Разнообразие типов винтовых свай
На сегодняшний момент существует обширный ассортимент разнообразных вариаций винтовых свай: однолопастных, многовитковых, с литым наконечником, с расширенным диаметром лопасти, оцинкованных и другие.
Рассмотрим ряд характеристик, позволяющих сориентироваться во всем многообразии предлагаемых видов винтовых свай.
Все виды винтовых свай имеют свои отличительные особенности (характеристики):
- Тип наконечника;
- Количество лопастей;
- Размер лопастей;
- Толщина металлопроката;
- Марка стали;
- Несущая способность;
- Защитное антикоррозионное покрытие;
Тип наконечников для винтовых свай
Наконечник – та часть винтовой сваи, которая ввинчивается в землю и удерживает винтовую сваю наподобие якоря. Различают два вида наконечников — сварные или литые.
- Сварной наконечник изготовить проще и дешевле, и это самый популярный тип наконечников для винтовых свай. Но обладает меньшей прочностью нежели литой наконечник.
- Литой наконечник имеет оптимальные параметры и максимальную прочность, но при этом и цена литого наконечника будет намного выше сварного.
Литые наконечники подразделяются на: широколопастные, многовитковые (узколопастные) и для вечномерзлых грунтов.
У сварных наконечников подвидов больше, так как многие производители вносят свои модификации. Различаются они по диаметру лопасти, по количеству витков, по расстоянию шага витков, наличие зубцов на краях лопастей и т.д.
Литые наконечники подвержены деформации в меньшей степени, такие сваи используются в крупнообломочных грунтах; в почвах с природными и техногенными включениями; в особенно плотных и промерзающих грунтах; в гравелистых песках. Но все же статус «народные сваи» получили винтовые сваи со сварными лопастями, этому поспособстовала их цена. Поэтому в зависимости от ситуации лучше использовать сваи со сварными наконечниками (уделяя внимание качеству изготовления, марке и толщине стали).
Количество лопастей
Еще одной отличительной частью винтовых свай является количество используемых лопастей:
- с одной лопастью;
- с несколькими лопастями.
Наиболее популярными являются винтовые сваи с одной лопастью. В зависимости от модели сваи, они могут стать основанием для забора, веранды, бани, дома. Сваи с одной лопастью будут эффективны в грунтах, характеризующихся высокой несущей способностью, однако возможен их срыв, если нагрузка окажется критической.
Когда лопастей несколько, эффективность винтовой сваи гораздо меньше зависит от свойств грунта. Такие сваи могут выдерживать большие нагрузки и благодаря тому, что задействуется прилегающее пятно грунта, будут более устойчивы при разнонаправленной (вдавливающей, выдергивающей или горизонтальной) нагрузке. Увеличивая число лопастей, можно уменьшить диаметр осевого стержня (сохранить его жесткость поможет увеличение толщины стенки трубы). Также могут варьироваться параметры лопастей: их шаг, угол наклона, расстояние между ними – таким образом проектировщики добиваются оптимального сочетания характеристик.
Размер лопастей
Они выбираются исходя из эксплуатационных условий – свойств почвы и нагрузки на фундамент из винтовых свай. Нагрузка может быть неоднородной даже в границах одного строительного объекта, таким образом, к сваям под ответственными узлами сооружения, под несущими или второстепенными стенами, лагами пола и т. д. могут предъявляться различные требования. Здесь важен итог: запас прочности по всей площади объекта должен распределяться равномерно, что приведет к увеличению срока службы всего сооружения.
Если диаметр лопасти больше, чем полтора диаметра ствола, то такие сваи называются широколопастными. Остальные – узколопастные.
Различные варианты геометрии лопасти предусмотрены разработчиками в зависимости от физических свойств грунта (его пористости, водонасыщения, гранулометрического состава, консистенции и т. д.). Так, широкие лопасти, предназначенные для почвы:
• текучей, текуче-пластичной и мягко-пластичной;
• тугопластичной и твердой водонасыщенной глинистой;
• полутвердой – будут иметь разные геометрические параметры.
Сваи с узкими лопастями рассчитаны на более плотный грунт, в частности на тот, что промерзает зимой, или же на почвы в районах вечной мерзлоты. Вероятность деформации такой узкой лопасти будет ниже, а плотный грунт обеспечит надежную фиксацию.
Толщина металлопроката
Стенка трубы (ствола) может быть разной, выделяют сваи:
- тонкостенные (до 3,5 мм включительно);
- со стенкой средней толщины (более 3,5 мм);
- толстостенные (6 мм и более).
Здесь выбор зависит от того, насколько велика расчетная нагрузка и в какой степени может вызывать коррозию грунт в пятне застройки. Те же критерии будут уместны и в подборе толщины лопасти: для мелких объектов подойдут сваи с лопастями толщиной до 5 мм (включительно), а при масштабном строительстве понадобятся уже лопасти толщиной от 6 мм и выше.
Несущая способность винтовых свай
Как ни странно, при выборе сваи под определенные нагрузки диаметр ствола винта далеко не всегда является определяющим – это важно лишь для свай с узкими лопастями, а также для тех широколопастных, что имеют длину более чем 6 метров и диаметр от 16 сантиметров и выше.
Для малых нагрузок (ИЖС и мелкие промышленные объекты) предназначены сваи:
- с одной лопастью (диаметр – до 500 мм, толщина – до 6 мм), толщина стенки ствола – до 4,5 мм;
- с несколькими лопастями (диаметр – до 300 мм, толщина – до 5 мм), толщина стенки ствола – до 3,5 мм.
Для крупных гражданских объектов и промышленных предприятий понадобятся более мощные сваи:
- одна лопасть (толщина – более 6 мм, диаметр – более 500 мм), толщина стенки ствола – более 4,5 мм;
- либо с несколькими лопастями (диаметр – более 300 мм, толщина – более 5 мм), толщина стенки ствола – более 3,5 мм.
Защитное антикоррозионное покрытие
Отсрочить разрушение ржавчиной можно как увеличением толщины материала, так и нанесением защитного покрытия. Рассмотрим наиболее популярные типы защиты винтовых свай, обозначив плюсы и минусы соответствующими знаками.
1. Полимерное покрытие
Износоустойчивость, прочность, высокая адгезия к поверхности.
Сложность защиты поверхности с неровностями (стыки и выемки, сварные швы), вероятность в дальнейшем сколов и точечной коррозии.
2. Двухкомпонентное покрытие, в основе которого – смолы полиуретана
Прочность, сохранность при контакте с абразивами, в агрессивной среде, при резких температурных перепадах, высокая адгезия и на неровных участках поверхности.
Сложность нанесения защиты в кустарных условиях, уменьшение адгезии при избыточной толщине слоя.
3. Эпоксидное покрытие
Простое нанесение, стоимость сравнительно низкая.
Эластичность покрытия снижена, недостаточная ударопрочность, излишнее водопоглощение.
4. Холодное цинкование
Наносится просто, стомость защиты сравнительно низка.
Адгезия крайне мала.
5. Горячее цинкование
Покрытие экологично и превосходит полимерное по уровню адгезии.
Сложность нанесения на неровности; есть немало ограничений по области применения: pH (водородный показатель среды) не ниже 3 и не выше 11; удельное сопротивление грунта не меньше чем 50 Ом м и другие.
Что засыпать в винтовые сваи?
Засыпать в винтовые сваи можно различные материалы в зависимости от конкретной задачи. Например:
-
Бетонная смесь: это один из самых популярных вариантов, которые используются для засыпки винтовых свай. Бетонная смесь прочно фиксирует сваи в грунте, делая их надежными и долговечными.
-
Песок: песок также может быть использован для засыпки винтовых свай. Песок отлично дренирует воду, предотвращает скопление влаги вокруг сваи, что может привести к ее разрушению.
-
Гравий: гравий также является отличным вариантом для засыпки винтовых свай, так как он прекрасно дренирует воду и обеспечивает хорошую вентиляцию.
-
Щебень: щебень можно использовать для засыпки винтовых свай в случаях, когда нужно увеличить несущую способность сваи.
Важно учитывать конкретные условия грунта и требования к конструкции, чтобы выбрать оптимальный вариант засыпки винтовых свай.