Винтовые сваи как выбрать качественные



Как правильно выбрать винтовые сваи?

Достаточно ли знать тип грунта и вес конструкции, чтобы выбрать винтовые сваи для строительства фундамента?

Существующие конструкции различаются по ряду признаков: марке стали, геометрическим характеристикам, типу лопастей и не только.

Подробнее с основными аспектами выбора свай разберемся в настоящей статье.

Правила выбора для фундамента

Винтовые сваи – разновидность опор, которая отличается своей конструкцией и улучшенными характеристиками по сравнению с обычными столбами.

Такие сваи состоят из двух элементов:

  • ствола – полой металлической трубы с круглым сечением определенного диаметра;
  • лопасти – нижняя винтовая часть с большим диаметром, чем ствол.

Благодаря наличию винтовых лопастей металлическая опора вкручивается в грунт ручным или механическим способом до того момента, пока наконечник не упрется в твердые породы. При этом, особенность конструкции обеспечивает лучшую несущую способность фундамента по сравнению со столбами с таким же диаметром.

Выбор опорных элементов с подходящей конфигурацией нужно сделать на этапе проектирования, основываясь на целом комплексе данных, включая физико-химические свойства грунта.

На что обращать внимание в первую очередь?

Неопытного строителя удивит широкий ассортимент винтовых свай в каталоге производителя. Поэтому нужно заранее определиться с характеристиками, которыми должен обладать будущий фундамент. Критерии, по которым различаются сваи:

  1. Марка стали. Параметр выбирают, исходя из требуемой жесткости и прочности фундамента по отношению к особенностям геологии участка, а также условиям эксплуатации.
  2. Толщина стенки и диаметр ствола. Чем выше содержание химически агрессивных веществ в почве, тем жестче требования к прочности опор. Выбирая сваи с тонкими стенами, застройщик рискует сократить срок службы фундамента в несколько раз.
  3. Диаметр лопастей. Размер винтовых лопастей зависит от ожидаемой нагрузки, которую будет оказывать будущее сооружение на грунт, и, в свою очередь, от несущей способности почвенных масс.
  4. Длина ствола. Параметр выбирают после расчета глубины промерзания почвы. Как правило, сваю опускают ниже точки промерзания.
  5. Конфигурация лопастей. Для каждого типа грунта разработаны свои модели. Широкий ассортимент винтовых свай позволяет подобрать элемент для почв, различных по пористости, влажности, гранулометрическому составу и т.д.

Какой толщины должны быть стенки элементов?

Зная коррозионную активность почвы на застраиваемой площадке, подбирают толщину металла.

Тип сваи Толщина металла, мм Класс ответственности сооружения Грунтовые условия Пример постройки
тонкостенные до 3,5 пониженный неагрессивные беседки и ограждения
средней толщины 3,5 – 6 пониженный и нормальный неагрессивные каркасные, деревянные дома
толстостенные более 6 нормальный и повышенный средне- и сильноагрессивные кирпичные, деревянные, бетонные сооружения

Чтобы удостовериться в правильности выбора параметров, эксперты рекомендую рассчитать проектную долговечность постройки и проверить остаточную толщину металла на соответствие проектным нагрузкам по ГОСТу 27751-2014.

Диаметр

Стандартные параметры элементов характеризуются таким соотношением диаметра ствола к диаметру лопастей (мм):

При необходимости возможно изготовление опор с нестандартной конфигурацией. Планируя строительство частного дома (деревянного, каркасного, щитового, из пенобетона) с одним или двумя этажами, достаточно свай с диаметром ствола 89 мм.

Конструкции с диаметром сечения от 108 мм выбирают для тяжелых построек весом до 3,5 т. При этом выбор диаметра сваи основывают также на требованиях к жесткости и прочности фундамента по отношению к коррозионным процессам в почве.

Вид наконечника

Главное различие между наконечниками обусловлено способом соединения к трубе:

  1. Сварные наконечники, которые приварены к трубе.
  2. Литые – являются продолжением тела ствола.

Сваи с литыми наконечниками применяются под строительство промышленных сооружений, где планируются повышенные нагрузки на почву.

При проектировании частных домов и легковесных конструкций нет смысла переплачивать за литые конструкции, поскольку опоры со сварными наконечниками обеспечат необходимую несущую способность.

Наконечники также различаются по форме:

  • круглые;
  • крестообразные;
  • заостренные;
  • обрезанные под углом.

В данном случае выбор основан на плотности грунта, а также наличии твердых включений (камней, металлического мусора) в почве. Чем острее наконечник, тем легче свая преодолевает сопротивление грунта.

Защитное покрытие

Сваи в процессе эксплуатации подвержены образованию коррозии вследствие контакта металла с землей. Участок трубы на границе грунт-атмосфера в большей степени испытывает влияние влаги. Чтобы исключить негативное воздействие внешней среды, на сваю наносят защитный слой.

Типы покрытий:

  • полиуретановые;
  • цинковые;
  • эпоксидные;
  • полимерные;
  • эмали и т.д.

В процессе монтажа металл испытывает абразивное воздействие со стороны грунта, поэтому важно во время покупки сваи обратить внимание на качество нанесения защитного покрытия.

Если потереть монеткой или ключом поверхность трубы, то на металле не должно остаться царапин и, тем более, не должна оголиться сталь. В противном случае покрытие некачественное и покупать изделие не стоит.

Если застройщик не хочет переплачивать или сомневается в надежности защитного слоя, он может сам обработать металл грунтовкой или мастикой для защиты от образования ржавчины.

Что влияет на стоимость?

Неопытному строителю будет сложно выбрать сваи нужной модификации среди всего ассортимента похожих между собой конструкций.

Как правило, покупатели в такой ситуации ориентируются на стоимость изделия.

Перед тем, как заказывать винтовые сваи под фундамент, необходимо разобраться с факторами ценообразования.

  1. Качество металла. Недобросовестные производители экономят на качестве стали, чтобы снизить себестоимость своего товара. На деле от этого параметра напрямую зависит способность фундамента противостоять нагрузкам как со стороны сооружения, так и подвижек грунта.
  2. Толщина металла. Чем тоньше стенка трубы, тем дешевле изделие. При этом существует прямая взаимосвязь между этим параметром и прочностью опор.
  3. Диаметр трубы. Как и в случае с толщиной металла, выбор основывают на требуемых прочностных характеристиках основания.
  4. Качество покрытия. Подверженность коррозионным процессам – главный недостаток металлических столбов. Поэтому собственнику целесообразно предусмотреть защиту от воздействия влажности еще на этапе закупки стройматериалов.

Полезное видео

Дополнительная информация о выборе свай в видео:

Заключение

Винтовые сваи широко применяются в строительстве фундаментов, при этом потребители могут выбирать элементы по цене и конструкционным признакам. Целесообразность тех или иных моделей обусловлена, в первую очередь, типом грунта, а уже затем нагрузками, которые будет оказывать планируемое сооружение.

Изучая каталог винтовых свай, эксперты рекомендуют отдавать предпочтение изделиям из высокопрочных марок стали, при этом не стоит экономить на качестве антикоррозионного покрытия.

Источник статьи: http://stroim-domik.org/stroitelstvo/fundament/svajnyj/svajno-vintovoj/kak-pravilno-vybrat

Как выбрать винтовые сваи для фундамента

Как выбрать винтовые сваи для фундамента? Достаточно ли обладать общей информацией о нагрузках от будущего строения и о грунтовых условиях на участке строительства? Какие параметры свай должны назначаться индивидуально?

Содержание статьи:

Назначение практически всех параметров винтовых свай (геометрических, конструктивных) осуществляется индивидуально на стадии разработки проекта на основании целого комплекса данных, прежде всего данных о грунтах.

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»).

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

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»).

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

Кажется, что такой объем данных дадут только полноценные геологические изыскания, но это не так. Процедуры, разработанные и введенные в качестве обязательных компанией «ГлавФундамент», – геолого-литологические и геотехнические исследования, а также измерения коррозионной агрессивности грунтов (КАГ) – позволят получить всю необходимую информацию. Так как исследования адаптированы под ИЖС их цена не высока (подробнее «Экспресс-геология: геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов»).

1. Широколопастные и узколопастные

По ширине лопасти сваи делятся на две группы. К первой относятся узколопастные модификации, диаметр лопасти которых превосходит диаметр ствола менее чем в полтора раза. Они применяются в особо прочных сезоннопромерзающих и многолетнемерзлых (вечномерзлых) грунтах.

Небольшая ширина лопасти сводит к минимуму риск ее деформации во время погружения в грунт. Хорошая же способность к восприятию проектных нагрузок обеспечивается:

  • высокой несущей способностью самих грунтов;
  • расчетом таких параметров, как количество витков, шаг и ширина лопасти, которые назначаются исходя из грунтовых условий площадки строительства и позволяют в полном объеме учитывать трение по боковой поверхности ствола (подробнее в статье «Сравнительный анализ винтовых свай с литым и сварным многовитковым наконечником»).

Ко второй группе относятся широколопастные сваи, диаметр лопасти которых в полтора и более раз превосходит диаметр ствола. Имея большую площадь опирания, они хорошо проявляют себя в дисперсных грунтах, в том числе характеризующихся сравнительно невысокой несущей способностью, заторфованных грунтах, илах и водонасыщенных песках.

1.1. Классификация по конфигурации лопасти

Наряду с диаметром, обеспечивающим площадь опирания, для широколопастных свай необходимо подбирать и конфигурацию лопасти, которая делает возможной установку с минимальным нарушением структуры грунта (подробнее в материале «Ключевые принципы подбора параметров лопастей»). В зависимости от конфигурации лопасти сваи делятся на модификации для грунтов:

  • текучих, текучепластичных и мягкопластичных;
  • тугопластичных и полутвердых;
  • твердых.

Конфигурация лопасти подбирается на основании данных о физико-механических характеристиках грунтов, для получения которых достаточно провести простую процедуру – экспресс-геологию (геолого-литологические изыскания) (подробнее читайте здесь «Экспресс-геология: геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов»).

1.2. Классификация по виду лопастей

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.

2. С литым и сварным наконечником

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.

3. Однолопастные и многолопастные

В большинстве случаев при проектировании однолопастных свай не рекомендуется учитывать трение по боковой поверхности, так как в их работу не включается околосвайный массив грунта. Кроме того, при установке конструкций малых длин и диаметров, крайне неустойчивых к воздействию горизонтальных нагрузок, рекомендуется для обеспечения устойчивости применять элемент сопротивления боковым нагрузкам (ЭСБН) или выполнять обязательное бетонирование основания колонны.

У многолопастных свай две и более лопасти. Благодаря включению в работу околосвайного массива грунта, они одинаково хорошо воспринимают вдавливающие и выдергивающие нагрузки, демонстрируют хорошую несущую способность даже в слабых грунтах (заторфованные грунты, торфы, илы и т.д.).

Еще одно существенное преимущество этой конструкции – при достижении критической нагрузки она не «уходит в срыв», а продолжает набирать несущую способность.

В то же время достижение максимальных показателей многолопастных свай сопряжено с некоторыми сложностями, так как обеспечивается расчетом расстояния между лопастями, шага и угла наклона лопастей. Ошибки в вычислениях могут привести к возникновению «обратного эффекта»: введение второй лопасти окажется не просто бесполезным, но и ухудшит работу конструкции, вплоть до того, что многолопастная свая будет уступать в восприятии горизонтальных нагрузок даже конструкции с одной лопастью (подробнее об этом в статье «Особенности расчета многолопастных свай»).

За счет увеличения числа лопастей такие сваи воспринимают большие нагрузки при меньшем диаметре трубы. При этом жесткость ствола меньшего диаметра обеспечивается использованием толстостенного трубопроката (от 6 мм).

4. Винтовые сваи для малых и больших нагрузок

Если говорить об усредненных грунтах с достаточной несущей способностью, то к винтовым сваям для малонагруженных конструкций относят:

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

Их используют при возведении объектов ИЖС и сопоставимых по нагрузкам промышленных сооружений. При условии применения свай с аналогичными параметрами под более серьезные нагрузки и в особо прочных грунтах, необходимо для увеличения прочности по материалу использовать металлопрокат большей площади сечения.

К винтовым сваям для больших нагрузок относят конструкции:

  • с одной лопастью диаметром более 400 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.

Их применяют при строительстве крупных гражданских и промышленных объектов.

Существует также точка зрения, что относить сваи к первой или второй группе по нагрузкам следует, исходя из диаметра ствола. Это допустимо, но только 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 прочных сезоннопромерзающих и многолетнемерзлых (вечномерзлых) грунтах, не меньшее значение имеет толщина металла, которая выступает дополнительным основанием для классификации.

Дополнительно

5.1. Толщина стенки ствола

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

Первая группа (до 3,5 мм включительно) 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 (свыше 3,5 мм) применяется для строений III класса ответственности, передающих на фундамент более высокую нагрузку, 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.

Подбирается толщина металла на стадии разработки проекта с учетом данных о коррозионной активности грунта на участке строительства, о чем подробно рассказывается в статье «Подбор толщины стенки ствола на основании требований к сроку службы». Для уточнения правильности подбора параметров рекомендуется после выполнения расчета долговечности проверить остаточную толщину стенки ствола на соответствие проектным нагрузкам и требованиям ГОСТ 27751-2014 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения».

Подбор диаметра ствола также осуществляется с учетом коррозионных процессов в грунте и в соответствии с требованиями к жесткости и прочности.

5.2. Толщина лопасти

Если говорить о толщине лопасти, то сейчас в строительстве используются сваи с толщиной лопасти до 5 миллиметров включительно и 6 и более миллиметров.

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

Подбирается толщина лопасти на стадии разработки проекта с учетом данных о коррозионной активности грунта.

5.3. Марка стали

При выборе марки стали нужно учитывать агрессивность среды, характер нагрузок и условия эксплуатации. Более подробную информацию о марках стали Вы найдете в статье «Использование стали различных марок в производстве».

5.4. Покрытие

Покрытие относят к дополнительным мерам защиты винтовых свай от коррозии, так как во время установки в грунт конструкции испытывают значительное абразивное воздействие. Более эффективным является увеличение толщины металла и использование качественной стали. Но нельзя отрицать, что нанесение покрытия при условии сохранения его целостности позволяет снизить негативное воздействие на надземную часть сваи и на участок в контактной области «атмосфера – грунт».

Производители винтовых свай в основном используют следующие покрытия:

  • полимерные;
  • грунты-эмали по ржавчине;
  • полиуретановые;
  • эпоксидные;
  • цинковые (полученное методом горячего или холодного цинкования).

Подробные результаты испытаний перечисленных покрытий Вы можете найти в статье «Сравнительный анализ различных типов антикоррозийного покрытия.

Источник статьи: http://glavfundament.ru/articles/kak_vybrat_vintovye_svai_dlya_fundamenta/


Adblock
detector