Добавить в закладки
Текущий рейтинг статьи:
Статьи

Винтовые сваи с литым наконечником: принцип работы, достоинства и недостатки, производство и применение

Имеют ли  оцинкованные винтовые сваи с литым наконечником значительные преимущества перед сваями с наваренными лопастями? Как они производятся и как монтируются? На эти и ряд других вопросов мы постараемся ответить в статье.

   X
На фото - герой нашей статьи.

На фото — герой нашей статьи.

Как это работает

При строительстве любого типа фундамента на промерзающих, пучинистых или просто слабых грунтах основная проблема — высокая вероятность деформации здания при неравномерной просадке почвы под ним. Простая логика подсказывает, что если проблемы создает верхний слой грунта, здание стоит опереть на лежащие глубже слои. Говоря попросту — сильнее заглубить фундамент.

Однако и рытье глубокого котлована, и изготовление ленточного фундамента большой высоты дешевыми точно не станут. Альтернативное решение — плитный фундамент — не требует значительного заглубления, однако по расходам, как минимум не уступит заглубленному ленточному благодаря большому объему.

А что, если перенести вес здания на плотные и стабильные слои грунта не по всей площади фундамента, а точечно? Именно эта идея лежит в основе свайных  фундаментов.

Дальнейшее развитие концепции дешевого фундамента представляет собой винтовая свая. При незначительной плотности поверхностного слоя достаточно снабдить трубу, на которую будет опираться ростверк, лопастями и просто закрутить ее в почву — и элемент стабильного основания готов.

Зачем нужны винтовые наконечники для свай? Почему нельзя просто вбить трубу в почву?

  • Винтовой наконечник сваи сыграет роль опорной площадки, не дав ей погрузиться на большую глубину под тяжестью дома.
  • Кроме того, он выступит и своеобразным якорем, противодействующим силе пучения. Замерзая, вода кристаллизуется и увеличивается в объеме; грунт при этом вспучивается и за счет силы трения увлекает за собой сваю. Винтовой наконечник для сваи не даст ей изменить свое положение относительно плотных слоев почвы.

Лопасти наконечника могут быть изготовлены двумя способами:

  1. 5-миллиметровые прямые или изогнутые стальные пластины навариваются на трубу.
  2. Литой наконечник для винтовых свай приваривается к трубе сплошным швом. Толщина лопасти у основания обычно равна 13 миллиметрам и уменьшается к краю.
Форма зависит от плотности грунта. На фотографии - наконечники для тяжелых грунтов.

Форма зависит от плотности грунта. На фотографии — наконечники для тяжелых грунтов.

Шов варится с предварительным снятием фаски на трубе и наконечнике и обязательной последующей чистовой обработкой поверхности. Готовое изделие может быть оцинковано электрохимическим или горячим цинкованием, что многократно увеличит срок его службы.

Важный момент: цинкование, увы, не сделает сваю вечной. Цинк — довольно мягкий металл; при вкручивании в почву его слой неизбежно будет нарушен, открывая дорогу коррозии.

Плюсы и  минусы

  Реклама


 

Давайте подытожим, чем хороши оцинкованные сваи с литым наконечником и в чем их минусы.

Достоинства

  • У винтовых свай для фундамента несравненно большая механическая прочность литых лопастей — основной плюс решения. Лопасти не просто толще: их толщина плавно уменьшается от основания к концу.

В результате мы получаем максимум надежности при минимуме сопротивления вкручиванию. Кроме того, самый надежный сварной шов уступает в прочности цельному металлу; в этом случае мы полностью избавляемся от слабого места.

Уточнение: сварной шов между наконечником и трубой, разумеется, все же никуда не денется. Однако длина шва и направление усилия в этом случае таковы, что за отрыв наконечника можно не беспокоиться.

  • Отсутствие деформаций при вкручивании означает минимальную вероятность того, что свая отклонится от вертикали. Для сравнения: при встрече с твердым корнем, камнем или кирпичом наваренные лопасти зачастую гнутся и уводят наконечник в сторону.
  • Цинкование обеспечит пусть не абсолютную, но, все же, долговременную защиту от коррозии по всей длине сваи. Кроме того, сами наконечники на винтовые сваи изготавливают, как правило, из сталей с повышенной коррозионной стойкостью.
Коррозионно-стойкие сплавы многократно продлят период эксплуатации наконечников.

Коррозионно-стойкие сплавы многократно продлят период эксплуатации наконечников.

Недостатки

Пожалуй, корректнее будет назвать их особенностями, вытекающими из конструкции и технологии изготовления литых высокопрочных изделий.

  • Изготовить наконечники для винтовых свай своими руками можно только с использованием сварки. Литейное производство достаточно высокотехнологично, чтобы не становиться полукустарным бизнесом.
  • Винтовые сваи с литыми наконечниками обойдутся заметно дороже сварных аналогов. По оценке производителей, себестоимость производства каждой сваи выше как минимум на 500 рублей; цинкование дополнительно увеличит расходы.

Производство

В качестве образца того, каким образом и каких типоразмеров производятся интересные нам изделия, рассмотрим продукцию российской компании Экопан — Инжиниринг.

К сожалению, состав сплава, из которого льются наконечники винтовых свай, не приводится; однако некоторое количество полезной информации на сайте компании можно обнаружить.

  • Изделия применяются не только в жилищном строительстве (преимущественно для домов из производимых той же компанией Экопан сип-панелей), но и для опор ЛЭП, в мостостроении, при возведении мачт ретрансляторов и вышек для антенн.
  • Наконечники для свай проходят закалку, благодаря чему способны пройти без повреждений через промерзший грунт или оставшуюся в земле кирпичную кладку.
  • Форма лопастей позволяет вкручивать опоры без значительного пригружающего усилия даже зимой.

Для сравнения: сварные наконечники требуют значительной нагрузки, направленной строго вертикально, вплоть до того момента, когда лопасти не окажутся целиком под землей.

Сварной наконечник придется утопить в грунт с большим усилием.

Сварной наконечник придется утопить в грунт с большим усилием.

Приведем описание нескольких образцов продукции с указанием области их рекомендованного применения.

  • СВЛН 76 имеет максимальный диаметр, равный сечению трубы — 76 миллиметров. Как это согласуется с наличием винтового наконечника? Все просто: внешне свая напоминает шуруп с резьбой лишь на наконечнике.

Благодаря минимальному сопротивлению при вкручивании изделие входит в любой грунт. Оно предназначено, прежде всего, для заборов, легких сараев и хозблоков, детских площадок и установки дорожных знаков.

  • СВЛН 89/250 — классическая свая из трубы диаметром 89 мм, снабженной лопастями с внешним диаметром 250 мм. Она предназначена для строительства легких каркасных домов или террас.
  • СВЛН 108/300 ориентирована на строительство двух-трехэтажных домов из сип-панелей.
  • СВЛН 133/350 способны стать основой для электросетевого, прибрежного строительства, возведения зданий из бревна и бруса с толщиной стен более 400 миллиметров, пенобетона и кирпича.

Любопытно: компания производит не только сами сваи, но и устройство для их ручной установки. Разумеется, речь идет лишь об изделиях малого диаметра: вкрутить СВЛН 133/350 без гидробура (особенно в промерзшую почву) будет нелегко.

Исключение - легкие торфяные и супесчаные грунты. Впрочем, и здесь понадобятся длинные рычаги и немалые усилия.

Исключение — легкие торфяные и супесчаные грунты. Впрочем, и здесь понадобятся длинные рычаги и немалые усилия.

Применение

Понятно, что литые наконечники для винтовых свай позволят выполнить монтаж фундамента на промерзшем грунте и сделают его в целом более долговечным. Однако для строительства это слишком общая информация, не так ли? Предоставим в распоряжение читателя россыпь фактов, которые могут оказаться полезными на стадии подготовки и собственно монтажа.

Ориентировочная несущая способность сваи зависит от ее сечения. Для грунта плотностью 3000 кг/м3 можно ориентироваться на следующие значения:

  • Для сечения 76/122 расчетная нагрузка составит 350 килограммов.
  • 89/250 — 1470 кг.
  • 108/300 — 2120 кг.
  • 133/350 — 2880 кг.

При расчете необходимого количества точек опоры лучше делать запас как минимум в 30%. Помимо неоднородности грунта, не стоит забывать и про то, что масса жилого дома может заметно меняться со временем —  из-за постепенного накопления домашней утвари, из-за скопления снега на крыше и по многим другим причинам.

Какие еще тонкости полезно знать?

  • В отсутствие цинкового защитного слоя винтовой наконечник винтовой сваи (или, что лучше, вся она) покрываются битумной мастикой. При этом заметно уменьшится скорость коррозии и сцепление с грунтом, а значит — и сила пучения, воздействующая на фундамент.
Черный цвет основанию дома придает битумное покрытие.

Черный цвет основанию дома придает битумное покрытие.

  • Полости труб зачастую заливаются бетоном. Инструкция связана с необходимостью защиты от коррозии внутренней поверхности; кроме того, бетонный столб будет оставаться надежной основной для ростверка даже при сквозной коррозии трубы.
  • На торфянике свая закручивается до плотного грунта. Торфяной слой не обеспечит надежной опоры для фундамента. Перед строительством следует провести пробное вкручивание: к примеру, в Челябинской области толщина торфа местами достигает 9 метров.
  • Гидробур позволяет ввернуть все опоры на примерно одинаковую глубину; однако при установке вручную обычно действует простое правило: свая вворачивается до тех пор, пока сопротивление не станет непреодолимым. Затем все опоры размечаются и отрезаются по уровню.
  • В случае деревянного или железобетонного ростверка на сваи привариваются оголовки, на которые опирается брус или монолит. Однако при строительстве каркасного дома или сооружения из сип-панелей лучше приварить сплошной стальной ростверк: толстый швеллер свяжет все элементы фундамента в единой целое.
  • Дополнительной мерой против деформации здания может стать установка между сваями и ростверком стальных откосов: треугольник — жесткая фигура, и любое отклонение от перпендикуляра между элементами конструкции будет невозможно.
Откосы между сваями и ростверком придают фундаменту жесткость.

Откосы между сваями и ростверком придают фундаменту жесткость.

  • Основной ущерб коррозия наносит на уровне грунта. При необходимости восстановить сваю она просто обваривается муфтой.

Вывод

Изделия с цельнолитым наконечником надежнее, а значит — более предпочтительны (узнайте также как делают фундамент на буронабивных сваях с монолитным ростверком).

На проблемных грунтах использование винтовых свай дает ощутимые преимущества. При этом цельнолитой наконечник для винтовых свай будет, несмотря на более высокую стоимость, предпочтительнее сварного. В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.

На проблемных грунтах использование винтовых свай дает ощутимые преимущества. При этом цельнолитой наконечник для винтовых свай будет, несмотря на более высокую стоимость, предпочтительнее сварного. В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.

Успехов в строительстве!



Добавить в избранное Версия для печати
Поделитесь:
Рейтинг статьи:
Автор: Нестор
Опубликовано: 24.03.2014

Оставить комментарий

ОБЯЗАТЕЛЬНО приложите ФОТО проблемы - так ответ эксперта будет гораздо точней

Оставляя комментарий, Вы принимаете пользовательское соглашение

Ваше имя:
Ваш e-mail:




Top