Сравнительный анализ винтовых свай с литым и сварным многовитковым наконечником

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 перечисленные конструкции (подробнее).

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, большой объем земляных работ и температурные ограничения: работать с бетонным раствором нужно при температуре не ниже 5°С, иначе произойдет удорожание строительства из-за мероприятий по обогреву бетонной смеси.

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

Для прочных грунтов подойдут узколопастные сваи с со специальными наконечниками, конструкция которых обеспечит погружение свай в такие грунты. Способность узколопастных свай к восприятию проектных нагрузок обеспечивает прежде всего высокая несущая способность основания, а кроме того, расчет количества витков лопасти, шага между ними и ширины лопасти, которые назначаются исходя из грунтовых условий площадки строительства.

Подбор перечисленных параметров позволяет 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.

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). Из-за маленькой площади лопасти не могут надежно зафиксироваться в нем, что, естественно, ведет к значительной потере несущей способности.

В торфах и слабых водонасыщенных грунтах с крайне низкой несущей способностью и одновременно значительной коррозионной агрессивностью, лучше использовать многолопастные сваи со стенкой более 6 мм.

Узколопастная свая, как правило, имеет конусообразный наконечник, на котором располагается узкая многовитковая лопасть. Она похожа на саморез, да и принцип работы у них схожий: конусообразный наконечник разрезает грунт, а лопасть маленького диаметра упрощает завинчивание сваи без риска деформации.

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

В России применяют разновидности многовитковых свай со сварным (спиральная лопасть приваривается к стволу) и литым (наконечник отливается полностью, лопасть – его составная часть) конусообразным многовитковым наконечником. В обоих случаях используется одна технология погружения.

Существует мнение, что для прочных скальных или крупнообломочных грунтов, а также грунтов с включениями (природный и/или техногенный мусор) с большей вероятностью подойдут сваи с литым наконечником. С чем это связано?

Однако они есть у литья. Для каждой конфигурации необходимо отдельно изготавливать формы для отливок. В результате для всего многообразия грунтовых условий используют один-два типоразмера наконечников. Не трудно сделать вывод, что в большинстве случаев они будут малоэффективны.