Строительные решения / Винтовые сваи - технология, методика расчета, примеры проектов.  (Прочитано 2404 раз)

Сегодня технология винтовых свай активно применяется в гражданском строительстве при возведении деревянных домов, домов по каркасно-модульной технологии, домов из газобетона, кирпича и пеноблоков, ограждений, пирсов, причалов, для возведения мостов и прокладки линий электропередач, трубопроводов и нефтепроводов, а также для других сооружений на различных грунтах, за исключением скалистой породы.

Технология винтовых свай.
Современная винтовая свая представляет собой металлическую заостренную трубу с приваренной лопастью специальной конфигурации. К противоположной стороне сваи приваривается оголовок, на котором фиксируется основа будущего объекта.

Перед возведением фундамента с применением винтовых свай первоначально, исходя из расчетной нагрузки на проектируемый фундамент, рассчитывается количество свай и их диаметр, а также — расстояние между ними в соответствии с характеристиками провисания материала ростверка (напр.: СНиП II-23-81 (1990) Стальные конструкции и т.д.). При расчетах учитывается тип грунта (По СП 24.13330.2011 СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ) и глубина его промерзания. Если длины винтовой сваи недостаточно, то её наращивают до необходимых размеров. В настоящее время компания ФУНДЭКС выпускает винтовые сваи длиной до 11,6 м цельной конструкции. При установке все сваи завинчиваются на определенную глубину с соблюдение всех технологических правил установки винтовых свай. Полость сваи бетонируется (достаточно марки М300). Для увеличения несущей способности возможно применение армированной кассеты (вставки). В зимний период применяют присадки. Для создания единой и целостной конструкции винтовые сваи между собой скрепляются в зависимости от вида постройки: швеллером, брусом, первым венцом деревянного дома, железобетонным ростверком или монолитной железобетонной плитой. Сварочные швы, возникающие при установке оголовка и швеллера, обязательно покрываются специальным составом на основе эпоксидной смолы или эмали с целью предохранения от коррозии во влажной среде.

Порой грунт имеет неоднородную структуру. В таком случае винтовые сваи устанавливаются на различную глубину, а затем по заданному уровню выравниваются. Универсальность применения технологии погружения винтовых свай позволяет строить объекты на склонах, в лесной зоне рядом с деревьями (без повреждения корней) и в других местах, затрудненных для строительства.

Стоит отметить, что временные сооружения не требуют этапа бетонирования. Винтовые сваи можно использовать повторно, так как они как вкручиваются, так и выкручиваются. Срок службы винтовой сваи в среднем составляет не менее 100 лет (ГОСТ 5272-68 — Коррозия металлов, ГОСТ 9.908-85 Металлы и сплавы, ГОСТ Р 9.905-2007 Единая система защиты от коррозии и старения), а при условии ее обработки специальным химическим составом более данного срока. Винтовые сваи обеспечивают высокую прочность. Например, при длине 2,5 м, диаметре ствола 108 мм, толщине стенки ствола 4 мм, диаметре лопасти 300 мм и толщине лопасти 5 мм рабочая нагрузка на винтовую сваю составляет не менее 5 т (По СП 24.13330.2011 СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ).

Наряду с высокой несущей способностью винтовые сваи обладают ещё целым рядом достоинств перед традиционными железобетонными фундаментами:
- Низкой стоимостью;
- Оптимально низкими сроками монтажа;
- Полным отсутствием земляных работ;
- Возможность строительства сооружений на любом рельефе местности и на любых грунтах, кроме скалистой породы;
- Возможность пристраивать дополнительные сооружения к уже функционирующим объектам без потери надежности и нарушения общей целостности конструкции;
- Проведением строительства в любое время года и т.д.

Проектирование фундамента и примеры проектов.
Винтовая свая (СВС) — свая, состоящая из металлической винтовой лопасти и трубчатого металлического ствола со значительно меньшей по сравнению с лопастью площадью поперечного сечения, погружаемая в грунт путем ее завинчивания.

Несущая способность винтовых свай (Fd) зависит от типа грунта.

Пример:
СВС 108/2500 от 3 до 17 тс.
Свайные фундаменты в зависимости от действующих нагрузок следует проектировать в виде:
а) одиночных свай — под отдельно стоящие опоры;
б) свайных лент — под стены зданий и сооружений при передаче на фундамент распределенных по длине нагрузок с расположением свай в один, два ряда и более;
в) свайных кустов — под колонны с расположением свай в плане на участке квадратной, прямоугольной, трапецеидальной и другой формы;
г) сплошного свайного поля — под тяжелые сооружения со сваями, равномерно расположенными под всем сооружением и объединенными сплошным ростверком, подошва которого опирается на грунт.

В зависимости от конструкции здания применяют ленточные ростверки, ростверки стаканного типа и плитные ростверки.

При разработке проекта свайных фундаментов необходимо учитывать следующие данные: конструктивную схему проектируемого здания или сооружения; размеры несущих конструкций и материал, из которого они проектируются; наличие и габариты приближения заглубленных помещений к строительным осям здания или сооружения и их фундаментам; нагрузки на фундамент от строительных конструкций; размещение технологического оборудования и нагрузки, передаваемые от него на строительные конструкции и полы, а также требования к предельным осадкам и кренам строительных конструкций и фундаментов под оборудование.

Число свай в фундаменте и их размеры следует назначать из условия максимального использования прочности материала свай и грунтов основания при расчетной нагрузке, допускаемой на сваю, с учетом допустимых перегрузок крайних свай в фундаменте в соответствии с требованиями СП 50-102-2003.

Сопряжение свайного ростверка со сваями допускается предусматривать как свободно опирающимся, так и жестким.



Выбор конструкции и размеров свай должен осуществляться с учетом значений и направления действия нагрузок на фундаменты (в том числе технологических нагрузок), а также технологии строительства здания и сооружения.

Для устройства фундамента каркасных и деревянных зданий и сооружений, не выше двух этажей, применяются винтовые сваи СВС108 (уточняется при расчете несущей способности свайного поля), где расстояние между осями свай не превышает 3,0 м, с ростверком из: бруса, швеллера.

Для устройства фундамента блочных, кирпичных и свыше двух этажей зданий и сооружений применяются винтовые сваи СВС133 (уточняется при расчете несущей способности свайного поля), где расстояние между осями свай не превышает 3 м, объединенными сплошным ростверком, подошва которого опирается на грунт или на слой относительно слабых поверхностных грунтов, армирование ростверка производится пространственными арматурными каркасами, либо при устройстве плит перекрытия, ростверка из двутавра и швеллера.

Длину свай следует принимать от 0,5В до В (В — ширина фундамента), расстояние между осями свай а = (5—7) d и более.

Метод расчета осадки таких фундаментов основан на совместном рассмотрении жесткости свай и плиты. В этом расчете, когда в работу включается плита, приблизительно принимают на сваи 85 % общей нагрузки на фундамент, на плиту — 15 %.

При укреплении фундамента здания и сооружения применяются сваи СВС108 и СВС133 (уточняется при расчете несущей способности свайного поля) с ростверком из бруса, швеллера и двутавра.

Устройство свай может производиться из-под наружной стены здания.

Разбивка осей новых свайных фундаментов должна производиться с закреплением относительно здания осей всех рядов свай.




Оголовок для винтовых свай применяется при устройстве ростверка из бруса, бревна (при применении к оголовку крепится резьбовая штанга, ось выбирается от оси дома), двутавра.

При размещении свай в плане необходимо стремиться к минимальному числу их в свайных кустах (группах) или к максимально возможному шагу свай в лентах, добиваясь наибольшего использования принятой в проекте несущей способности свай. Не следует допускать перегрузку свай от постоянных и длительных нагрузок более чем на 5 %, а от кратковременных нагрузок — на 20%.

Допускается также жесткое сопряжение с помощью сварки закладных стальных элементов при условии обеспечения требуемой прочности.

Устройство безростверковых свайных фундаментов зданий и сооружений не допускается.

Применение свай для малоэтажных зданий допускается при глубине погружения в грунт не менее 1.5 м, и за глубину промерзания грунта.

Проектирование фундамента основывается на требованиях СНиПа 2.02.03-85, СП 50-102-2003, СНиПа 23-01-99 и ГОСТа 10705-80 и ГОСТа 3262-75 и т.д.

Примеры проектов фундаментов на винтовых сваях на сайте производителя:





Если Вас интересует более подробная информация, Вы можете обратиться в офис Компании «ФУНДЭКС» для более подробного расчета и проектирования фундамента на винтовых сваях.


www.fundex.by