Технические характеристики винтовых свай

Технология Проектирование


Статья расскажет об основных технических характеристиках винтовых свай.

Ширина лопасти (-ей)

Может превосходить диаметр ствола:

  • менее чем в полтора раза (узколопастные модификации);

  • в полтора раза и более (широколопастные модификации).

Использование свай с разной шириной лопасти позволяет решить разные задачи:

  • осуществить погружение в особо плотные сезоннопромерзающие или многолетнемерзлые (вечномерзлые) грунты с минимальным риском деформации лопасти;

  • обеспечить способность к восприятию нагрузок в дисперсных грунтах, в том числе характеризующихся низкой несущей способностью, благодаря достаточной площади опирания.

Конфигурация лопасти (-ей)

Важная характеристика лопастей широколопастных модификаций – конфигурация. Ее соответствие грунтовым условиям площадки строительства позволяет установить сваю с минимальным нарушением структуры грунта, что обеспечивает впоследствии надлежащее  восприятие нагрузок от здания/сооружения (подробнее «Ключевые принципы подбора параметров лопастей»).

Способ изготовления наконечника (литье/сварка)

Сваи с литыми наконечниками изготавливаются для последующей установки в крупнообломочные грунты, грунты с включениями, крупные гравелистые пески и т.п. Использование литья в иных грунтовых условиях неоправданно, так как запас прочности такого наконечника несопоставимо выше запаса прочности трубы, конечно, если не  выбран ствол, соответствующий ему по толщине (встречается крайне редко, т.к. цена сваи в этом случае значительно увеличивается).

Сварные наконечники могут изготавливаться из металлопроката любой толщины, более того, они не ограничены унифицированной формой отливок, поэтому используются гораздо шире (подробнее «В каких случаях допустимо использовать литой наконечник»).

Количество лопастей

В работе однолопастных конструкций не учитывается терние по боковой поверхности ствола, а сваи малых длин и диаметров вовсе требуют обязательного бетонирования основания колонны, так как крайне неустойчивы к горизонтальным нагрузкам.

Многолопастные модификации благодаря особенностям конструкции обеспечивают совместную работу сваи и околосвайного грунта, что позволяет им одинаково хорошо воспринимать вдавливающие, выдергивающие и горизонтальные нагрузки. Также подходят для установки в любые, даже слабые, грунты.

При передаче критических нагрузок не уходят в «срыв», однако это возможно только при условии назначения межлопастного расстояния, шага и угла наклона лопастей в соответствии с конкретными данными о грунтах участка. В противном случае многолопастные модификации будут уступать в восприятии нагрузок даже однолопастным дезаксиальным сваям (подробнее «Особенности расчета двухлопастных свай»).

Увеличение количество лопастей позволяет использовать для ствола трубу меньшего диаметра, но с большей толщиной стенки (для соблюдения требований к жесткости и прочности). 

Толщина стенки ствола

Сваи бывают:

  • малых толщин (до 3,5 мм включительно);

  • средних толщин (свыше 3,5 миллиметра);

  • толстостенные (6 и более миллиметров).

Первая группа рекомендована для строительства легких зданий и сооружений (беседки, ограждения и т.п.), которые относятся к классу ответственности III (пониженный), при условии их эксплуатации в неагрессивных грунтовых условиях.

Вторая группа применяется для строений, передающих на фундамент среднюю нагрузку (класс ответственности III (пониженный), а также для построек II (нормального) класса ответственности но только на участках, представленных неагрессивными грунтами. 

При строительстве в средне- и сильноагрессивных грунтах и/или при больших нагрузках (классы ответственности II (нормальный) и I (повышенный) лучше использовать толстостенные винтовые сваи.

Назначается толщина стенки ствола на основании данных о коррозионной агрессивности грунтов (подробнее «Подбор толщины стенки ствола на основании требований к сроку службы»). После выполнения расчета срока службы остаточная толщина стенки обязательно проверяется на соответствие проектным нагрузкам и требованиям ГОСТ 27751-2014 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения».

Толщина лопасти (-ей)

Толщина лопасти (-ей) может составлять:

  • до 5 мм включительно (походят для строительства легких зданий/сооружений, а также временных объектов);

  • 6 мм и более (подходят для долговременных построек, крупных гражданских и промышленных объектов, а также для агрессивных грунтовых условий).

Подбирается, как и толщина стенки, на основании данных о коррозионной агрессивности грунтов.

Марка стали

При изготовлении винтовых свай используются стали марок:

  • Ст3;

  • Ст20;

  • 09Г2С;

  • 30 ХМА.

Основания для назначения:

  • степень агрессивности среды;

  • характер нагрузок от строения;

  • условия эксплуатации.

Подробнее – «На что влияет марка стали?».

Покрытие

Дополнительная мера защиты от коррозии, т.к. из-за значительного абразивного воздействия  на сваю в процессе погружения, покрытие повреждается.

Производители используют следующие покрытия:

  • полимерные;

  • грунты-эмали по ржавчине;

  • полиуретановые;

  • эпоксидные;

  • цинковые (полученное методом горячего или холодного цинкования).

Подробные результаты испытаний перечисленных покрытий в статье «Сравнительный анализ различных типов антикоррозийного покрытия». 

Технические характеристики винтовых свай с диаметром ствола 57, 76, 89, 108, 133, 159, 219, 325 мм

57 мм

Конструктивные/геометрические параметры

Часто используемые величины

Толщина стенки ствола

3-4 мм

Лопастей

Ширина/количество витков (для узколопастных конструкций)

5-15 мм/2-5

Диаметр/толщина (для широколопастных модификаций)

100-200 мм/4-5 мм

Длина

2 100-4 500 мм

При изготовлении, как правило, используется сталь марок Ст3, Ст20.

73, 76 мм

Конструктивные/геометрические параметры

Часто используемые величины

Толщина стенки ствола

3-5 мм

Лопастей

Ширина/количество витков (для узколопастных конструкций)

5-15 мм/2-5

Диаметр/толщина (для широколопастных модификаций)

150-300 мм/ 4-6 мм

Длина

 2 100-5 000 мм

При изготовлении, как правило, используется сталь марок Ст3, Ст20.

89 мм

Конструктивные/геометрические параметры

Часто используемые величины

Толщина стенки ствола

3-9 мм

Лопастей

Ширина/количество витков (для узколопастных конструкций)

5-20 мм/2-5

Диаметр/толщина (для широколопастных модификаций)

200-350 мм/4-8 мм

Длина

 2 600-5 500 мм

При изготовлении, как правило, используется сталь марок Ст3, Ст20, 30 ХМА.

102, 108 мм

Конструктивные/геометрические параметры

Часто используемые величины

Толщина стенки ствола

3,5-6 мм

Лопастей

Ширина/количество витков (для узколопастных конструкций)

5-25 мм/2-5

Диаметр/толщина (для широколопастных модификаций)

200-400 мм/6-10 мм

Длина

 2 600-6 000 мм

При изготовлении, как правило, используется сталь марок Ст3, Ст20, 30 ХМА.

133 мм

Конструктивные/геометрические параметры

Часто используемые величины

Толщина стенки ствола

4-8 мм

Лопастей

Ширина/количество витков (для узколопастных конструкций)

5-30 мм/2-5

Диаметр/толщина (для широколопастных модификаций)

300-500 мм/6-10 мм

Длина

3 100-7 000 мм

При изготовлении, как правило, используется сталь марок Ст3, Ст20, 09Г2С.

159, 168 мм

Конструктивные/геометрические параметры

Часто используемые величины

Толщина стенки ствола

4,5-8 мм

Лопастей

Ширина/количество витков (для узколопастных конструкций)

10-30 мм/2-5

Диаметр/толщина (для широколопастных модификаций)

300-600 мм/6-10 мм

Длина

3 600-8 000 мм

При изготовлении, как правило, используется сталь марок Ст20, 09Г2С.

219 мм

Конструктивные/геометрические параметры

Часто используемые величины

Толщина стенки ствола

5-12 мм

Лопастей

Ширина/количество витков (для узколопастных конструкций)

20-30 мм/2-6

Диаметр/толщина (для широколопастных модификаций)

400-800 мм/ 6-10 мм

Длина

4 000-12 000 мм

При изготовлении, как правило, используется сталь марок Ст20, 09Г2С.

273, 325 мм

Конструктивные/геометрические параметры

Часто используемые величины

Толщина стенки ствола

6-12 мм

Лопастей

Ширина/количество витков (для узколопастных конструкций)

20-30 мм/2-6

Диаметр/толщина (для широколопастных модификаций)

500-850 мм/8-12 мм

Длина

4 000-12 000 мм


При изготовлении, как правило, используется сталь марок Ст20, 09Г2С.



Была ли информация для Вас полезной?
4
6
1

Статьи по теме