Винтовая грунтовая свая

Описание продукта

Винтовая грунтовая свая (также называемая грунтовым винтом, стальной анкерной сваей, винтовым анкером) — это изготовленная на заводе стальная свая, состоящая из металлического трубчатого корпуса, приваренных винтовых лопастей и верхнего соединительного фланца. Она ввинчивается в грунт специальным оборудованием и за счёт механического зацепления винтовых лопастей с грунтом обеспечивает несущую способность на сжатие и на выдёргивание. В отличие от буронабивных свай, устраиваемых на месте, когда сначала бурят скважину, а затем бетонируют, винтовая грунтовая свая изготавливается на заводе и механически ввинчивается. Поэтому она имеет явные преимущества по скорости строительства, экологичности и возможности повторного использования, но существенно ограничена геологическими условиями.

I. Особенности продукта

Стандартизированная конструкция, материал — преимущественно углеродистая конструкционная сталь
Корпус обычно изготавливают из Q235B или Q355B, диаметр трубы обычно составляет 48–273 мм, длина сваи может достигать 6000 мм; диаметр, шаг и количество винтовых лопастей могут регулироваться в зависимости от трения в грунте и требований к сопротивлению выдёргиванию. Поверхность обычно горячеоцинкованная, толщина цинкового покрытия ≥65 мкм, срок коррозионной стойкости в обычных условиях около 25 лет.

Способ установки — ввинчивание, без мокрых работ
Не требуется разработка котлована, бетонирование и выдержка бетона, а также глинистый раствор для крепления стенок скважины. Специальная сваевдавливающая машина ввинчивает и вдавливает сваю в грунт; конический наконечник помогает проходить более плотные слои. После установки свайный фундамент можно сразу вводить в эксплуатацию.

Механизм несущей способности основан на зацеплении лопастей с грунтом
Несущая способность складывается из сопротивления трению по боковой поверхности сваи и сопротивления под лопастями. Это отличается от трения по контакту бетон–грунт у буронабивных свай и от уплотнения грунта при забивке сборных свай. Характеристики сильно зависят от плотности грунта и эффективной площади зацепления лопастей; при проектировании параметры лопастей подбирают по геологическому отчёту.

II. Преимущества продукта

Высокая скорость строительства, отсутствие ожидания набора прочности
Ввинчивание винтовой сваи длиной 6 м занимает около 8–12 минут; одна установка выполняет в среднем 35–45 свай в день, что значительно быстрее многоэтапного процесса буронабивных свай: бурение, установка армокаркаса, бетонирование, выдержка. Для проектов с сжатыми сроками и ограниченным погодным окном преимущество очевидно.

Без мокрых работ, малое нарушение площадки
Не образуется шлам, не сбрасывается вода после выдержки бетона, снижается потребность в заезде и выезде автобетономешалок и бетононасосов. На песках, акваториях, в экологически чувствительных зонах и на площадках с плотной существующей застройкой затраты на нарушение и очистку ниже.

Возможность извлечения и повторного использования, конкурентоспособная стоимость жизненного цикла
По завершении проекта или при изменении назначения площадки сваи можно вывинтить обратно и извлечь; после проверки и обработки их можно использовать повторно. Стоимость материала одной сваи может быть на 20–30% выше, чем у бетонной сваи, но с учётом эффективности строительства, экономии труда и затрат на рекультивацию земли общая стоимость строительства может снизиться на 8–12%.

Хорошая адаптация к рельефу и возможность регулировки направления
Верхний фланец может соединяться с вышерасположенной опорной системой; в фотоэлектрических и подобных проектах допускается тонкая регулировка направления по рельефу, что позволяет приспосабливаться к неровной поверхности. На песках и мягких грунтах удерживающая способность обычно выше, чем у обычных наклонно вбиваемых грунтовых свай.

III. Область применения

По геологическим условиям:
Применима для глинистых грунтов, пылеватых грунтов, плотных песчаных грунтов ниже средней степени выветривания, а также для пустынных песчаных слоёв, галечных равнин и гравийных грунтов. В рыхлых песчаных грунтах зацепление винтовых лопастей с грунтом хорошее; в пустынных фотоэлектрических проектах её часто включают в число предпочтительных типов фундаментов.

Однако границы чёткие:

• Твёрдые скальные породы или неглубоко залегающая скальная основа: ствол винтовой сваи относительно тонкий, усилие вдавливания при ввинчивании ограничено, прямое проникновение в скалу невозможно, требуется предварительное бурение; при очень малой глубине залегания скалы лопасти не могут получить достаточное зацепление с грунтом, и решение практически нереализуемо.

• Слои с крупными валунами, галькой или препятствиями в виде старых фундаментов: трудно обойти или пройти насквозь, возможны отклонения или недостижение проектной глубины.

• Мощные мягкие грунты при высоких требованиях к горизонтальной несущей способности: поперечное сечение сваи относительно мало, горизонтальная несущая способность может быть низкой; требуется тщательный расчёт или переход на другой тип свай.

По типу объектов:

• Фундаменты под опорные системы фотоэлектрических станций: наземные станции, пустынные станции, горная фотоэлектрика, рыбно-солнечные гибриды и т.п. — в настоящее время крупнейшая и наиболее зрелая область применения;

• Лёгкие и средние здания и сооружения: деревянные виллы, бытовки и модульные здания, сельскохозяйственные теплицы, ограждения и перила, рекламные щиты, автобусные остановки и т.п.;

• Объекты связи и энергетики: башни связи 5G, опоры линий электропередачи, вспомогательные фундаменты ветроэнергетических проектов и т.п.;

• Проекты, требующие извлечения или временного использования: временные площадки, складские сооружения, а также участки, где назначение земли может измениться и требуется демонтируемый и извлекаемый фундамент.