Статьи

Подписаться на RSS

Популярные теги Все теги

ВИНТОВЫЕ СВАИ: СТРУКТУРНЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Нет никакого секрета, что свайно-винтовой метод возведения фундамента на некоторых проблемных участках – это отличный правильный выбор, который себя обязательно оправдает.

Например, если почва насыщена водой, то зимой под воздействием температур она активно поднимается. Соответственно летом грунт подтаивает и опускается. Вместе с грунтом может подниматься и опускаться само сооружение, причем неравномерно, что приводит к образованию трещин и даже разрушениям.

Свайно-винтовой фундамент помогает решить данную проблему на глинистых почвах, суглинках, супеси, а также на пылеватых или мелких песках. На болотистых грунтах это вообще единственный способ что-то построить.

Винтовая свая — это стальная труба с литыми лопастями. Она вкручивается в почву на расчетную глубину. Если почва проблематичная, то трубу наращивают до необходимой длины. После чего обрезают по размерам, предусмотренным проектом, и бетонируют до уровня обрезки. И сама свая, и бетонная заливка требует противокоррозионной обработки. Благодаря особой форме лопастей, почва не взрыхляется, а наоборот уплотняется, это способствует лучшей устойчивости конструкции.


Популярность свайно-винтового метода устройства фундамента привела к тому, что эта область производства совершенствуется и появляются новые виды свай для различных грунтов.

На данный момент существует две модификации свай:


  • сваи со сварным наконечником;
  • сваи с литым наконечником.


Сварной наконечник – это заостренный конец трубы, к которому приварены лопасти. Они в свою очередь делятся на такие виды:


  • для каменистых почв – двойные лопасти, которые наилучшим способом производят соединение с грунтом и не позволяют свае перекашиваться;
  • для малоярусного строительства с открытым наконечником – широкие лопасти, которые хороши для обычных почв, надежно укрепляет наконечник в грунте;
  • для малоярусного строительства с закрытым наконечником – широкие лопасти, подходящие для любых почв.


Литой наконечник изготавливается с помощью литья по газифицируемым моделям. Они отличаются особой прочностью и долговечностью. Их также можно поделить на виды:


  • для заводненных и талых почв – лопасти среднего размера, способствующие легкому ввинчиванию в грунт без разрыхления;
  • для вечномерзлых почв – лопасти малого размера, с помощью которых происходит быстрое проникновение сваи без перекоса;
  • для малоярусного строительства – крупные стандартные лопасти, подходящие для обычных грунтов.



Как поднять дом на винтовые сваи: размещаем винтовые сваи под старый дом

Как поднять дом на винтовые сваи: размещаем винтовые сваи под старый дом

Ни одно строение не может эксплуатироваться вечно. Особенно это касается частных домов, которые были возведены несколько десятков лет назад. Слабым местом таких построек является фундамент, который разрушаясь приводит к деформации всей конструкции в целом. Но чтобы такого не произошло вполне возможно поднять дом на винтовые сваи, винтовые сваи под старый дом можно поставить даже без помощи специалистов. В результате этого срок службы старого строения существенно увеличится.

Когда дом нужно поднимать на сваи?

Конечно же если в фундаменте имеются небольшие трещины, то это еще не повод для свайного ремонта. Но вот если в структуре фундамента произошли более серьезные изменения, то установки свай уже не избежать. К таковым изменениям можно отнести:


  • Многочисленные крупные трещины.
  • Частичное разрушение фундамента.
  • Перекос или уход в сторону.
  • Деформацию вызванную влагой или корнями растений.
  • Самой серьезной стадией проблем с фундаментом является деформация стен дома.


В этой ситуации без установки свай точно не обойтись.



Общий план работы

Для того чтобы осуществить ремонт фундамента подобным образом вам необходимо поднять дом на нужную вам высоту с помощью мощных домкратов. После этого вы должны подложить под стены и углы дома блоки или же прочные деревянные пни, чтобы застраховать себя от внештатных ситуаций. Затем следует завинтить в грунт сваи на необходимую глубину. После чего, к этим сваям необходимо приварить швеллеры, чтобы увеличить площадь опоры на них. Заключительным этапом при проведении данных работ является опускание дома на сваи. В результате ваша постройка будет еще долгое время находиться в исправном и ровном положении.

Как избежать разрушений при подъеме?

Так как частные дома не предназначены для того, чтобы их поднимали, то при осуществлении поддомкрачивания стены могу отклоняться от своего прежнего положения. Например, при подъеме стены высотой 3 метра на 20 см. отклонение может доходить до 8 см. Здесь все зависит от возраста и состояния дома. Чтобы такие отклонения не привели к разрушениям следует разобрать 20-30 см. пола вокруг печи и перекрытия чердака около трубы. А в особо ветхих домах также приходится снимать двери и доставать окна из проемов. Также при поднятии домов с помощью домкрата применяются специальные сжимы. Это прочные металлические полоски из стали, которые крепятся к стенам дома по вертикали. Они придают стене дополнительную жесткость предохраняя ее от смещений при подъеме. Кроме того, поднимать дом необходимо плавно и без резких рывков. Если высота подъема должна быть более, чем 15 см., то весь процесс нужно разделить на несколько "заходов". Во время каждого из которых нужно "брать планку" не более, чем в 5-10 см.




Хитрости процесса

Для того чтобы ваши домкраты выдержали нагрузку нужно рассчитать вес дома. Это можно сделать зная его размеры и плотность материала из которого он сделан. Всю необходимую теорию вы можете отыскать в курсе школьной физики. Для облегчения строения из него необходимо вынести всю мебель. Как правило вес даже легкой домашней утвари в сумме довольно существенный. Перед работой нужно обязательно отсоединить от дома (или разобрать) все пристройки, которые могут помещать его подъему на винтовые сваи. К таковым сооружением может относиться: крыльцо, веранда, чулан для хранения старых вещей и т. д. Расстояние между сваями не должно быть меньше, чем 1,5, а глубина их завинчивания должна быть больше, чем средний уровень промерзания почвы. В противном случае новый фундамент повторит судьбу старого.




Самая сложная часть всего процесса - это подготовка и поднятие дома. А сам ремонт старого дома винтовыми сваями может занять всего лишь 1-2 дня. Поэтому данные работы не нарушат вашу привычную жизнь. Также весь процесс не требует привлечения тяжелой техники и серьезных денежных затрат.

Исходя из этого следует, что подъем дома на винтовые опоры не экзотическая затея, пришедшая к нам из-за рубежа, а реальный вариант продлить срок службы старого строения. И если вы полностью будете соблюдать все необходимые условия при проведении работ, то вашему дому на сваях больше не будет грозить опасность обрушения. Своими силами всё же не рекомендуется проводить реконструкцию фундамента, именно поэтому вы всегда можете обратиться к профессионалам.

Каркасный дом на винтовых сваях

Каркасные дома, пользующиеся огромной популярностью в США и Канаде, получили широкое распространение в России несколько десятилетий назад. Несмотря на легкость в возведении и свободную внутреннюю планировку, их строительство приобрело массовый характер лишь после того, как было налажено производство стружечно-ориентированных плит, из которых изготавливаются стены каркасных домов. Преимущества таких строений очевидны – возведение каркасного дома занимает всего лишь 2-3 недели, при этом застройщик может легко изменить типовой проект, дополнительно пристроив веранду или же оборудовав мансарду.


Каркас, установленный по периметру фундамента, одновременно является и несущей опорой такого дома. Поэтому внутренняя планировка может быть абсолютно любой и не зависеть от типового проекта строения. Однако при всех достоинствах каркасных домов их возведение сегодня по карману далеко не каждому. Одним из способов удешевить такой проект является использование свайного фундамента.

Технология строительства каркасных домов на винтовых сваях позволяет снизить общие затраты примерно на 30-45%. При закладке фундамента нет необходимости рыть котлован и использовать бетон, так как винтовые сваи вкручиваются в грунт на участке с любым ландшафтом. С их помощью достигается не только выравнивание конструкции по всему периметру, но и ее повышенная устойчивость. Кроме этого, фундамент на винтовых сваях дает возможность быстро и без особых трудностей закрепить на нем каркас будущего дома, который, как правило, изготавливается бруса 100х150 мм или из металлических опор промышленным способом.

После того, как проект каркасного дома разработан и утвержден, специалисты выполняют комплекс работ для того, чтобы рассчитать свайный фундамент. Обычно для этих целей проводится пробное вкручивание винтовой сваи на участке, отведенном под строительство. Это позволяет определить не только оптимальную глубину, на которую необходимо погружать сваи в грунт, но и степень нагрузки на будущий фундамент. Его разметка занимает несколько часов, а процесс вкручивания свай – от одного до нескольких дней.

Финальный этап закладки фундамента на винтовых сваях заключается в их подрезании до необходимого уровня, выравнивании по высоте в зависимости от ландшафта участка и бетонировании свайных стволов для усиления степени их жесткости. После этого к верхушке каждой сваи привариваются оголовки – квадратные металлические пластины, предназначенные для того, чтобы закрепить на них швеллера, позволяющие придать фундаменту дополнительную устойчивость. Места сварки в обязательном порядке обрабатываются антикоррозийными составами.

Стяжка из швеллеров является основой не только для настила полов, но и позволяет достаточно оперативно установить на ней каркас будущего дома. Таким образом, все работы по закладке фундамента и закреплению каркаса занимают не более 1-5 дней. Теперь дело за малым – обшить конструкцию наружными и внутренними панелями, в свободное пространство между которыми закладывается утеплитель, установить крышу, окна, двери и приступить к внутренним отделочным работам.

Строительство любого сооружения должно начинаться с проекта и производиться строго по технологии. Каркасные дома строятся значительно быстрее бревенчатых, но это не значит что допустимы отклонения от технологий или отсутствие проекта. Нарушения технологической дисциплины или отклонения от проекта (чем грешат самостоятельные строители) могут привести к тому, что каркасный дом не будет теплым и не будет надежным.

Испытания винтовых свай статической нагрузкой

Испытания винтовых свай статической нагрузкой


Каждый строитель заинтересован в одном – в прочности возведенного сооружения, которое бы отвечало всем стандартам качества, надежности и безопасности. Поэтому при устройстве cвaйно-винтового фундамента очень большое внимание отводится процессу испытаний винтовых свай, позволяющему наиболее емко оценить их технические характеристики.

Полевые испытания винтовых свай являются самым достоверным способом наиболее точного определения их несущей способности. Согласно п. 5.9 СП 50-102-2003, испытания грунтов сваями, прессиометрами и штампами проводятся на опытных участках, которые выбираются по результатам зондирования и бурения скважин. Такие участки располагаются, как правило, в местах с наиболее характерными грунтовыми условиями или условиями, вызывающими сомнения в возможности погружения свай, а также в зонах наиболее нагруженных фундаментов. Несущая способность сваи согласно этому методу определяется как нагрузка, воздействие которой позволит испытываемой свае получить осадку, равную предельно допустимому значению средней осадки для данного вида сооружения.

Согласно п. 7.1.6 СП 50-102-2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов» – «в случае проведения испытания свай статической нагрузкой несущую способность грунта основания сваи следует принимать по результатам этих испытаний». Нередки случаи, когда расчет несущей способности винтовых свай по формуле (п. 7.15 СП 50-102-2003) дает результат, превышающий данные о несущей способности, полученные при проведении полевых испытаний. Именно поэтому при массовой застройке на участках с неизученными грунтовыми условиями и при строительстве особо ответственных сооружений испытания винтовых свай следует производить по программе, которая разрабатывается для конкретных условий специализированной научно-исследовательской организацией (п. 9.13 СП 50-102-2003).


Установка с гидравлическим домкратом, системой балок и анкерными сваями

  


Технология проведения испытаний:

Испытываемая свая завинчивается на требуемую глубину. На расстоянии 5d свай от испытываемой сваи завинчиваются анкерные сваи по две с каждой стороны, расстояние между анкерными сваями 2d.

После монтажа анкерной системы, установки реперной системы, датчиков перемещения и измерительной системы создается первая ступень нагружения, равная 1/5 от максимальной нагрузки согласно программе испытаний. После стабилизации перемещений нагрузку на сваю увеличивают ступенями, принятыми по ГОСТ 5686-94.

За критерий условной стабилизации деформации принимается ско­ро­с­­ть осадки свай, не превышающая 0,1 мм за 1 час, заданная по ГОСТ в зависимости от вида грунта. Время выдержки каждой последующей ступени давления дол­жно быть не менее времени выдержки предыдущей. Отсчеты измерительных устройств (прогибомеров) измеряются и заносятся в журнал испытаний.

Статические испытания сваями производятся согласно ГОСТ 5686-94 (п.п. 8.1-8.2.3) и проводятся с целью определения предельного сопротивления сваи по грунту, а также для проверки соответствия несущей способности свай расчетным нагрузкам, которые установлены в проекте свайно-винтового фундамента.

Несущая способность сваи по грунту определяется согласно СНиП 2.20.23-85 «Свайные фyндaмeнты» по графику зависи­мости осадки сваи от давления при испытании грунта сваями.

Компания «ВинтТерра» гарантирует проведение всех работ по испытаниям винтовых свай на высоком профессиональном уровне.

Как смонтировать винтовой фундамент своими руками

Как смонтировать винтовой фундамент своими руками


Строительство фундамента из винтовых свай - не очень сложная задача, однако, для установки свай требуется приложение больших крутящих моментов, что возможно только с привлечением специальной техники. В том случае, если требуется фундамент для не очень высокого здания, имеющего небольшой вес, то для его выполнения достаточно нескольких человек.

Далее подробнее ознакомимся с технологией строительства винтового фундамента своими руками.


Этапы и работы, выполняемые

при строительстве винтового фундамента


Рассмотрим этапы, их очередность и работы, выполняемые на каждом из этапов строительства фундамента:

1. Планирование и разметка строительной площадки. На этом этапе выполняется максимально возможное выравнивание площадки, и размечаются места установки свай, которые обозначают колышками;

2. Бурение лунок под сваи. Для осуществления этой операции применяют ручной бур или мотобур, с диаметром лопастей немного меньше диаметра трубы сваи. Глубину лунки делают на максимально возможную глубину, но не более глубины устанавливаемой сваи. Такие лунки нужны в качестве направляющих, при установке свай;

3. Установка винтовых свай. Поскольку монтируется винтовой фундамент своими руками, то завинчивание свай, как правило, выполнят вручную, без применения специальной техники, используя, в качестве рычага, трубу или пруток. Начинают установку с крайних угловых свай, что позволяет ориентировать по ним следующие сваи, упрощая выравнивание их по горизонтальной разметке. При выполнении этих работ необходимо, периодически, проверять отклонение сваи от вертикали;

4. Выравнивание свай по верхнему торцу. Для этого используют уровень или лазерный нивелир, во втором случае точность выравнивания будет выше. Подрезку сваи делают болгаркой или газорезкой;

5. Заливка свай. После выравнивания свай по высоте, с целью улучшения антикоррозионной защиты и усиления свай, производят заливку внутрь их бетонного раствора. Для этого достаточно будет использовать цемент марки 300;

6. Установка оголовков. По окончании всех процедур по монтажу и выравниванию свай, на верхнюю часть их устанавливают оголовки, позволяющие компенсировать небольшой перекос свай и придающие торцу сваи ровную сплошную поверхность;

7. Монтаж ростверка. Монтаж этого элемента свайного фундамента, предназначенного для «связки» всех свай и образования ровной опорной поверхности, делают из стального швеллера, двутавра, бетонных блоков или заливкой железобетона. Это зависит от свойств грунта, материала стен здания и финансовых возможностей застройщика. Если свайно-винтовой фундамент установлен на твердых устойчивых грунтах, ростверк можно не крепить к сваям. В том случае если грунт рыхлый – ростверк закрепляют к сваям арматурными прутками;


8.  Финишной операцией установки винтового фундамента, является окраска ростверка и выступающих         частей свай. После этого можно приступать к возведению здания.

Долговечность металлической винтовой сваи с учетом коррозионных процессов в грунте

Одним из наиболее существенных вопросов, возникающих при применении металлических конструкций в строительстве, является вопрос сопротивления таких конструкций процессам коррозии и связанная с ним долговечность зданий и сооружений.

В настоящее время существует комплекс взаимоувязанных межгосударственных стандартов, устанавливающих общие требования, правила, нормы и методы защиты изделий, конструкций и материалов от коррозии, старения и биоповреждений на всех стадиях жизненного цикла изделий и конструкций исследование и обоснование разработки (Стандарты ЕСЗКС – Единая система защиты от коррозии и старения материалов и изделий).

Назначение ЕСЗКС – обеспечение и сохранение заданного уровня качества изделий, конструкций и материалов средствами и методами защиты от коррозии, старения и биоповреждений с учетом требований безопасности, экологии, совместимости и взаимозаменяемости, а также конкурентной способности изделий и конструкций на мировом рынке.

Помимо стандартов ЕСЗКС, требования к коррозионной стойкости устанавливаются также нормативами на отдельные виды конструкций и их частей в зависимости от действующих коррозионных факторов.

Для подземных сооружений (в т.ч. фундаментов), критериями опасности коррозии являются:

  1. коррозионная агрессивность среды ( грунтов, грунтовых и других вод) по отношению к металлу сооружения (включая биокоррозионную агрессивность грунтов );
  2. опасное действие блуждающего постоянного и переменного токов.

Исходя из этих критериев, следует, что скорость коррозии металла в грунте зависит от:

  1. pH грунта. Чем ниже pH (кислая среда), тем скорость коррозии выше.
  2. электрического сопротивления грунта. Чем выше сопротивление грунта, тем скорость коррозии медленнее.

Также необходимо учитывать наличие антикоррозионного покрытия, препятствующего коррозии.

Исследования по определению электрического сопротивления грунта с учетом возможного повышения влажности и изменения температуры проводились Американским Федеральным дорожным агентством (Federal Highway Administration – FHWA) и отражены в руководстве для инженеров транспорта (табл.1).

Representative values of soil resistivity

Электрическиесопротивлениягрунтов

Таблица 1

Soil Type

Тип грунта

Resistivity ρ(Ωm)

Сопротивление, Ом

Clay, saturated silt
Глина

100

Sandy or silty clay
Суглинок

250

Clayey sand or saturated sand
Супесь

500

Sand
Песок

1500

Gravel
Обломочный грунт

5000

Dry sand, rock
Скальный грунт

>5000


Определение pH грунтов возможно на основе исследований Американского института стали и сплавов (American Iron and Steel Institute – AISI), согласно которым значение pH грунтов составляет от 6,5 до 8.

Таким образом, зная показатели электрического сопротивления и pH грунта, возможно прогнозирование срока службы металлической винтовой сваи для заданных грунтовых условий.

Ориентировочные данные по скорости коррозии металлов в различных типах грунтов также имеются в зарубежных нормах проектирования (табл. 2).

Скорость коррозии стали в грунте

Таблица 2

Corrosion Rate, mm/yr (10-6 m/yr)

Скорость коррозии, мм/год (10-6 м/год)

Soil Type with or without groundwater (interpretation)

Тип грунта (с наличием или отсутствием грунтовых вод)

0.012 mm/yr (12∙10-6 m/yr)

Undisturbed natural soils(sand, silt, clay, schist)

Сланцевые глина, отложения, илистые (песок, структуры ненарушенной).

0.030 mm/yr (30∙10-6 μm/yr)

Undisturbed natural soils(sand, silt, clay, schist)

Грунт ненарушенной структуры (песок, илистые отложения, глина, сланцевые отложения).

0.030 mm/yr (30∙10-6 μm/yr)

Aggressive natural soils (swamp, peat, marsh)

Агрессивные грунты (торф, болото).

0.020 mm/yr (20∙10-6 μm/yr)

Non-compacted & non-aggressive fills (sand, silt, clay, schist)

Песок, илистые отложения, глина, сланцевые отложения.

0.050 mm/yr (50∙10-6 μm/yr)

Non-compacted aggressive fills (ashes, slags)

Зола, шлаки.


В качестве примера определения срока службы металлической винтовой сваи рассмотрим свайный фундамент, устраиваемый под конструкцию пола Грановитой Палаты Московского Кремля.

  1. Свая имеет защитное антикоррозионное покрытие на основе эпоксидных композиций. Покрытие сваи обладает повышенной стойкостью к почвенной коррозии. Срок службы данного покрытия согласно ЕСЗКС составляет 100 лет.
  2. Произведем расчет стали при действии коррозионных процессов.

Скорость коррозии согласно (Табл. 2) составляет для техногенных грунтов ок. 0.030 мм/год. При условии толщины стали лопасти 5 мм срок коррозии составит от 5/0.030 = 166, 66 лет.

С учетом сроков разрушения защитного покрытия расчетный срок службы сваи по скорости коррозии лопасти составляет для данного типа грунтовой обстановки не менее 200 лет.

Библиографический указатель

1. ГОСТ 9.101-2002 ЕСЗКС. Основные положения.

2. ГОСТ 9.102-91 ЕСЗКС. Воздействие биологических факторов на технические объекты. Термины и определения.

3. ГОСТ 9.103-78 ЕСЗКС. Временная противокоррозионная защита металлов и изделий. Термины и определения.

4. ГОСТ 9.306-85 ЕСЗКС. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Обозначения.

5. ГОСТ 9.602-2005 «СООРУЖЕНИЯ ПОДЗЕМНЫЕ Общие требования к защите от коррозии»

6. Traffic Detector Handbook: Third Edition—Volume II. Publication No. FHWA-HRT-06-139

EN 1993-5:2007. Еврокод 3. Проектирование стальных конструкций. Часть 5. Свайные сооружения.


Конструктор сайтов
Nethouse