Винтовые сваи шуруп

Винтовая свая-шуруп — металлический фундаментный элемент с трубчатым стволом, заостренной нижней частью и винтовой спиралью. При монтаже такая опора погружается в грунт вращением с одновременным осевым усилием, по принципу крупного винта.

В профессиональной и нормативной документации термин «свая-шуруп» используется не всегда. По конструкции подобные изделия обычно относятся к спиральным винтовым сваям — СВС. Винтовая часть может иметь несколько витков, расположенных вдоль нижней части ствола.

Винтовые сваи-шуруп для свайных фундаментов

Основным нормативным документом для стальных винтовых свай является ГОСТ Р 59106-2020 «Сваи стальные винтовые. Технические условия».

Стандарт действует с 1 апреля 2021 года и распространяется на стальные винтовые сваи различных конструкций с трубчатым стволом, применяемые для свайных фундаментов зданий и сооружений.

По виду винтовой части стандарт выделяет:

• лопастные сваи — СВЛ;
• спиральные сваи — СВС;
• комбинированные сваи — СВК.

Также сваи различаются:

• по количеству лопастей или спиралей;
• по конструкции ствола;
• по конструкции нижней части;
• по способу изготовления наконечника;
• по виду защитного покрытия;
• по длине и диаметру ствола.

При заказе ответственных фундаментных элементов желательно указывать нормативный документ, геометрические параметры и требования проекта.

Что такое свая-шуруп

Главное конструктивное отличие сваи-шурупа — винтовая спираль относительно небольшого диаметра, проходящая по нижней части ствола на несколько оборотов.

За счет такой формы внешне изделие действительно напоминает увеличенный металлический шуруп.

Типовая конструкция включает:

• трубчатый стальной ствол;
• заостренную нижнюю часть;
• винтовую спираль;
• монтажную часть для передачи крутящего момента;
• при необходимости оголовок или соединительную секцию;
• антикоррозионное покрытие в предусмотренном исполнении.

Точная геометрия зависит от конкретного типа сваи.

Чем свая-шуруп отличается от обычной винтовой сваи

В коммерческой практике под «обычной винтовой сваей» часто понимают широколопастную однолопастную конструкцию.

Свая-шуруп имеет другой принцип формирования винтовой части.

Нельзя утверждать, что один тип всегда лучше другого. Конструкция выбирается в зависимости от грунтовых условий, нагрузки и проектного решения.

Конструкция спиральной винтовой сваи

Согласно ГОСТ Р 59106-2020 винтовая свая включает металлическую винтовую лопасть или спираль и трубчатый металлический ствол.

Для спиральной конструкции важны следующие параметры:

• общая длина;
• наружный диаметр ствола;
• толщина стенки трубы;
• наружный диаметр спирали;
• толщина металла спирали;
• шаг витка;
• длина винтовой зоны;
• конструкция наконечника.

Изменение любого из этих параметров влияет на работу опоры при погружении и восприятии эксплуатационных нагрузок.

Поэтому две сваи одинаковой длины и диаметра ствола не обязательно обладают одинаковыми расчетными характеристиками.

Основные параметры сваи-шурупа

Подбор одного параметра без учета остальных некорректен.

Диаметр винтовой сваи

В продаже встречаются сваи-шурупы с различными диаметрами трубчатого ствола.

Чем больше диаметр и толщина стенки, тем выше может быть прочность металлического элемента, однако несущая способность фундамента определяется не только металлом.

Необходимо учитывать:

• свойства грунта;
• глубину расположения несущих слоев;
• геометрию винтовой части;
• расчетное сопротивление основания;
• сжимающие нагрузки;
• выдергивающие нагрузки;
• горизонтальные силы;
• изгибающие моменты.

Поэтому выбирать диаметр только по массе здания или по аналогии с соседним объектом не рекомендуется.

Длина сваи-шурупа

Необходимая длина определяется инженерно-геологическими условиями.

Свая должна быть погружена на проектную отметку и взаимодействовать с теми слоями грунта, которые были учтены при расчете основания.

На выбор длины влияют:

• глубина сезонного промерзания;
• толщина слабых слоев;
• уровень грунтовых вод;
• рельеф участка;
• проектная отметка ростверка;
• характеристики несущего слоя.

Формула «длина сваи равна глубине промерзания плюс фиксированный запас» не является универсальной для всех объектов.

Несущая способность винтовой сваи

Несущая способность — один из основных параметров свайного фундамента.

Она зависит одновременно от прочности самой металлической сваи и работы окружающего грунта.

При расчете учитывают:

• вертикальные сжимающие нагрузки;
• выдергивающие усилия;
• горизонтальные нагрузки;
• изгибающие моменты;
• характеристики грунта;
• геометрию сваи;
• глубину погружения;
• взаимное влияние соседних свай.

Поэтому значение типа «до 5 тонн» или «до 7 тонн» применимо только к конкретному изделию при конкретных расчетных условиях.

Использовать такое рекламное значение как универсальную несущую способность нельзя.

Сваи-шурупы и морозное пучение

Иногда винтовым сваям приписывают полную независимость от морозного пучения. Это чрезмерное упрощение.

Силы морозного пучения могут воздействовать на ствол сваи через грунт.

Для свай типа «шуруп» при проектировании необходимо учитывать устойчивость к таким воздействиям.

Результат зависит от:

• типа грунта;
• глубины сезонного промерзания;
• положения винтовой части;
• длины сваи;
• нагрузки от сооружения;
• влажности грунта;
• конструкции фундамента.

Поэтому глубина установки должна приниматься расчетом, а не только исходя из бытового правила «закрутить ниже промерзания».

В каких грунтах применяются сваи-шурупы

Возможность применения определяется инженерно-геологическими изысканиями.

Сваи могут использоваться в различных грунтовых условиях, однако эффективность конкретной конструкции зависит от состава и состояния основания.

При проектировании анализируют:

• песчаные грунты;
• супеси;
• суглинки;
• глины;
• насыпные слои;
• водонасыщенные грунты;
• сезоннопромерзающие грунты;
• плотные и слабые прослойки.

Наличие крупных валунов, строительного мусора или других препятствий может усложнить завинчивание.

Для сложных оснований может потребоваться лидерное бурение или другое проектное решение.

Где применяются винтовые сваи-шурупы

Сфера применения зависит от размера и расчетной несущей способности изделия.

Такие сваи могут использоваться при строительстве:

• малоэтажных зданий;
• каркасных сооружений;
• хозяйственных построек;
• бань;
• веранд;
• террас;
• беседок;
• навесов;
• входных групп;
• ограждений;
• рекламных конструкций;
• опор освещения;
• временных сооружений;
• технологических площадок;
• металлоконструкций.

Для капитальных и ответственных сооружений параметры свайного поля назначаются проектировщиком по результатам расчетов.

Сваи для террас, веранд и пристроек

Винтовые опоры особенно часто рассматривают при устройстве относительно легких пристроек.

Свайная схема позволяет передать нагрузки на грунт через отдельные опоры и сформировать ростверк или несущую раму над уровнем земли.

При устройстве пристройки рядом с существующим зданием необходимо отдельно решить вопрос сопряжения двух фундаментов.

Нельзя автоматически жестко связывать новый свайный фундамент с существующим основанием без учета возможной разницы осадок и перемещений.

Сваи-шурупы для ограждений

Спиральные сваи могут применяться как фундаментные опоры для:

• заборов;
• ворот;
• калиток;
• дорожных знаков;
• информационных конструкций;
• малых архитектурных форм.

В этом случае особенно важно учитывать горизонтальную и ветровую нагрузку.

Для высокого сплошного забора определяющим фактором может быть не вертикальная масса конструкции, а изгибающий момент от ветра.

Поэтому диаметр и глубина погружения должны соответствовать расчетной схеме.

Монтаж свай-шурупов

Монтаж выполняется путем завинчивания сваи в грунт.

Для передачи крутящего момента применяют ручное или механизированное оборудование в зависимости от размера, грунтовых условий и требований проекта.

Типовая технология включает:

• разбивку свайного поля;
• определение положения каждой опоры;
• установку сваи;
• начало завинчивания;
• контроль вертикальности;
• погружение на проектную глубину;
• контроль параметров монтажа;
• выравнивание верхних отметок;
• монтаж оголовков или ростверка;
• устройство предусмотренной проектом защиты соединений.

Конкретная последовательность определяется проектом производства работ.

Контроль вертикальности

Отклонение оси сваи влияет на работу фундаментной конструкции.

Поэтому во время погружения необходимо контролировать положение ствола.

Попытка исправить существенное отклонение после полного завинчивания может нарушить структуру окружающего грунта.

На ответственных объектах допустимые отклонения должны соответствовать проекту и нормативной документации.

Контроль крутящего момента

В ряде технологий крутящий момент при погружении используется как один из параметров контроля.

Его изменение может давать дополнительную информацию о сопротивлении грунта.

Однако крутящий момент нельзя без расчетного обоснования напрямую переводить в допустимую нагрузку на сваю.

Связь между монтажными параметрами и несущей способностью должна быть установлена проектными расчетами, испытаниями или технической документацией конкретной системы.

Оголовок винтовой сваи

После погружения верхняя часть сваи соединяется с надземной конструкцией.

Для этого может использоваться оголовок.

Его конструкция зависит от типа ростверка:

• деревянного;
• металлического;
• железобетонного;
• комбинированного.

При металлическом ростверке возможны и другие проектные способы соединения.

Оголовок должен передавать нагрузку на ствол сваи без недопустимых местных деформаций.

Ростверк

Отдельные сваи объединяются в фундаментную систему ростверком или другой несущей конструкцией.

Ростверк распределяет нагрузки сооружения между опорами.

В зависимости от проекта применяют:

• стальной швеллер;
• двутавр;
• профильные элементы;
• деревянный брус;
• железобетон;
• специальные металлические конструкции.

Тип ростверка выбирается проектировщиком с учетом нагрузок и назначения объекта.

Сталь для винтовых свай

ГОСТ Р 59106-2020 устанавливает требования к материалам стальных свай.

Для трубчатых стволов применяются стальные трубы из углеродистых и низколегированных сталей соответствующего класса прочности.

Для сварных наконечников, спиралей, фланцев и соединительных элементов используется листовой стальной прокат.

Конкретная марка стали и толщина металла должны определяться документацией на изделие.

Особенно важно учитывать материал при эксплуатации в условиях низких температур и агрессивных грунтов.

Толщина стенки

Толщина стенки трубы влияет на:

• прочность ствола;
• устойчивость к монтажным нагрузкам;
• сопротивление изгибу;
• запас металла при коррозии;
• возможность выполнения сварных соединений.

Использование более толстой трубы не заменяет расчет фундамента, но является одним из важных конструктивных параметров.

При заказе желательно указывать не только наружный диаметр, но и толщину стенки.

Защита от коррозии

Стальная свая после установки контактирует с грунтом, поэтому коррозионная защита является частью проектирования.

Могут применяться:

• лакокрасочные покрытия;
• эпоксидные системы;
• порошково-полимерные покрытия;
• горячее цинкование;
• другие предусмотренные проектом способы.

Выбор защиты зависит от:

• коррозионной активности грунта;
• влажности;
• химического состава среды;
• расчетного срока эксплуатации;
• материала сваи.

Наличие покрытия само по себе не дает универсального срока службы. Долговечность должна оцениваться с учетом толщины металла, агрессивности среды и характеристик защитной системы.

Сварной, литой или кованый наконечник

ГОСТ предусматривает различные способы изготовления наконечника винтовой сваи.

Он может быть:

• сварным;
• литым;
• кованым.

Выбор зависит от конструкции изделия и условий погружения.

Для сваи-шурупа особенно важны форма нижней части и качество соединения спирали со стволом, поскольку именно эти элементы воспринимают значительные монтажные нагрузки при завинчивании.

Цельные и составные сваи

Если требуемая глубина превышает транспортную или технологически удобную длину, могут использоваться составные конструкции.

Отдельные секции соединяют предусмотренным производителем способом.

ГОСТ допускает соединения с применением:

• сварки;
• усиливающих накладок;
• наружных или внутренних муфт;
• болтовых или шпилечных соединений в предусмотренной конструкции.

Стык должен передавать расчетные усилия без снижения требуемой надежности сваи.

Что проверить перед покупкой

При заказе свай-шурупов полезно проверить:

Для фундаментных конструкций желательно приобретать продукцию с документируемыми характеристиками, а не только с указанием условного типоразмера.

Как выбрать винтовые сваи-шурупы

Подбор следует начинать с исходных данных по объекту.

Необходимо знать:

• назначение сооружения;
• расчетные нагрузки;
• план свайного поля;
• геологическое строение участка;
• уровень грунтовых вод;
• глубину промерзания;
• характеристики грунтов;
• отметку ростверка;
• требования по сроку эксплуатации.

После этого определяются:

• тип сваи;
• длина;
• диаметр ствола;
• толщина стенки;
• параметры винтовой части;
• количество опор;
• шаг свай;
• антикоррозионное исполнение.

Для капитального сооружения подбор должен выполняться на основании инженерных изысканий и расчета фундамента.

Купить винтовые сваи-шуруп

В каталоге ГК «МеталлЭнергоХолдинг» представлены металлоконструкции и элементы для устройства свайных фундаментов, включая винтовые сваи типа «шуруп».

При выборе продукции рекомендуется учитывать диаметр и толщину стенки ствола, длину, конструкцию винтовой части, исполнение наконечника, антикоррозионное покрытие и требования проектной документации.

Чтобы уточнить цену винтовых свай-шурупов, доступные типоразмеры и условия заказа, отправьте заявку через сайт. Для точного расчета желательно указать требуемую длину, диаметр, количество и технические требования к продукции.