Винтовые сваи: характеристики, достоинства и недостатки

Какие должны быть размеры винтовых свай – этот вопрос немало важен для застройщика. От этих параметров зависит несущая способность опор и затраты на их приобретение.

Оптимальное решение для малых объектов

При строительстве небольших зданий на сложных почвах востребованы винтовые сваи «Нова Стандарт». Многофункциональное покрытие стального стержня (марка 20) создает возможность многолетней эксплуатации без риска появления значительной коррозии на поверхности сваи. Модификация пригодна для всех типов грунтов кроме скалистых, где отсутствует возможность глубокого бурения.

Мы предлагаем индивидуальные условия каждому клиенту:

  • Выбор между стандартными типоразмерами и изготовлением «под заказ».
  • Широкий ассортимент размеров – диаметр от 57 до 325 мм, длина от 1650 до 12000 мм.
  • Постоянно пополняемый склад с возможностью срочной отгрузки.
  • Помощь в проектировании, сопровождении монтажа винтовых свай вплоть до дня сдачи объекта в эксплуатацию.

Благодаря собственной производственной линии цена на продукцию доступна. При заказе официальными представителями согласуем льготные условия поставки. Связаться с нами можно по телефону или через форму обратной связи на сайте. Менеджер поможет подать заявку на отгрузку со склада, производство под заказ или консультацию по установке винтовых свай.

Что такое винтовая свая винтовая свая

Винтовые сваи прочно закрепляются в грунте

Винтовые сваи прочно закрепляются в грунте Винтовые фундаменты пришли в гражданское строительство совсем недавно, где-то с середины прошлого века. Первоначально фундаменты такого типа применялись в военном строительстве, как быстромонтируемые фундаментные основания для различных сооружений военного назначения.

Что такое винтовая свая винтовая свая

Со временем достоинства быстромонтируемых фундаментов оценили и в гражданском строительстве.

Их изготавливают в заводских условиях. Конструкция представляет собой металлическую трубу разных диаметров, размещаемую в грунте. На нижнем конце стержня располагаются лопасти и острие. Некоторые их виды изготавливают с открытым нижним концом.

Особенности проектирования

При проектировании фундамента из винтовых свай в обязательном порядке необходимо провести расчет их количества. Инженеры, занимающиеся проектировкой свайных фундаментов, рекомендуют обращать внимание на следующие тонкости:

  • общая масса сооружения;
  • фактическая масса сооружения, куда включается вес стен, различных перекрытий, кровли, крыши и отделочных материалов, которыми будут обработаны внутренние и внешние стены и фасад дома;
  • расчет полезной нагрузки сооружения на сваи, куда можно отнести массу мебели, людей, которые будут находиться в помещении (можно пользоваться расчетом СНиП, согласно которому это значение составляет 150 килограммам на метр квадратный);
  • нагрузка, вызванная атмосферными осадками (снегом), которую необходимо рассчитывать, исходя из данных, которые могут быть предоставлены государственными статистическими органами либо гидрометцентром по региону, где будет строиться дом;
  • коэффициент запаса, который в обычных условиях принимается за 1,1;
  • способность почвы нести нагрузку, устанавливаемую исходя из ее особенностей в месте установки фундамента;
  • глубина, на которой будет залегать опора (при нормальном грунте она считается равной 1,7 метров).

Схематичное заложение винтовой сваи.

Особенности проектирования

Также необходимо обратить внимание на технические расчеты по данным стандартных винтовых свай для фундамента (за основу берется глубина погружения основания в 1,7 метров):

  • винтовая свая размерами 76 х 200 х 2500 мм имеет расчетную минимальную нагрузку в 1000 кг;
  • свая размерами 89 х 250 х 2500 мм имеет расчетную минимальную нагрузку в 2000 кг;
  • свая 108 х 300 х 2500 мм имеет минимальную нагрузку в 2500 кг.

Как рассчитывается минимальна высота?

Сразу скажем: при любых сомнениях проверяйте информацию в строительных нормах и правилах. В официальных документах можно найти ответы почти на все вопросы.

Конкретно высота ростверка регулируется СНиП 52-01 (СП 52-101-2003). В документе указано, что глубина заделки оголовка сваи в (Р) должна соответствовать размеру анкеровки арматуры. Другими словами, при проведении расчетов минимальная высота ростверка определяется с учетом требований высоты заделки выпуска монтируемой арматуры свай в тело (Р).

В качестве общепринятого значения высоты ростверка в малоэтажном строительстве используют цифру, равную 300-400 мм. Но этот показатель может сильно изменяться: не редко встречаются большие отклонения как в меньшую (200 мм), так и в большую (450 мм) стороны.

Преимущества и недостатки свайных фундаментов

Бетонные сваи используют для возведения оснований частных домов, хозяйственных построек, многоэтажных и промышленных зданий. Популярность обусловлена преимуществами такого типа основ:

  • установка на любых типах грунтов, включая зыбкие и болотистые, единственное ограничение – скальное основание;
  • возведение прочного фундамента всего за один день, на классическое ленточное основание потребуется до 7 дней;
  • возможность сэкономить за счет меньших затрат материалов – бетона на 30%, земляных работ на 25%, не снижая прочностных характеристик;
  • повышенная несущая способность за счет прочности свай и других ЖБИ, применяемых для фундамента, одна опора выдерживает нагрузку до 50 т;
  • долговечность – до 150 лет.

К недостаткам фундаментных свай из железобетона относят:

  • Ограниченность проекта за счет отсутствия подвала или цокольного этажа;
  • Требования СП накладывают ограничения на расстояния до ближайших зданий при работах молотами с массой больше 7 т;
  • Для монтажа фундамента требуется спецтехника;
  • Необходима тщательная геологическая разведка, что повышает стоимость работ. Если их провести непрофессионально, фундамент может деформироваться.

Размеры ростверка и его армирование

Элемент проектируется так же, как и ленточный фундамент. Высота ростверка зависит от того, насколько нужно поднять здание, а также от его массы. Самостоятельно можно выполнить расчет элемента, который опирается вровень с землей, или немного заглублен в нее. Основа расчетов висячего варианта слишком сложна для неспециалиста, поэтому такую работу стоит доверить профессионалам.

Пример правильной вязки арматурного каркаса

Размеры ростверка вычисляются так: В = М / (L R), где:

  • B — это минимальное расстояние для опирания ленты (ширина обвязки);
  • М — масса здания без учета веса свай;
  • L — длина обвязки;
  • R — прочность почвы у поверхности земли.

Арматурные каркасы обвязки подбираются так же, как и для здания на ленточном фундаменте. В ростверке требуется установить рабочее армирование (вдоль ленты), горизонтальное поперечное, вертикальное поперечное.

Общую площадь сечения рабочего армирования подбирают так, чтобы она была не меньше 0,1% от сечения ленты. Чтобы подобрать сечение каждого стержня и их количество (четное), пользуются сортаментом арматуры. Также необходимо учитывать указания СП по наименьшим размерам.

Рабочая арматура длина стороны ленты от 10 мм
длина стороны ленты> 3м от 12 мм
Горизонтальные хомуты от 6 мм
Вертикальные хомуты лента высотой от 6 мм
Вертикальные хомуты при высоте ленты > 80 см от 8 мм

Факторы, влияющие на долговечность винтовых свай

Реклама уверяет, что фундамент на винтовых сваях способен прослужить не менее столетия. Так ли это на самом деле, или это всего лишь очередная уловка маркетологов? Практика показывает, что такое вполне возможно, ведь некоторые из маяков, возведенных еще при Митчелле, стоят до сих пор. Однако нас больше интересует судьба не какого-то маяка в далекой Европе, а маленького загородного домика где-нибудь в Подмосковье, на Урале или на берегу Енисея. Сколько простоит он, будучи возведенным на фундаменте из винтовых свай, произведенных не где-то и когда-то, а здесь и сейчас?

На основании экспериментальных данных были оценены сроки службы стальных винтовых свай в грунтах с различным электрическим сопротивлением. Согласно этим оценкам в грунте с низкой коррозионной активностью (например, сухие сланцы или сухой песок) сваи из не оцинкованного металла прослужат не менее 300 лет, а из металла с защитным покрытием – 800 лет и более. Впечатляет, не правда ли? Однако это грунт, идеальный с точки зрения способности (а точнее неспособности) вызывать коррозию металла.

Рассмотрим для сравнения другой предельный вариант. В грунтах с очень высокой коррозионной активностью (морской грунт, ил, влажная глина, торф) средний прогнозируемый срок службы стальной винтовой сваи составляет всего 30 лет (если свая изготовлена из оцинкованного металла, эта цифра увеличится до 70-75 лет).

Следует сделать одну важную оговорку. При проведении всех этих расчетов предполагалось, что свая произведена в соответствии с используемым на Западе стандартом ICC AC358, т.е. толщина стенок ее ствола составляет 8 мм. Но найти на российском рынке винтовые сваи из горячекатаных стальных труб с такой толщиной стенок практически невозможно. Сколько продержится в агрессивной среде «стандарт» отечественного производства, т.е. свая, изготовленная из сварной трубы с толщиной стенок 3-4 мм, – никому не известно, но явно существенно меньше 30 (75) лет.

Из всего вышесказанного следует, что обещаемые в рекламе 100 лет службы фундамента на винтовых сваях – это не более чем пустые слова. Сваи могут прослужить и существенно больше, и существенно меньше – все зависит от качества продукции и условий эксплуатации, о чем в рекламе не говорится ни слова.

В целом срок службы винтовых свай зависит от трех основных параметров:

  • толщина стали, использованной для изготовления ствола и лопастей сваи,
  • толщина и качество защитного антикоррозионного покрытия,
  • химическая активность грунта на данном участке.

Не зная этих характеристик свай и эксплуатационных условий, нельзя даже сделать предположения о том, как долго они прослужат.

Уменьшению срока службы винтовых свай способствует и широко распространенная у наших строителей практика обваривания винтовых свай связками из металлических швеллеров или уголков. Конечно, устройство подобных связок между сваями оправдано при монтаже фундамента в грунте со слабой боковой поддержкой. Однако соединение стальных свай перемычками из токопроводящего материала приводит к ускорению электрохимической коррозии металла.

Во избежание возникновения блуждающих токов, способствующих ускорению коррозионных процессов, стальные сваи не должны иметь гальванической связи друг с другом, а также с другими строительными элементами, изготовленными из стали. Для связи свай в единую систему следует применять деревянную обвязку либо металлическую обвязку, элементы которой соединены со сваями посредством хомутов, изолированных от свай диэлектрическим материалом.

Вот собственно и все, о чем мы хотели вам сегодня рассказать. Теперь вы знаете все плюсы и минусы винтовых свай и, надеемся, поняли главную мысль, которую мы пытались до вас донести. Винтовые сваи – это прекрасный выбор для создания фундамента, но использовать их можно не всегда и не везде. Определить допустимость применения винтовых свай в каждом конкретном случае под силу лишь профессионалу. Поверьте, затраты на привлечение специалиста несоизмеримо меньше стоимости устранения ошибок, допущенных в процессе проектирования и постройки фундамента.

Ваше мнение о винтовых сваях

  • Хорошая конструкция, собираюсь их использовать для обустройства фундамента дома
  • Считаю винтовые сваи не достаточно надежными и долговечными, использовать не буду

ГолосоватьЕсли вы заметили ошибку, не рабочее видео или ссылку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.Поделиться:

Как выбрать стержни?

Выбирая изделия, нужно учитывать:

  1. Тип и вес сооружения.
  2. Несущую способность опоры.
  3. Геологические условия участка.

Рассчитав суммарные нагрузки и используя справочную информацию о сопротивлении грунта, выбирают количество свай с учетом их несущей способности. Последний параметр напрямую связан с диаметром и длиной опоры. Длину выбирают, исходя из глубины промерзания грунта и высоты цоколя.

Рекомендации по выбору диаметра свай:

  • Ø57 мм – заборы из сетки, легковесные конструкции;
  • Ø76 мм – тяжелые ограждения из кирпича и профнастила;
  • Ø89 мм – пристройки, террасы, гаражи, хозяйственные постройки;
  • Ø108 мм – малоэтажные дома, дачи, бани, ангары;
  • Ø 133 мм – тяжеловесные постройки весом до 12 т.

О размерах и диаметрах винтовых свай читайте в этой статье, как выбрать опоры для разных типов фундаментов — в этой. О винтовых сваях 108 расскажет эта статья.

Виды винтовых свай

В зависимости от материала изготовления винтовые сваи различаются на типы:

  1. Металлические сваи – стальные изделия из профильной трубы. Отличаются недорогой стоимостью и возможностью ручного монтажа.
  2. Железобетонные сваи – изделия, изготовленные из бетона, упрочненные армированным каркасом (подробнее об армировании свай читайте тут). Столбы имеют винтовую часть и оснащены металлическим наконечником. Отличаются повышенной несущей способностью и сроком службы от 100 лет за счет стойкости бетона к коррозийным процессам.

Металлические винтовые сваи по конфигурации лопастей различаются на:

  • лопастные;
  • спиральные;
  • комбинированные.

По способу изготовления наконечников:

  • литые;
  • сварные;
  • кованные.

По способу нанесения антикоррозионного покрытия:

  • нанесение обмазочных материалов;
  • холодное оцинкование;
  • горячее оцинкование.

Заводское производство и самостоятельное изготовление

Бетонные винтовые сваи изготавливают только на заводах, поскольку технология производства предполагает использование виброоборудования и сушильных камер. Металлические сваи можно сделать в домашних условиях при умении обращаться со сварочным аппаратом и болгаркой.

Себестоимость самодельных опор выходит в 3 раза дешевле покупных изделий, но нужно учитывать такие факторы:

Использовать профильные трубы из высокопрочных марок стали. Для лопастей применять листовую сталь толщиной не ниже 4–5 мм. Уделять внимание прочности сварочных швов. Выбирать качественные гидроизоляционные материалы.

Заводские изделия изготовлены по ГОСТУ и соответствуют заявленным техническим характеристикам. В свою очередь для самодельных труб сложно рассчитать несущую способность, что предполагает риски в процессе монтажа и эксплуатации. Как сделать винтовые сваи своими руками, можно узнать тут.

Размеры опор

Характеристики винтовых свай:

  • длина трубы – от 1 м;
  • диаметр сечения – от 57 мм;
  • толщина стенки трубы – от 3,5 мм;
  • толщина лопасти – 4–5 мм;
  • диаметр лопасти – 150–300 мм.

Сваи с такими размерами обеспечивают необходимую несущую способность для легковесных сооружений, построенных на суглинистых почвах, которые преобладают на территории Московского региона и других областей РФ.

Нагрузка

Допустимая нагрузка на фундамент определяется типом грунта, а также несущей способностью одной опоры. Характеристика винтовой металлической сваи зависит от длины столба, а также диаметра трубы и лопастей. Подробнее о нагрузке на винтовые сваи можно узнать тут.

Читайте также:  Опилкобетон: отзывы строителей. Монолитные стены из опилкобетона

Зависимость параметров отражена в таблице:

Тип грунта Несущая способность сваи (тонны) диаметром 108 мм при диаметре лопастей 300 мм
длина столба – 1,5 м длина столба – 2,5 м длина столба – 3м
Пластичные глины 3,7 4,4 5,0
Полутвердые глины 4,7 5,4 6,0
Суглинки, супеси 3,7 4,5 5,0
Пески средней фракции Не используются 9,5 10,5

Железобетонные сваи

Конструктивное строение, материалы, используемые при изготовлении свай и их размеры, регламентируются ГОСТом 19804 — 2012. При строительстве используют сваи различной длины от 3 до 11 метров.

Различают несколько типов стержней по сечению:

Маркировка Сечение Описание структуры
С Квадратное Цельные и составные сваи с поперечной армацией по всей массе
СК Круглое Составные и цельные, полые, диаметром от 40 до 80 см
СП Квадратное Полые, цельные
СО Оболочки Составные и цельные, диаметром 100 — 300 см
1 СД Квадратное Сплошные, двухконсольные, расположение — крайние оси строения
2 СД Квадратное Колонны, расположение — средние оси строения
СЦ Квадратное Цельные, с напрягаемой армацией по центру сваи, без поперечного армирования

Дополнительно в маркировке стержней могут присутствовать маленькие (не заглавные) буквы:

  • «н» — обозначающая наличие наконечника;
  • «б» — стыковка составляющих частей болтами;
  • «св» — сварной тип стыковки;
  • «с» — стаканный способ соединения.

Важно! Тип стержня, его размеры подбираются в зависимости от типа почвы, глубины нахождения прочного грунта и места установки сваи относительно частей здания.

Материалы производства

Для того, чтобы свайный железобетонный фундамент здания отвечал требованиям повышенной нагрузки, предъявляемым к нему, стержни должны изготавливаться строго в соответствии с технологией, из материалов достаточной прочности и соответствующих эксплуатационных свойств. Основные составляющие свай — это бетон и металлические пруты армирования.

Марка бетонного раствора

Согласно ГОСТу 26633, стержни железобетонных свай изготавливают из тяжелого или мелкозернистого раствора. Класс прочности на сжатие прописывается в проектной документации конкретного объекта строительства, но при этом не должен быть ниже В15.

Если фундамент закладывается в условиях скальных или крупнообломочных грунтов, марка бетона для свайного фундамента по прочности не должна быть менее В 25. Данный показатель неизменен в зависимости от длины стержня.

Щебень, в качестве крупного заполнителя бетонного раствора, должен соответствовать ГОСТу 8267 и быть естественной природы:

  • для цельных стержней размером зерна не более 40 мм;
  • для оболочек или пустотелых свай — не более 20 мм.

Армирование

Для усиления конструкции свай используются стальные стержни различных типов:

Тип армирования стержня Используемый металлопрокат
Ненапрягаемое продольное Прутковая горячекатаная или термически упрочненная арматура периодического профиля классов A-II, А-III, A-IV.
Напрягаемое продольное Прутковая горячекатаная и термоупрочненная арматура классов A-IV, A-V. Канаты стальные армирующие 1×7. ВПР (высокопрочная проволока периодического профиля) различного диаметра.
Конструктивная Холоднотянутую низкоуглеродистая проволока классов B-I; Вр-I, гладкую прутковую армацию А-I.

Определение максимально возможной величины нагрузки на винтовую сваю

Для расчёта нагрузок, которые способны выдержать элементы свайно-винтового фундамента, нужно знать площадь подошвы их лепестков и прочностные характеристики (максимальная несущая возможность) грунта. Перемножив между собой величины этих показателей, получают желаемое значение несущей способности винтовой опоры – максимально возможной выдерживаемой нагрузки.

Для примера определим, какую нагрузку выдерживает винтовая свая 108х2500мм. Исходные данные для упрощённого расчёта принимаем такими:

  • грунт на строительном участке – глина;
  • диаметр лопасти сваи 108мм – 300мм.

Воспользуемся данными таблиц в справочнике и определим несущую способность грунта (Rо) в месте установки фундамента: Rо = 6кг/см 2 . Площадь лепестковой подошвы этого вида свай мы определили ранее (смотри выше), S = 706см 2 .

Искомую нагрузку получим в результате перемножения:

F = Rо х S = 6 х 706 = 4,23 (тонны).

Именно такую расчётную (среднюю) нагрузку выдерживает одна свая 108мм, упираясь лопастью в слой глины.

Однако, её значение есть неоптимизированным, так как не учитывает коэффициент надёжности (γk). Он зависит от количества опор в фундаменте и способа производства геологических изысканий. При известных результатах таких изысканий на участке его значение составляет 1,2.

Выполняя самостоятельные исследования почвы на участке и используя табличные показатели прочности грунта, необходимо увеличивать запас надёжности. Для этого надо использовать в расчётах коэффициент надёжности порядка 1,7–1,4. Его величина зависит от количества свай в фундаменте: при минимальном количестве (до 5) он будет максимальным – 1,7. С увеличением опор до 20 коэффициент уменьшится до 1,4. При этом устанавливаемые сваи должны иметь низкие ростверки.

Таким образом, с учётом коэффициента надёжности расчёты максимально возможной нагрузки на сваи N (при пользовании табличными данными о грунтах) показывают её уменьшение по сравнению с расчётной нагрузкой F:

N = F : γk = 4,2 : 1,7 = 2,47 (т).