Не смотря на кажущуюся простоту винтовой сваи потребитель зачастую не догадывается по какими критериями подбирается необходимый тип винтовых свай для фундамента. При выборе надо учитывать, что разные условия эксплуатации предъявляют и разные требования к их конструкции. В этой статье мы проведем краткую классификацию винтовых свай.
Винтовые сваи можно разделить:
1. ПО СПОСОБУ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВИНТОВОЙ ЛОПАСТИ
Винтовые сваи с литой лопастью
Применяемая маркировка: ВСЛ либо СВЛ (свая винтовая литая).
Данная конструкция лопасти разработана институтом «Севзапэнергосетьпроект» в соответствии ТУ 5264-048-00239853-2005 и широко применяется для фундаментов опор ЛЭП и энергетических объектов.
Лопасть данной конструкции изготавливается методом литья по газифицированным моделям. Материал — сталь 35Л по ГОСТ 977-88.
Плюсы: положительным моментом в применении литых лопастей является их высокая прочность, поэтому применение рекомендовано в крупнообломочных грунтах, грунтах с природными и техногенными включениями, а также крупных гравелистых песках.
Минусы: изготовление литой лопасти — процесс трудоемкий, поэтому сваи этого типа относительно дорогие. Применение литых лопастей в пластичных грунтах до 3 категории включительно (пески, глина, суглинок, супесь и тд.) экономически не оправдана.
Винтовые сваи со сварной лопастью
Применяемая маркировка: СВС (свая винтовая сварная), СВ, ВС либо ВСГ (винтовая свая «Гефест»).
Конструкция лопасти также разработана институтом «Севзапэнергосетьпроект» и утверждены Минэнерго СССР, серия 3.407.9-158 «Винтовые сваи и анкеры» ГИП В.Н. Железков. Наиболее популярные модели на рынке из этой серии ВС 50-5,5, ВС 85-4,5.
Лопасть сваи изготавливается из стального листа, как правило марки 09Г2С либо стали 20 на станке лазерной резки. Затем ей придается винтовая форма на прессе и после чего она приваривается к стволу сваи.
Плюсы: процесс изготовления лопасти более технологичный, поэтому стоимость по сравнению с литой значительно ниже. Данная конструкция лопасти позволяет изготавливать 2-х и более лопастные сваи.
Минусы: такой тип лопасти не рекомендуется применять при монтаже в грунты с высокой вероятность попадания крупных камней, мусора и тд. из-за возможного её повреждения. Для решения данной проблемы нашими конструкторами разработан специальный усиливающий элемент, расположенный в заходной части лопасти, который позволяет избежать её поломки при попадания на твердые включения в грунте. При этом свая маркируется ВСГУ (усиленная).
2. ПО СООТНОШЕНИЮ ДИАМЕТР СТВОЛА / ДИАМЕТР ЛОПАСТИ
Узколопастные сваи
Применяемая маркировка: СВЛШ, СВЛМ, СВСМ, ВС-30, KSF (Krinner).
Если диаметр лопасти больше диаметра ствола винтовой сваи не более чем в полтора раза, то такая свая называется — узколопастной. Это тип свай можно разделить еще на два вида — по форме заострения: свая с конусообразным заострением как у шурупа (шип-шуруп), наиболее известный представитель в данной категории — сваи Krinner. И сваи с открытой полостью ствола по серии 3.407.9-158 ВС-30 либо СВЛМ. С литой лопастью сваи маркируются — СВЛШ, СВЛМ, со сварной — СВСМ, ВС-30 и KSF.
Плюсы: относительно небольшой диаметр лопасти позволяет осуществлять погружение винтовой сваи с высокой точностью позиционирования, а также использовать в особо плотных грунтах с минимальным риском деформации лопасти при монтаже.
Минусы: небольшая площадь опорной поверхности лопасти не позволяет передавать большие нагрузки на грунты с низкой и средней прочностью (к ним относятся большинство сезоннопромерзающих грунтов, состоящим в основном из осадочных пород: глина, суглинок, песок и тд.). Поэтому данный тип свай рекомендован для применения в особо плотных сезоннопромерзающих и многолетнемерзлых (вечномерзлых) грунтах северной части России (почти 40% территории страны находится в этой зоне).
К примеру, на сваях типа СВЛМ-236 и ВС-30 построены большинство объектов Роснефти и Газпрома на севере. В сезоннопромерзающих либо непромерзающих грунтах с низкой несущей способностью узколопастные сваи применяют только под малоответственные легкие строения, например — фундаменты заборов, малые архитектурные формы и тд., используемый тип: СВЛШ , KSF (Krinner).
Широколопастные сваи
Применяемая маркировка: ВСЛ, СВЛ, СВС, СВ, ВС, ВСГ.
Если диаметр лопасти в полтора и более раз превосходит диаметр ствола, то такая свая называется — широколопастная. Данный вид свай в основном применяется для сезоннопромерзающих грунтов с относительно невысокой несущей способностью (глина, песок и их разновидности).
Полюсы: достаточно высокая площадь опорной поверхности лопасти (например на свах с диаметром ствола 325мм, диаметр лопасти может быть 850 мм), позволяет передавать довольно большие нагрузки на грунты со сравнительно невысокой несущей способностью (например в песке, эта свая может нести нагрузку до 60 т).
Минусы: возможно повреждение лопасти при попадания твердых включений при монтаже, возможно смещение сваи в процессе погружения относительно заданной оси, необходим повышенный крутящий момент оборудования по сравнению с узколопастной сваей.
Широколопастные сваи могут иметь разные формы заострений (конус, косой срез открытый / закрытый и тд.), конкретный тип которого выбирается конструктором при проектировании исходя из геологических особенностей грунта и условий погружения.
Также это тип свай может иметь несколько лопастей — многолопастные винтовые сваи. При наличии двух и более лопастей сваи одинаково хорошо воспринимают как вдавливающие, так и выдергивающие и боковые нагрузки. Разнесение нескольких лопастей по длине ствола позволяет увеличивать длину сваи без потери ее устойчивости и тем самым использовать для изготовления трубы меньших диаметров. Главным же преимуществом применения нескольких лопастей является увеличение площади опорной поверхности, а тем самым и несущей способности, что демонстрирует их эффективное применение даже в слабых грунтах.
3. БЕТОННЫЕ ВИНТОВЫЕ СВАИ
Сравнительно недавно в области фундаментостроения появилось новое решение, которое предлагает использовать при возведении оснований зданий и сооружений винтовые сваи, изготовленные из железобетона.
Винтовая железобетонная свая внешне напоминает стальную многовитковую сваю, однако изготавливается она из несущего металлического каркаса и бетона. При этом конструкция также имеет технологическое отверстие, которое позволяет использовать для ее погружения разные типы редукторов, и многовитковую лопасть, обеспечивающую заглубление в грунт.
Данная конструкция обладает большинством преимуществ стальной винтовой сваи:
- позволяют выполнять как механический, так и ручной монтаж;
- работы по установке занимают 1-2 дня;
- монтировать конструкции можно в любое время года;
- возможность повторного использования;
- установка не требует предварительного проведения земляных работ, что в свою очередь позволяет снизить затраты на строительство.
Также считается, что срок службы винтовой железобетонной сваи больше, чем у металлических изделий. Однако стоит сказать, что это замечание справедливо только для случаев, когда толщина стенки ствола и лопасти стальной модификации назначаются без учета данных о коррозионной агрессивности грунтов площадки строительства.