Как выбрать винтовые сваи?

Основная задача фундамента, вне зависимости от его типа, заключается в том, чтобы воспринимать нагрузки от вышерасположенных конструкций и распределять их по основанию, представляющему собой напластование грунтов. Именно поэтому при проектировании фундаментов в обязательном порядке должны учитываться грунтовые условия на участке строительства, а также нагрузки от будущего строения.

В случае с фундаментом на винтовых сваях учет перечисленных факторов достигается за счет использования различных модификаций винтовых свай. Более того, так как на фундамент, как правило, воздействуют различные типы нагрузок (нагрузки под ответственными узлами сооружения, нагрузки под несущими стенами, ненесущими стенами, лагами пола и т.д.), то разные типоразмеры винтовых свай используются даже в пределах одного фундамента. О том, какие параметры влияют на те или иные эксплуатационных характеристики винтовых свай, речь и пойдет в этой статье.

Широколопастные или узколопастные винтовые сваи

Конструктив лопасти, а именно ее ширина, служит основанием для деления винтовых свай на две большие группы, области применения которых будут значительно различаться.

К первой группе относятся широколопастные сваи, диаметр лопасти которых в полтора и более раз превосходит диаметр ствола. Имея достаточно большую площадь опирания, они хорошо подходят для использования в дисперсных грунтах, в том числе характеризующихся сравнительно невысокой несущей способностью, а также заторфованных грунтах, илах и водонасыщенных песках.

Вторая группа – узколопастные сваи, диаметр лопасти которых превосходит диаметр ствола менее чем в полтора раза. Узколопастные сваи применяются в гораздо более специфичных условиях – особо плотных сезоннопромерзающих и многолетнемерзлых (вечномерзлых) грунтах.

Благодаря небольшой ширине лопасти подобные сваи погружаются в грунт с минимальным риском деформации лопасти. Хорошая же способность к восприятию проектных нагрузок в данном случае обеспечивается благодаря высокой несущей способности самих грунтов и надежной фиксации в них винтовых свай.

Винтовые сваи с литым или сварным наконечником

Винтовые сваи подразделяются также и по типу наконечника, который может быть выполнен посредством сварки или целиком отлит, а затем наварен на металлическую трубу.

Так как литые наконечники меньше подвержены деформации, их применение рекомендовано в крупнообломочных грунтах, грунтах с природными и техногенными включениями, а также крупных гравелистых песках. Столкнувшись с препятствием в грунте литье с большой долей вероятности просто разрушит его, тогда как сварной наконечник, скорее всего, получит довольно серьезные повреждения.

В то же время существует вероятность, что при достижении некоего критического максимума литой наконечник лопнет, сделав невозможной дальнейшую установку сваи. Такой исход становится еще более вероятным, если учесть тот факт, что при изготовлении отливок производители нередко используют некачественное вторсырье. Сварной наконечник в аналогичной ситуации можно выправить в присутствии представителя завода-изготовителя.

Использование винтовых свай с литыми наконечниками в стандартных грунтовых условиях неоправданно, так как запас прочности литого наконечника несопоставимо выше запаса прочности трубы.

Таким образом, винтовые сваи с литым наконечником, как уже говорилось ранее, следует применять только в крупнообломочных грунтах, грунтах с природными и техногенными включениями, крупных гравелистых песках. Во всех остальных случаях логичнее будет использовать сваи со сварными наконечниками, запас долговечности которых обеспечивается использованием толстостенного металлопроката.

Однолопастные и многолопастные винтовые сваи

Однолопастные и многолопастные винтовые сваи

Использование однолопастных винтовых свай рекомендовано только при условии, что грунты на участке строительства обладают достаточной несущей способностью. К таким типам грунта относятся песчанистые твердые супеси, твердые и полутвердые тугопластичные суглинки, непросадочные грунты и грунты малой степени водонасыщения, плотные пески. Также следует учитывать, что при достижении критической нагрузки однолопастные винтовые сваи уходят «в срыв», поэтому при расчете фундаментов на сваях данных модификаций всегда используется понижающий коэффициент.

Многолопастные сваи – сваи с двумя и более лопастями. Подобные модификации винтовых свай одинаково хорошо воспринимают вдавливающие, выдергивающие и боковые нагрузки, что достигается благодаря включению в работу ствола околосвайного массива грунта. Это позволяет им демонстрировать хорошую несущую способность даже в слабых грунтах, к которым можно отнести супеси (песчанистые пластичные и текучие, пылеватые твердые, пластичные и текучие), суглинки (полутвердые тугопластичные, мягкопластичные, текучепластичные, текучие), просадочные грунты, грунты малой и средней степени водонасыщения, а также насыщенные водой, пески (плотные, средней плотности, рыхлые), заторфованные грунты, торфы, илы.

Существенным преимуществом данной конструкции является и то, что при достижении критической нагрузки она не уходит «в срыв», а продолжает набирать несущую способность. Это позволяет минимизировать риски при возможном перегружении фундамента, а также служит основанием для применения данной конструкции свай во всех постройках в зонах скопления нагрузок.

В то же время достижение максимальной эффективности при использовании данной модификации винтовых свай сопряжено с определенными сложностями, так как обеспечивается за счет расстояния между лопастями, шага и угла наклона лопастей, являющихся величинами расчетными.

Разумеется, двухлопастные сваи могут быть использованы и в грунтах, рекомендованных для однолопастных свай. Более того, за счет увеличения числа лопастей, винтовые сваи данной конструкции воспринимают большие нагрузки при меньшем диаметре трубы. При этом в случае необходимости жесткость ствола сваи меньшего диаметра обеспечивается за счет использования трубопроката достаточной толщины.

Винтовые сваи для малых или больших нагрузок

Если говорить об усредненных грунтах с достаточной несущей способностью, то к винтовым сваям для малых нагрузок следует отнести:

  • однолопастные сваи с диаметром лопасти до 500 миллиметров включительно, толщиной лопасти до 6 миллиметров включительно и толщиной стенки ствола до 4,5 миллиметра включительно;
  • многолопастные сваи с диаметром лопастей до 300 миллиметров включительно, толщиной лопасти до 5 миллиметров включительно и толщиной стенки ствола до 3,5 миллиметра включительно.

Такие сваи используются при возведении объектов индивидуального жилищного строительства, а также сопоставимых по нагрузкам промышленных сооружений. При условии использования винтовых свай с данными параметрами под более серьезные нагрузки и в особо плотных грунтах, необходимо для увеличения конструктивной жесткости использовать металлопрокат большей толщины.

Винтовыми сваями для больших нагрузок можно считать изделия:

  • с одной лопастью диаметром более 500 миллиметров, толщиной лопасти более 6 миллиметров и толщиной стенки ствола более 4,5 миллиметра;
  • с двумя и более лопастями диаметром более 300 миллиметров и толщиной более 5 миллиметров, толщина стенки ствола которых составляет более 3,5 миллиметра.

Такие сваи применяются при строительстве крупных гражданских и промышленных объектов.

Существует также точка зрения, что относить сваи к той или иной группе по нагрузкам следует, ориентируясь на диаметр ствола. Такое деление действительно имеет смысл, но только тогда, когда речь идет о широколопастных сваях больших длин и диаметров (более 6 метров и свыше 159 мм) или узколопастных сваях. В случае с узколопастными конструкциями, используемыми в особо плотных сезоннопромерзающих и многолетнемерзлых (вечномерзлых) грунтах, не меньшее значение имеет толщина металла, которая выступает дополнительным основанием для классификации.

Дополнительно

Толщина стенки ствола винтовой сваи

По толщине стенки ствола винтовые сваи подразделяются на сваи малых толщин (до 3,5 мм включительно), средних толщин (свыше 3,5 миллиметра) и толстостенные (6 и более миллиметров).

Сваи малых толщин рекомендованы к использованию при строительстве легких зданий и сооружений (беседки, ограждения и т.п.), то есть для малых нагрузок, при условии эксплуатации в неагрессивных грунтовых условиях.

Сваи средних толщин применяются при возведении строений, которые возводятся на участках, представленных неагрессивными грунтами, а нагрузка от них на фундамент характеризуется как средняя.

Если же речь идет о строительстве в средне- и сильноагрессивных грунтах и/или о больших нагрузках, то возникает необходимость в применении толстостенных винтовых свай.

Подбирается данный параметр индивидуально на стадии разработки проекта с учетом данных, полученных в ходе проведения замеров удельного сопротивления грунта и уровня рН почвы.

Толщина лопасти

Если говорить о толщине лопасти, то она также может различаться. На сегодняшний день в строительстве используются сваи с толщиной лопасти до 5 миллиметров включительно и 6 и более миллиметров.

Как и в случае с толщиной стенки ствола винтовой сваи, изделия, относящиеся к первой группе, допускается использовать только при строительстве легких зданий и сооружений, временных объектов. Для долговременных построек, крупных гражданских и промышленных объектов, а также для агрессивных грунтовых условий рекомендованы сваи с толщиной лопасти 6 и более миллиметров.

Подбирается данный параметр опять же индивидуально на стадии разработки проекта.

Марка стали

Определяющим фактором при выборе марки стали служит агрессивность среды. Как правило, в слабоагрессивных грунтах используются винтовые сваи, выполненные из стали марки Ст3, в среднеагрессивных – сваи из стали марки Ст20, а в сильноагрессивных – сваи из стали марки 30 ХМА, 09Г2С.

Покрытие

Применение покрытия для винтовых свай относят к дополнительным мероприятиям по защите винтовых свай от коррозии, в основном из-за того, что ни один производитель не даст гарантии, что при установке винтовых свай покрытие не получит повреждений. В подобной ситуации гораздо более эффективным решением является увеличение толщины металла, а также использование качественной стали. Но, несмотря на это, нельзя отрицать, что нанесение покрытия при условии сохранения его целостности в процессе установки позволяет снизить негативное воздействие на надземную часть сваи и на участок в контактной области «атмосфера – грунт».

На сегодняшний день наиболее распространенными являются четыре типа покрытия:

  • полимерное;
  • полиуретановое;
  • эпоксидное;
  • цинковое (полученное методом горячего или холодного цинкования).

Хороший вариант с точки зрения противостояния атмосферной коррозии и защиты металла в контактной области «атмосфера – грунт» (при условии сохранения целостности) – полимерное покрытие металлов, характеризующееся значительной прочностью и износоустойчивостью, а также высокой адгезией к поверхности, которые обеспечивают довольно длительный срок эксплуатации с сохранением первоначальных свойств.

Существенным недостатком полимерного покрытия является сложность нанесения на неровную шероховатую поверхность (к примеру, сварные соединения), что неизбежно ведет к скалыванию и возникновению точечной коррозии.

Оптимальным вариантом среди неметаллических покрытий является современное двухкомпонентное антикоррозийное покрытие на основе полиуретановых смол. Оно также характеризуется высоким уровнем адгезии, большой прочностью, а кроме того, высокой защитой на неровных участках поверхности (стыки, сварные швы, выемки и т.п.). Также данное покрытие демонстрирует высокую стойкость при длительном нахождении в агрессивной грунтовой среде, при контакте с абразивными поверхностями и в условиях резкого температурного перепада.

Часто в качестве альтернативы полиуретановому покрытию используется эпоксидное, которое характеризуется несколько меньшей эластичностью, повышенным водопоглощением, невысокой ударопрочностью. В то же время оно проще в нанесении и отличается сравнительно невысокой стоимостью.

Цинковое покрытие винтовых свай представлено на сегодняшний день в двух вариантах – горячее и холодное цинкование.

Холодное цинкование отличается сравнительно невысокой стоимостью, однако и качество такого покрытия невысоко. Это объясняется тем, что при окрашивании металла краской с добавлением цинковой пыли из-за низкой адгезии не обеспечивается необходимая для защиты изделия прочность цинкового слоя.

Горячее же цинкование по ряду свойств, напротив, превосходит даже полимерное покрытие, однако использовать данный метод (как и холодное цинкование) следует с осторожностью, так как в соответствии с п. 9.2.8. СП 28.13330.2012 «Защита строительных конструкций от коррозии» оцинкованные металлоконструкции запрещено использовать при проектировании конструкций зданий и сооружений, на которые воздействуют средне- и сильноагрессивные грунты с показателем pH ниже 3 (сильнокислотные) и выше 11 (щелочные).

Более того, в соответствии с формулой, которую вывел Американский институт стали и сплавов (AISI), срок службы цинкового покрытия толщиной 85 мкм даже в самых благоприятных условиях не превышает 15 лет. В то же время срок службы 1 мм углеродистой стали даже в самых агрессивных грунтах (зола, шлак), в которых практически никогда не производятся строительные работы, составляет 20 лет, не говоря уже об обычных грунтах, где данный показатель может доходить до 50 лет (Eurocode 1993 - Part 5 - 2007).

Кроме того, при нанесении цинкового покрытия на неровные участки, также, как и в случае с полимерным, возникают трудности: при покраске стыков, сварных швов, выемок адгезия существенно снижается, что приводит к появлению сколов и последующему возникновению точечной коррозии.

Таким образом, каждое из перечисленных покрытий имеет свои особенности, поэтому при выборе наиболее подходящего варианта необходимо учитывать грунтовые условия в пятне застройки.

СВС (т) – свая винтовая стальная из толстостенной цельнотянутой трубы

Расшифровка маркировки:

СВС (т) 76/L(5)-250(4)

Тип винтовой сваи Однолопастная
Вертикальная нагрузка (на вдавливание), т. 1-2
Вертикальная нагрузка (на выдергивание), т. 0,7-1,4
Горизонтальная нагрузка, т. 0,4-0,8
Тип наконечника Сварной
Усиленное тех.отверстие для свай длиной свыше 4100 мм. Есть
Длина сваи увеличена на 100 мм. Да
Марка стали Сталь 30ХМА
Толщина стенки ствола сваи, мм. 5
Диаметр лопасти, мм. 250
Толщина лопасти, мм. 4
Антикоррозийное покрытие Полиуретановые смолы (LTS-125/16-RSO-а, LTS-125/16-RSO-в)
Грунтовые условия Песок, супесь, глина, суглинок
Высота цоколя до 500 мм
Контроль качества 25% УЗК сварных швов
Гарантия, лет 10
Длина сваи, мм. 1000-7100
ТУ на продукцию 5264-001-20882284-2013

Возможная область применения

Сертификаты

ГОСТ Р (сваи винтовые стальные с несущей способностью не более 6 тонн)
Патент (способ повышения несущей способности однолопастных винтовых свай путем назначения оптимальных геометрических параметров)
ТУ производства винтовых свай (до 6т.)
Свидетельство аттестации производства НАКС
Сертификат качества на покрытие

Расшифровка маркировки:

СВС (т) 89/L(6)-300(6)

Тип винтовой сваи Однолопастная
Вертикальная нагрузка (на вдавливание), т. 3-4
Вертикальная нагрузка (на выдергивание), т. 2,1-2,8
Горизонтальная нагрузка, т. 1,1-1,5
Тип наконечника Сварной
Усиленное тех.отверстие для свай длиной свыше 4100 мм. Есть
Длина сваи увеличена на 100 мм. Да
Марка стали Сталь 30ХМА
Толщина стенки ствола сваи, мм. 6
Диаметр лопасти, мм. 300
Толщина лопасти, мм. 6
Антикоррозийное покрытие Полиуретановые смолы (LTS-125/16-RSO-а, LTS-125/16-RSO-в)
Грунтовые условия Песок, супесь, глина, суглинок
Высота цоколя до 500 мм
Контроль качества 25% УЗК сварных швов
Гарантия, лет 10
Длина сваи, мм. 1000-7100
ТУ на продукцию 5264-001-20882284-2013

Возможная область применения

Сертификаты

ГОСТ Р (сваи винтовые стальные с несущей способностью не более 6 тонн)
Патент (способ повышения несущей способности однолопастных винтовых свай путем назначения оптимальных геометрических параметров)
ТУ производства винтовых свай (до 6т.)
Свидетельство аттестации производства НАКС
Сертификат качества на покрытие

Расшифровка маркировки:

СВС (т) 108/L(6)-300(6)

Тип винтовой сваи Однолопастная
Вертикальная нагрузка (на вдавливание), т. 3-4
Вертикальная нагрузка (на выдергивание), т. 2,1-2,8
Горизонтальная нагрузка, т. 1,1-1,5
Тип наконечника Сварной
Усиленное тех.отверстие для свай длиной свыше 4100 мм. Есть
Длина сваи увеличена на 100 мм. Да
Марка стали Сталь 30ХМА
Толщина стенки ствола сваи, мм. 6
Диаметр лопасти, мм. 300
Толщина лопасти, мм. 6
Антикоррозийное покрытие Полиуретановые смолы (LTS-125/16-RSO-а, LTS-125/16-RSO-в)
Грунтовые условия Песок, супесь, глина, суглинок
Высота цоколя до 500 мм
Контроль качества 25% УЗК сварных швов
Гарантия, лет 10
Длина сваи, мм. 1000-7100
ТУ на продукцию 5264-001-20882284-2013

Возможная область применения

Сертификаты

ГОСТ Р (сваи винтовые стальные с несущей способностью не более 6 тонн)
Патент (способ повышения несущей способности однолопастных винтовых свай путем назначения оптимальных геометрических параметров)
ТУ производства винтовых свай (до 6т.)
Свидетельство аттестации производства НАКС
Сертификат качества на покрытие

Конструктор сваи

Параметры ствола сваи
Параметры лопастей сваи
Параметры материала сваи
Количество свай
{{cur_svaya.name}}
{{cur_svaya.label}}
Вес: {{cur_svaya.weight}} кг.

Цена: {{cur_svaya.price | price}} руб.

Маркировка Тип сваи Марка стали Тип покрытия Вес Цена
Полезна ли Вам информация на данной странице?
0
0
0