Технические характеристики винтовых свай

Технология Проектирование


Статья расскажет об основных технических характеристиках винтовых свай.

Содержание статьи:

1. Количество лопастей

2. Ширина лопасти(-ей)

3. Вид и конфигурация лопасти(-ей)

4. Способ изготовления наконечника (литье/сварка)

5. Толщина стенки ствола

6. Толщина лопасти(-ей)

7. Марка стали

8. Покрытие

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

    9.1. 57 мм

    9.2. 73, 76 мм

    9.3. 89 мм

    9.4. 102, 108 мм

    9.5. 133 мм

    9.6. 159, 168 мм

    9.7 219 мм

    9.8. 273, 325 мм


Практически все параметры винтовых свай (конструктивные, геометрические) назначаются индивидуально на основании комплекса данных, но прежде всего на основании информации о грунтовых условиях в пятне застройки.

Параметр

Основание для назначения

Марка стали

На основании требований к жесткости и прочности, а также исходя из грунтовых условий, в том числе данных о коррозионной агрессивности грунтов, и условий эксплуатации (подробнее «На что влияет марка стали?»).

Толщина стенки ствола сваи, мм

На основании данных о коррозионной агрессивности грунтов и в соответствии с требованиями к жесткости и прочности (подробнее «Расчет толщины стенки ствола»).

Диаметр ствола сваи, мм

На основании данных о коррозионной агрессивности грунтов и в соответствии с требованиями к жесткости, прочности и устойчивости (подробнее «Коррозия: причины и способы защиты»).

Длина сваи, мм

Исходя из показателей расчетной глубины промерзания и несущей способности грунтов (подробнее «Как подобрать длину свай для фундамента?»).

Диаметр лопасти, мм, количество лопастей

На основании данных о нагрузках от строения (в соответствии с требованиями к устойчивости) и о несущей способности грунтов (подробнее «Особенности расчета многолопастных винтовых свай»).

Конфигурация лопасти

На основании данных о физико-механических свойствах грунтов: пористость, степень насыщения водой, консистенция, гранулометрический состав и т.д. (подробнее «Ключевые принципы подбора параметров лопастей»).

Чтобы получить данные, достаточные для разработки проекта фундамента, совсем не обязательно заказывать дорогие инженерно-геологические изыскания. Можно воспользоваться комплексом «Экспресс-геология», включающим процедуры, разработанные специалистами компании «ГлавФундамент» для объектов малоэтажного строительства:

  • геотехнические исследования (динамическое зондирование грунтов (методика разработана на основании ГОСТ 19912-2012), геолого-литологические исследования);
  • измерения коррозионной агрессивности грунтов.

Подробнее о процедурах в статье «Экспресс-геология: геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов».


1. Количество лопастей

В работе однолопастных конструкций не учитывается трение по боковой поверхности ствола, а сваи малых длин и диаметров вовсе требуют обязательного применения элемента сопротивления боковым нагрузкам (ЭСБН) или 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 и выдергивающие нагрузки. Подходят для установки в любые, даже слабые, грунты. При передаче критических нагрузок не «уходят в срыв».

Конструктивные параметры многолопастных свай (диаметр лопастей, их шаг и соотношение) – величины, которые находятся в сложной зависимости от характеристик грунтовой среды и характера нагрузок от сооружения. Если ввести дополнительную без предварительных расчетов, многолопастная модификация может работать на горизонтальную нагрузку даже хуже, чем однолопастная дезаксиальная (подробнее «Особенности расчета многолопастных свай»).

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

2. 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.

3. Вид и конфигурация лопасти(-ей)

В зависимости от вида лопастей сваи подразделяются:

  • Свая винтовая лопастная (CBЛ) – винтовая свая, имеющая одну или несколько лопастей и ствол со значительно меньшей по сравнению с лопастью (лопастями) площадью поперечного сечения; лопасти могут быть размещены на наконечнике и по длине ствола.
  • Свая винтовая спиральная (СВС) – винтовая свая, состоящая из конусного или открытого наконечника и ствола с приваренной многовитковой спиралью (спиралями).
  • Свая винтовая комбинированная (СВК) – винтовая свая, имеющая конусный или открытый наконечник с приваренной многовитковой спиралью и ствол с одной или несколькими винтовыми лопастями.

Важная характеристика лопастей широколопастных модификаций – конфигурация. Ее соответствие грунтовым условиям площадки строительства позволяет установить сваю с минимальным нарушением структуры грунта (подробнее «Ключевые принципы подбора параметров лопастей»).

4. Способ изготовления наконечника (литье/сварка)

Наконечники свай свариваются (сварные) или отливаются целиком и навариваются на трубу (литые).

Контакт двух разнородных металлов (металла трубы и металла отливки), характерный для свай с литыми наконечниками, ведет к образованию гальванической пары, что повышает вероятность развития коррозии. Кроме того, сварка разнородных металлов – это технологически более сложный процесс, поэтому стоит обратить особое внимание и на качество сварного шва.

Также запас прочности литого наконечника несопоставимо выше запаса прочности трубы, конечно (а срок службы конструкции будет определяться по минимальному показателю), если не выбран ствол, соответствующий ему по толщине (встречается крайне редко, так как цена сваи в этом случае значительно увеличивается).

Так как формы отливок унифицированы, и изготовить литой наконечник с определенной конфигурацией лопасти невозможно, сваи со сварным наконечником и лопастью, подобранной исходя из грунтовых условий, всегда будут иметь большую несущую способность (подробнее «В каких случаях допустимо использовать литой наконечник»).

5. 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.

После выполнения расчета срока службы остаточная толщина стенки обязательно проверяется на соответствие проектным нагрузкам и требованиям ГОСТ 27751-2014.

6. 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).

7. Марка стали

При изготовлении винтовых свай используются стали марок:

  • Ст3;
  • Ст20;
  • 09Г2С;
  • 30 ХМА.

Подробнее – «На что влияет марка стали?».

8. Покрытие

Дополнительная мера защиты от коррозии, так как из-за значительного абразивного воздействия на сваю в процессе погружения, покрытие почти всегда повреждается.

Подробные результаты испытаний разных покрытий винтовых свай приведены в статье «Сравнительный анализ различных типов антикоррозийного покрытия».

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

9.1. 57 мм

Конструктивные/геометрические параметры

Часто используемые величины

Толщина стенки ствола

3-6 мм

Лопастей

Ширина/количество витков (для узколопастных конструкций)

5-15 мм/2-5

Диаметр/толщина (для широколопастных модификаций)

120-200 мм/4-5 мм

Длина

2 100-4 500 мм


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

9.2. 73, 76 мм

Конструктивные/геометрические параметры

Часто используемые величины

Толщина стенки ствола

3-8 мм

Лопастей

Ширина/количество витков (для узколопастных конструкций)

5-15 мм/2-5

Диаметр/толщина (для широколопастных модификаций)

120-300 мм/ 4-6 мм

Длина

 2 100-5 000 мм


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

9.3. 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)

200-360 мм/4-8 мм

Длина

 2 600-5 500 мм


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

9.4. 102, 108 мм

Конструктивные/геометрические параметры

Часто используемые величины

Толщина стенки ствола

3,5-8 мм

Лопастей

Ширина/количество витков (для узколопастных конструкций)

5-25 мм/2-5

Диаметр/толщина (для широколопастных модификаций)

200-460 мм/6-10 мм

Длина

 2 600-6 000 мм


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

9.5. 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)

300-540 мм/6-10 мм

Длина

3 100-7 000 мм


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

9.6. 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)

300-650 мм/6-10 мм

Длина

3 600-8 000 мм


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

9.7. 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.

9.8. 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?
6
8
1
 
Текст сообщения*
Загрузить файл или картинкуПеретащить с помощью Drag'n'drop
Перетащите файлы
Ничего не найдено
Защита от автоматических сообщений

Статьи по теме