Винтовые сваи
Винтовые сваи — тип свай, заглубляемых в грунт методом завинчивания. Винтовые сваи состоят из ствола и лопасти (или лопастей). Изготавливаются из литых либо сварных стальных деталей.
История
Впервые такой фундамент был применен при строительстве маяка в Мэплин Сэндс на обводненных грунтах морского дна в устье р. Темзы в 1838 г. Автором идеи использования сваи в виде винта был ирландский инженер Александр Митчелл (1780—1868), который в 1848 году был избран членом Института гражданских инженеров (ICE) и получил медаль Телфорда за это изобретение. В советской строительной науке в начале 20 в. инженер Владислав Карлович Дмоховский (1877—1952) проводил исследования в области свайных оснований (теория конических свай). Он доказал, что винтовые сваи имеют большое преимущество в применении перед забивными при необходимости устройства фундамента в условиях вечной мерзлоты, или при работе со слабыми и обводненными грунтами. В настоящее время винтовые сваи широко используются для любых типов зданий и сооружений, что обусловлено высокой скоростью установки, отсутствием вибраций при погружении и возможностью проводить работы в зимнее время.
В последнее время находят широкое применение также винтовые сваи с увеличенной несущей способностью, а также двухлопастные винтовые сваи. Как показали исследования, оба типа этих винтовых свай обладают большими несущими способностями и способны выдерживать большие нагрузки на сжатие и выдергивание, что приводит также к уменьшению материалоемкости, а значит, и к экономии на самом фундаменте. Некоторые производители применяют при производстве винтовых свай НКТ трубы с толщиной стенки 6.5 мм (при стандартных 4 мм). Поскольку НКТ трубы отливаются из стали, они бесшовные и цельнотянутые. За счет более высоких характеристик по прочности и деформируемости, их применяют под более обширный перечень строений и сооружений, по сравнению с аналогичными сваями, выполненными из обычной стали. Также некоторые производители используют сталь марки 20 за счёт большей её прочности по сравнению с традиционно используемой сталью марки 3.
Применение
Расчёт при проектировании свайных фундаментов с применением винтовых свай выполняется по СП 24.13330.2011 Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» -Винтовые сваи.[1]
Установка производится при помощи гидравлических механизмов различных строительных машин, либо в отдельных случаях — вручную. Свая погружается в грунт наподобие шурупа, закручиваемого в дерево. При наличии твердых скальных пород или вечной мерзлоты — погружение осуществляется в литерную скважину. Правильные методы установки имеют первостепенное значение для обеспечения расчетной несущей способности фундамента.
В целях снижения внутренней коррозии ствола сваи, а также для лучшего сопротивления винтовых свай изгибающим нагрузкам при большой длине ствола, в особенности в слабых грунтах, ствол винтовой сваи бетонируется. В случае большой длины сваи дополнительно армируются.
Для повышения несущей способности винтовых свай, в особенности в слабых грунтах, строители применяют также технологию инъекции раствора через ствол винтовой сваи. Данная технология позволяет увеличить жесткость и плотность околосвайного массива, что обеспечивает уменьшение нагрузки на винтовые сваи.
Винтовые сваи используются:
- Для малоэтажного домостроения (основания на болотистых грунтах; строительство, ограниченное по времени)
- В качестве фундаментов для ЛЭП и мачт
- Для каркасных зданий и сооружений (ангары, склады)
- Легкие сооружения (ограждения, рекламные щиты)
- Гидротехнические сооружения на обводненных грунтах (причалы, мосты и т. п.)
- Для укрепления откосов
- В условиях реконструкции, где необходимо исключить вибрацию при заглублении в грунт (фундаменты для оборудования в существующих зданиях, строительство вблизи культурных и исторических памятников)
- В качестве оснований для временных сооружений, с возможностью последующего демонтажа (торговые павильоны, сооружения аттракционов)
- В качестве анкеров для оттяжек
- Винтовыми сваями усиливают монолитный фундамент, при сложных просадочных или обводненных грунтах. (например: плита на винтовых сваях, лента на винтовых сваях)
- В качестве фундамента промышленных теплиц
- В качестве фундамента шумозащитных экранов
- Все чаще в России применяют в качестве фундамента капитальных сооружений, исходя из успешного опыта североамериканских и других строителей.
Типы винтовых свай:
- Однолопастные
- Однолопастные с повышенной несущей способностью
- Двух и более лопастные
- Для вечномерзлых грунтов
- Шурупообразные для особо плотного грунта
Достоинства
- Быстрая установка фундамента. Объект сдается на 15-30% быстрее, чем с бетонным фундаментом.
- Возможность использовать на болотистых грунтах, грунтах с высоким уровнем подземных вод, просадочных грунтах.
- Возможность полностью отказаться от земляных работ и не выравнивать участок.
- Возможность проведения работ в непосредственной близости к подземным коммуникациям, деревьям или в условиях плотной городской застройки.
- Винтовые сваи сразу после завинчивания готовы к восприятию полной проектной нагрузки.
- Инженерные коммуникации можно проектировать параллельно со строительством дома.
- Работы можно выполнять в любое время года.
- Высокая ремонтопригодность.
- Возможность повторного использования винтовых свай.
- Отсутствие вибрации при заглублении.
- Все работы, при необходимости, могут производиться вручную.
Недостатки
- Вероятность повреждения при установке в каменистом грунте (царапины защитного слоя, вероятность возникновения коррозии). Самый эффективный способ защиты от коррозии - увеличение толщины стенки сваи и лопасти в зависимости от необходимого срока службы.
- Высокая коррозия при наличии блуждающих токов в грунте.
- Низкое качество при кустарном изготовлении (качество сварных швов, недостаточная толщина стенки стального ствола винтовой сваи).
- Вероятность отклонения от проектных расчётов в случае самостоятельной установки свай.
- Необходимость проведения контроля качества выполнения сварных швов, например, при помощи ультразвука или рентгенографии.
См. также
Примечания
- ↑ СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» — Винтовые сваи.