Гл. ред. Горкин А. П., науч. ред. Белов Г. И.. — ил. — М.: «Росмэн», 2006. — (Современная иллюстрированная энциклопедия. Техника). — ISBN 5-8451-1090-4.
  8. Шпунт (конструкц.) — статья из Большой советской энциклопедии. 
  9. Шпунтовая стенка — статья из Большой советской энциклопедии. 
  10. Сиротюк В. В., Архипов В. А. «Технология изготовления грунтоплавленных свай на строительной площадке с помощью генератора низкотемпературной плазмы» // Учредитель Ассоциация «Фундамент» «Основание, фундаменты и механика грунтов» : Журнал. — М.: Издательский дом «Экономика, строительство, транспорт», 1999. — № 6. — С. 16—20. — ISBN УДК ::. — ISSN 0030-6223.