Сравнительный анализ винтовых свай с литым и сварным многовитковым наконечником

Технология Гражданское строительство Промышленное строительство Проектирование Гарантия


Время чтения: 8 минут Интересно, но нет времени читать?

Отправка на почту статьи


Нажимая кнопку "Получить", я подтверждаю свою дееспособность и даю согласие на обработку своих персональных данных в соответствии с условиями



В статье рассматриваются целесообразность и особенности применения винтовых свай с литым и сварным многовитковым наконечником.

Содержание статьи:

1. Роль классификации грунтов в выборе типа фундамента

2. Выбор типоразмера винтовых свай на основании данных о грунтах

3. Недостатки литых многовитковых наконечников


1. Роль классификации грунтов в выборе типа фундамента

ГОСТ 25100 «Грунты. Классификация» выделяет большое количество разных категорий грунтов, но с точки зрения способности к восприятию нагрузок их всего четыре:

  • особо прочные – скальные, полускальные, крупнообломочные;
  • прочные – глинистые (твердой консистенции), все песчаные (кроме пылеватых песков);
  • непрочные – глинистые (пластичной консистенции), пылеватые водонасыщенные пески при коэффициенте пористости > 0,6 (т.е. рыхлые);
  • особо непрочные – торф, ил, свежеуложенные насыпи, глинистые (текучей консистенции).

В сложных грунтах, к которым относятся непрочные и особо непрочные, неплохо проявляют себя плитные и свайные (винтовые, забивные) фундаменты. Строительство ленточного фундамента на естественном основании оправдано только если невозможно применить вышеназванные типы (больше информации о бетонных фундаментах содержится в статье «7 мифов о бетонном фундаменте»). Мелкозаглубленный ленточный фундамент подходит только для более прочных грунтов с хорошей несущей способностью, не подверженных воздействию морозного пучения. Это относится и к столбчатому фундаменту.

Существенные недостатки плитного и ленточного (если он соответствует технологическим требованиям) фундаментов, а также фундамента на буровых сваях – их цена, необходимость проведения земляных работ в большом объеме и температурные ограничения: работать с бетонным раствором можно лишь при температуре не ниже 5°С, в противном случае произойдет удорожание строительных работ из-за мероприятий по обогреву бетонной смеси.

Для забивных свай помимо расчетов несущей способности рекомендуется выполнять расчеты на противодействие силам морозного пучения, так как при недостаточном заглублении или малом сечении свай морозное пучение представляет серьезную угрозу для этого типа фундамента, а отремонтировать его будет невозможно. Соблюдение технологических требований, как правило, также ведет к удорожанию строительства.

Фундамент из винтовых свай не требует проведения земляных работ, позволяет полностью отказаться от бетона, его применение не ограничивается несущей способностью основания, а потому часто становится хорошим решением.

2. Выбор типоразмера винтовых свай на основании данных о грунтах

Однако необходимо понимать, что для фундамента из винтовых свай важно правильное сочетание конструктивных и геометрических параметров свай, соответствующее грунтовым условиям площадки строительства (подробнее об этом в статье «Классификация винтовых свай»).

В торфах и слабых водонасыщенных грунтах, характеризующихся крайне низкой несущей способностью и одновременно значительной коррозионной агрессивностью, лучше использовать многолопастные сваи (принципы расчета этой модификации рассматриваются в статье «Особенности расчета многолопастных винтовых свай») с толщиной стенки более 6 мм (более подробная информация об основаниях для назначения толщины металла в статье «Расчет толщины стенки винтовой сваи на основании требований к сроку службы»).

Классификация винтовых свай: широколопастные и узколопастные

Для прочных грунтов подойдут узколопастные сваи с наконечниками специальных конструкций. Наконечники необходимы для обеспечения погружения сваи в такие грунты, что определяет их конструктивные особенности. Способность узколопастных свай к восприятию проектных нагрузок обеспечивается прежде всего высокой несущей способностью основания, а кроме того, расчетом таких параметров, как количество витков лопасти, шаг между ними и ширина лопасти, которые назначаются исходя из грунтовых условий площадки строительства. Индивидуальный подбор перечисленных параметров позволяет всегда в полном объеме учитывать трение по боковой поверхности ствола при выполнении расчетов этой модификации на вдавливающие, горизонтальные и динамические нагрузки.

В то же время учет трения по боковой поверхности ствола требует обязательного выполнения расчетов на противодействие силам морозного пучения, так как узколопастные сваи не устойчивы к воздействию касательных сил морозного пучения (более подробно в статье «Воздействие сил морозного пучения на различные типы винтовых свай»).

В дисперсных грунтах – связных и несвязных – применение узколопастных свай необоснованно. Дисперсный грунт состоит из отдельных минеральных частиц (зерен) разного размера, слабо связанных друг с другом (ГОСТ 25100-95). Из-за маленькой площади лопасти не могут надежно зафиксироваться в нем, что, естественно, ведет к значительной потере несущей способности.

3. Недостатки литых многовитковых наконечников

Узколопастная свая, как правило, имеет конусообразный наконечник, на котором располагается узкая многовитковая лопасть. Внешне она напоминает саморез, да и принцип работы у них схожий: конусообразный наконечник разрезает грунт, а лопасть благодаря своему маленькому диаметру упрощает завинчивание сваи и уменьшает риск ее деформации.

В зависимости от типоразмера и характеристик основания такие сваи устанавливаются ручным или механическим способом. При погружении в многолетнемерзлые (вечномерзлые) грунты используется лидерное бурение на глубину погружения, выполняемое шнеком, диаметр которого составляет 0,9-1 диаметра ствола сваи.

В России существуют разновидности многовитковых свай со сварным или литым конусообразным многовитковым наконечником. При использовании литья наконечник отливается полностью, то есть лопасть – его составная часть. При производстве сварных конструкций спиральная лопасть приваривается к стволу. Что касается технологии погружения, то никаких отличий между сваями со сварным или литым наконечником нет.

Существует мнение, что в прочных скальных или крупнообломочных грунтах, а также с включениями (природный и/или техногенный мусор) с большей вероятностью подойдут сваи с литым наконечником. Многие ошибочно полагают, что литая конструкция прочнее сварной, так как не содержит сварных соединений и может быть изготовлена форма любой сложности.  Ошибочность тезиса в том, что место, где находится сварной шов всегда прочнее за счет большего сечения. Характеристики свариваемых материалов в остальном ничем не отличаются от отлитого в форме. Что касается сложных форм, то современное оборудование позволяет обеспечить точность изготовления любых применяемых сегодня конфигураций наконечников. Таким образом, у сварного наконечника по отношению к литому нет никаких существенных недостатков. Однако, у литья имеется существенный недостаток в том, что для каждой конфигурации необходимо отдельно изготавливать формы для отливок. Это приводит к использованию одного, реже двух типоразмеров для всего многообразия грунтов. Не трудно сделать вывод, что в большинстве случаев литые наконечники будут малоэффективны.

Литой многовитковой наконечник

Для снижения материалоемкости свайных конструкций и трудоемкости их погружения, при этом соблюдая требований по обеспечению несущей способности сваи, необходимо для каждого типа грунта подбирать наиболее эффективную конструкцию наконечника. Этого можно достичь только при использовании сварных наконечников, т.к. нет никаких ограничений по изготовлению индивидуально подобранному конструктивному исполнению для любой площадки строительства, с любыми грунтовыми условиями.




Была ли информация для Вас полезной?
77
1
5
 
Текст сообщения*
Загрузить файл или картинкуПеретащить с помощью Drag'n'drop
Перетащите файлы
Ничего не найдено
Защита от автоматических сообщений

Статьи по теме