Фундаменты на винтовых сваях

 фундаменты на винтовых сваях

Впервые фундамент на винтовых сваях 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 толстостенную цельнотянутую трубу с толщиной стенки 6-10 мм (при стандартных 4 — 4,5 мм) и используют сталь марки 30ХМА. 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 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.

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 лидерную 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 Украине применяют в качестве фундамента капитальных сооружений, исходя из успешного опыта североамериканских и других строителей Классификация винтовых свай:

Типы винтовых свай:

1. Широколопастные сваи представляют собой металлические конструкции, состоящие из ствола и одной или нескольких лопастей от одного до полутора витков:

1.1. Однолопастная. Разработана советским конструктором Виктором Железковым. Устаревший тип, применяемый большинством производителей. Рекомендуется к применению только под легкие конструкции и не несущие стены домов.

1.2. Многолопастная с двумя и более лопастями. С целью повышения несущей способности на сжатие и выдергивание минимум на 50% и улучшения работы на восприятие горизонтальных нагрузок, лопасть постоянной ширины располагается на стволе сваи. Используется под ответственные узлы сооружений, несущие стены, заборы, пирсы, ангары, дома свыше 2-х этажей, под сооружения, строящиеся на склонах, а также при укреплении склонов.

2. Узколопастные сваи представляют собой металлические конструкции, состоящие из ствола и одной многовитковой лопастью.

Многовитковая свая – ствол сваи и литой наконечник с винтовой лопастью.

Соединение ствола с наконечником – сварное.

Количество витков лопасти – два и более.

Подходят для грунтов: — особо плотный, каменистый, техногенный, крупнообломочный;

— с сезонным промерзанием и для вечномерзлых грунтов.

Область применения:

легкие дома, флагштоки,

заборы, модульные здания в районах вечной мерзлоты,горная местность. 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 вероятность возникновения коррозионных процессов при наличии блуждающих токов в грунте.

Винтовые сваи нередко производятся кустарным способом, что приводит к серьезному снижению качества и надежности.

Ненадлежащее выполнение сварных соединений на дешёвом оборудовании приводит к деформации наконечников или отрыву лопастей при завинчивании в грунт.

Вероятность отклонения от проектных расчётов в случае самостоятельной установки свай.

Необходимость проведения контроля качества выполнения сварных швов, например, при помощи ультразвука или рентгенографии.