Статьи

Подписаться на RSS

Популярные теги Все теги

Винттерра и винтовые сваи

В Кургане компания «Винтерра» начала свою деятельность в 2013 году. Дебютировав на 4 зауральском форуме молодых предпринимателей, компания зарекомендовала себя как ответственный и надежный партнер.

У нас работают только настоящие мастера своего дела, поэтому качество наших услуг всегда на стабильно высоком уровне. Это могут подтвердить наши клиенты, такие компании, как «Сибирский газовик», «Сибирские дома» и др.

Историческая справка


Первыми фундамент на винтовых сваях построили англичане. Середина 19 века ознаменовалась изобретением винтового якоря, а позже, его изобретателю Александру Митчеллу пришла в голову замечательная идея – вкручивать в грунт сваи, которые будут служить опорами для сооружений. Первыми строениями, которые держались на винтовых сваях, были маяки.


Что из себя представляет свая


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, а также для других сооружений на различных грунтах. Винтовая свая представляет собой металлическую заостренную трубу с приваренной лопастью специальной конфигурации.


На данный момент можно выделить два основных типа винтовых свай, которые имеют принципиальные различия в конструкции:

Винтовая свая с резьбой – это стальная труба, дополненная режущими спиралями определенной формы. Такая конструкция помогает распределить усилие, создаваемое строением, на большую площадь грунта. Благодаря наличию резьбы свая легко вкручивается в практически любые, в том числе промерзшие, скалистые грунты

Винтовые сваи с лопастью, которые представляют собой металлическую трубу с заостренным концом, к которому приварена специальная лопасть из высокопрочной стали.

Наша компания производит винтовые сваи с литым наконечником для талых грунтов.

Данные сваи изготавливается в виде стальной трубы со сквозными технологическими отверстиями для погружения с одной стороны и с литым наконечником, который имеет широкие лопасти для завинчивания и передачи нагрузки на грунт с другой. В талых грунтах только такой вариант обеспечивает высокие показатели.


Преимущества перед сварным наконечником

Существуют две принципиальные конструкции винтовых свай: со сварным наконечником и с цельнолитым. Производство сваи с литым наконечником начинается с изготовления пенополистироловой модели на высокопроизводительном автоматическом оборудовании, далее, к наконечнику приваривается полая труба нужного диаметра.

Сваи со сварным наконечником представляют собой металлическую полосу толщиной 3-5 мм, приваренную по спирали к трубе (либо сначала к конусу, а уже затем к трубе). Главное и, пожалуй, единственное достоинство такого решения - относительно низкая цена конечного изделия.


Винтовые сваи с литым наконечником несколько дороже сварных (примерно на 5%), но имеют ряд, стратегических преимуществ:


- Толщина стенки лопасти у основания составляет - 10-12мм, что позволяет надежно передавать силы веса строения на грунт;

- Благодаря литой конструкции наконечники свай нашего производства практически исключают вероятность отрыва лопастей при завинчивании. Такие сваи можно завинчивать даже в сложные грунты.


- Следующее немаловажное достоинство винтовых свай с литыми наконечниками заключается в том, что наконечники не разрушаются под действием электрохимической коррозии в процессе эксплуатации. И долгое время держат несущую способность на заявленном уровне


Кроме прочего, винтовые сваи с литым нашего производства имеют чисто конструктивное преимущество - высокую точность изготовления. Конструкция литого наконечника выполнена таким образом, что исключается перекос винтовой сваи, т.е. отклонение вершины конуса наконечника от оси ствола винтовой сваи. Такие винтовые сваи не уходят в сторону в процессе завинчивания и обеспечивают высокую геометрическую точность винтового фундамента.


Монтаж сваи


До того, как начать работы по устройству фундамента на винтовых сваях, следует выбрать оборудование для завинчивания свай.

Это зависит от масштабов стройки, от параметров винтовых свай и сложности объекта. При малоэтажном строительстве сваи можно установить и вручную, для завинчивания свай вручную обычно используют рычажной ключ или штангу. Если же фундамент устанавливается под мощное строение (мосты, многоэтажные дома), то без специальной техники установка свай не представляется возможной, ибо размер их слишком большой для завинчивания вручную.

По чертежам производится закручивание свай на глубину завершения просадочного либо торфяного слоя. После монтажа всех составляющих производится отрезание лишних частей по уровню планируемого фундамента, выполняется бетонирование. Чтобы улучшить общую целостность конструкции, производится скрепление свай между собой, используя брус и швеллер (предпочтительный вариант выбирается с учетом постройки). При обвязывании свай брусом, производится на них монтаж оголовок – представляют собой площадку для крепления бруса. Если сваи обвязываются металлом, оголовки не используются.

При неоднородной вышине грунта для решения проблемы сваи вкручиваются на различную высоту, после чего выравниваются по установленному уровню. По технологии винтовых свай возможен монтаж зданий на разных затрудненных для строительства местах, в том числе и на пригорках.

Срок службы винтовой сваи в среднем составляет не менее 100 лет, а при условии ее обработки специальным химическим составом более данного срока. Наряду с большим сроком службы, винтовые сваи обладают ещё целым рядом достоинств перед традиционными железобетонными фундаментами, например:

- Высокой несущей способностью

-Возможность постройки домов, бань, пристроев, пирсов, промышленных сооружений.

- Низкая стоимость возведения фундамента, покупка свай обходится в 2-3 раза ниже стоимости традиционного бетонного фундамента.

- Установка на склонах, скалистых, илистых, болотистых и насыпных грунтах, асфальте.

- При монтаже сваи заливаются бетоном, что дает высокую степень надежности фундамента, устойчивость к разрушению, отсутствию деформации при промерзании грунта.

- Конструкция не дает усадки, дом не поведет, стены останутся целыми, без трещин.

- При монтаже сохраняется грунт участка, не пострадают многолетние деревья и кустарники, растущие рядом.

- Сваи обеспечивают доступность цокольного пространства для прокладки любых коммуникаций.

- Быстрый монтаж за 1 день.


Наши преимущества

«ВИНТТЕРРА» – одна из лидирующих компаний по производству винтовых свай на Урале. Винтовые сваи «ВИНТТЕРРА» отличают высокое качество, благодаря которому они заслужили доверие профессиональных строителей в России и за рубежом.

Винтовые сваи нашего производства использовались для возведения фундаментов в условиях скальных и полускальных, вечномерзлых и болотистых грунтов, при строительстве опор линий электропередач, трубопроводов и нефтепроводов

На основе успешного опыта было освоено производство винтовых свай для гражданского строительства.

В основе изготовления свай Винттерра лежат прогрессивные немецкие технологии с применением высококачественных материалов. Оснастка для производства наконечников спроектирована и выпущена в Германии.

Современное литейное производство является гарантом качества наконечников свай. Литые наконечники несут ряд преимуществ и выгодно отличают сваи «ВИНТТЕРРА» от аналогов прочностью лопастей, отсутствием сварных швов, которые в совокупности дают уверенный результат на всех этапах установки и эксплуатации свайного фундамента.


Популярность технологии свайно-винтового фундамента стабильно возрастает на российском рынке. С учетом важных преимуществ и дополнительных факторов, можно уверенно утверждать о высоком потенциале винтовых свай, которые становятся будущим направлением малого гражданского строительства.

Расчет несущей способности винтового фундамента

Кто хоть раз занимался строительством дома с нуля, тот знает, что практически треть бюджета строительства придётся потратить на закладку фундамента. Однако сегодня можно прибегнуть к свайно-винтовому фундаменту, закладка которого обойдётся в разы дешевле, а сами работы займут не более нескольких дней. Кроме того винтовую сваю можно установить даже в холодное время года и на сложном грунте.

Что же касается устойчивости свайно-винтового фундамента, то тут дела обстоят тоже хорошо. Остановив свой выбор на винтовых сваях, будьте уверены, что такой фундамент простоит долгие-долгие годы.

Прежде чем начинать строительство коттеджа или дачи стоит обратиться к специалистам для проведения доскональных расчётов.

Такие услуги оказывает и наша компания “ВИНТТЕРРА”. У нас вы можете получить подробный расчёт несущей способности фундамента на винтовых сваях с учётом множества различных факторов. Кроме того компания “ВИНТТЕРРА” занимается производством винтовых сваи с литым наконечником, которые отличаются от изделий сторонних производителей более высоким качеством и отличной несущей способностью!

Например, на одной из недавних выставок мы проводили испытания 108-ой сваи. В тестовых условиях на винтовую сваю было оказано давление в 50 тонн. Под нагрузкой, превышающей в несколько раз допустимую, 108-ая свая не деформировалась, а единственный сварной шов между литым наконечником и трубой изделия не изменился! Хотя при проектировании фундамента, за основу используются показатели несущей способности от 4 до 7 тонн!

Несущая способность винтовой сваи во многом зависит не только от качества материалов из которых она изготовлена, но и от типа грунта, где её планируется установить. Например, если закладка фундамента осуществляется в заболоченной местности или в условиях глубокого промерзания грунта, то максимальная несущая способность винтового фундамента рассчитывается на 10-20% ниже нормы. Не стоит забывать и про климатические условия в месте будущего строительства, так как резкие перепады температуры, возможность затопления и обильное выпадение снежных осадков тоже вносят свои коррективы в определение нагрузки на свайно-винтовой фундамент.

Пожалуй, самым простым способом для точного определения максимальной несущей способности фундамента является пробное завинчивание. На месте будущего строительства производится монтаж одной-единственной сваи, по результатам которого специалисты могут очень точно рассчитать допустимую нагрузку. А при наличии геологических исследований грунта, специалисты компании «ВИНТТЕРРА», произведут точный расчет несущей способности прямо в офисе.

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.


Применение Винтовых свай

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.

-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.

Типы винтовых свай:

-Однолопастные

-Двухлопастные

Для вечномерзлых грунтов

Явления как застопоривание винтовой сваи

Иногда возможно такое явления как застопоривание винтовой сваи. Если свая в процессе ее погружения в грунт остановилась, и усилия примерно пяти человек, крутящих ее с рычагом  три метра, не хватает для дальнейшего погружения, то ее закручивание прекращается. Машинное погружение также не поможет, так как машина не может развить большого крутящего момента. Такая ситуация должна рассматриваться как благоприятная. Застопоривание сваи означает, что свая достигла грунта, обладающего очень высокой несущей способностью, и фундамент на таком грунте будет очень надежным. Важно убедиться в том, что свая остановилась при достижении ее лопастью глубины не меньше глубины промерзания.

Варианты обвязки винтовых свай

Качество и надежность готового винтового фундамента зависит от различных этапов, не маловажным является этап обвязки фундамента.

Это делается для того, чтобы сваи соответствовали четкой разметке и сохраняли своё положение, вот зачем необходима обвязка.

Обвязка винтовых сваи может выполняться из деревянного бруса, металлического швеллера и армированного бетона.

Всё зависит от того, что вы собираетесь строить.

Основные отличия винтовой сваи с литым наконечником от сварного варианта.

При выборе винтовых свай необходимо учитывать, что качество наконечников играет основополагающую роль в прочности фундамента, а значит, и в надежности всей конструкции в целом.

Точность и надежность установки напрямую зависит от способа изготовления наконечника.

Низкая стоимость наконечника напрямую говорит о его невысоком качестве. 

В отличие от сварного варианта, литой наконечник представляет собой точную, геометрически правильную фигуру, что исключает возможные погрешности в работе – отрыв лопастей или неточность ввинчивания.

Благодаря идеальной толщине стенки лопасти и высокому качеству материала , из которой изготовлены винтовые наконечники, такие сваи без опаски ввинчиваются на объекте в грунт с содержанием строительного мусора. Винтовые сваи с литым наконечником, исключают скрытые дефекты, возникающие в процессе эксплуатации, когда под действием нагрузки или коррозии лопасть отламывается от ствола сваи, тем самым теряется свойство опорного элемента и сооружение или здание начинает давать усадку, это может случится за какие то  4-6 лет после установки.

Конструктор сайтов
Nethouse