Вес, масса и размеры винтовых свай
Сваи винтовые имеют вес и размеры, разработанные и утвержденные строго в соответствие с ГОСТами. А нормативные документы, в свою очередь, основаны на многочисленных практических испытаниях и экспертизах. В ходе такого многоступенчатого процесса удалось подобрать оптимальные размеры с учетом несущих характеристик.
Размеры винтовых свай
В приведенной ниже таблице указано соответствие диаметров и длины сваи к рабочей массе конструктивного элемента.
| Длина сваи, м | Диаметр сваи, мм | |||||
| 57 | 76 | 89 | 108 | 133 | 159 | |
| 1650 | 11 кг. | 12 кг. | 14 кг. | 22 кг. | 27 кг. | 38 кг. |
| 1800 | 11 кг. | 13 кг. | 15 кг. | 23 кг. | 29 кг. | 41 кг. |
| 2000 | 12 кг. | 14 кг. | 17 кг. | 25 кг. | 31 кг. | 45 кг. |
| 2500 | 14 кг. | 17 кг. | 20 кг. | 30 кг. | 38 кг. | 55 кг. |
| 3000 | 16 кг. | 19 кг. | 23 кг. | 35 кг. | 44 кг. | 64 кг. |
| 3500 | 18 кг. | 22 кг. | 26 кг. | 40 кг. | 51 кг. | 74 кг. |
| 4000 | 20 кг. | 25 кг. | 29 кг. | 45 кг. | 57 кг. | 83 кг. |
| 4500 | 22 кг. | 27 кг. | 32 кг. | 50 кг. | 63 кг. | 93 кг. |
| 5000 | 24 кг. | 30 кг. | 36 кг. | 55 кг. | 70 кг. | 102 кг. |
| 5500 | 26 кг. | 33 кг. | 39 кг. | 60 кг. | 76 кг. | 112 кг. |
| 6000 | 28 кг. | 36 кг. | 42 кг. | 65 кг. | 84 кг. | 121 кг. |
| 6500 | 30 кг. | 39 кг. | 45 кг. | 70 кг. | 90 кг. | 131 кг. |
| 7000 | 32 кг. | 42 кг. | 48 кг. | 75 кг. | 97 кг. | 140 кг. |
| 7500 | 34 кг. | 45 кг. | 51 кг. | 80 кг. | 103 кг. | 150 кг. |
| 8000 | 36 кг. | 48 кг. | 54 кг. | 85 кг. | 110 кг. | 159 кг. |
| 8500 | 38 кг. | 51 кг. | 57 кг. | 90 кг. | 116 кг. | 169 кг. |
| 9000 | 40 кг. | 53 кг. | 60 кг. | 95 кг. | 124 кг. | 178 кг. |
Диаметр винтовых свай служит ключевым параметром при использовании в строительстве. Длина может быть изменена с помощью простой нарезки первоначального прута, а вот диаметр закладывается в проекте и с учетом этого изготавливается на производстве. Архитектор, при выборе свайно-винтового типа основания для будущего строения, обязан точно рассчитать не только параметры фундамента, но и оптимальные габариты и характеристики свай.
Вес, размер, масса и другие характеристики винтовых свай
Рассмотрим винтовые сваи, размеры и характеристики которых играют важную роль при формировании несущей способности фундамента. Установлены средние несущие способности для каждого типа сваи: например, диаметр 76 мм обеспечивает надежную опору для нагрузки в 3 тонны; диаметр 108 мм увеличивает несущую способность до 5-7 тонн. Особенность конструкции заключается в том, что вес самой сваи не оказывает влияния на несущие характеристики будущего основания.
Самая распространенная длина сваи составляет 2,5 метра. Такая величина обеспечивает надежность конструкции и качество основания для любого типа здания. В целом, на современном строительном рынке присутствуют сваи с длиной от 0,5 метра до 11,5. Хотя большинство из них редко применяются в производстве.
Как уже упоминалось, вес винтовой сваи 108 мм способен обеспечить достаточную опору для нагрузки до 7 тонн. Отсюда следует вывод – конструкция сваи служит лучшим примером рационального использование материалов. При минимальных вложениях и точном следовании проекту удается создавать строения высокой прочности и безопасности.
Какую длину свай выбрать
Отдельно следует отметить, что план фундамента также определяет требования к сваям. Здесь может быть предусмотрено несколько рядов свай, или неравномерное распределение нагрузки – в таких случаях применяются опоры различного размера.
Длина винтовых свай
Винтовые сваи разной длины обладают различными характеристиками и закладываются только после расчета и утверждения архитектором. Нет нужды делать длинные прутья, если это не принципиально для проекта.
Общие рекомендации по выбору длины винтовой сваи:
РегионДлина сваи (Глубина залегания плотного грунта + Глубина промерзания грунта + Высота цоколя + Участок расположения монтажного отверстия)Центральный регион (Москва, Пенза, Санкт-Петербург и т. д.)0,2 + 1,8(твёрдый слой почвы) + 0,5 + 0,1 = 2,6 м (2600 мм)Урало-Поволжье (Екатеринбург, Ижевск, Йошкар-Ола, Казань, Киров, Магнитогорск, Набережные Челны, Нижний Новгород, Нижний Тагил, Оренбург, Пермь, Саратов, Уфа, Челябинск и т.
д.)0,2 + 1,8(твёрдый слой почвы и глубина промерзания) + 0,5 + 0,1 = 2,6 м (2600 мм)Западная Сибирь (Барнаул, Кемерово, Красноярск, Новокузнецк, Омск, Новосибирск, Томск, Тюмень и т. д.)0,2 + 2,3(глубина промерзания) + 0,5 + 0,1 = 3,1 м (3100 мм)Восточная Сибирь (Иркутск и т. д.)0,2 + 2,8(глубина промерзания) + 0,5 + 0,1 = 3,6 м (3600 мм)
Длина сваи зависит от грунтов
Винтовой фундамент служит отличным решением с точки зрения экономии времени и денег, а также по показателям качества итогового результата. Кроме того, монтаж такого типа основания прост и не вызывает затруднений у строителей. В некоторых случаях, застройщик может выполнить установку своими силами (частное домостроение).
Свайный фундамент
Низкая несущая способность или водонасыщенность грунта являются одной из самых главных проблем, возникающих при строительстве любого здания. Слабые почвы не могут выдержать массы постройки, в результате чего оно начинает неизбежно проседать.
Если проседание происходит неравномерно, это неизбежно приводит к деформации и последующему разрушению здания. То же самое может произойти и при выдавливании фундамента силами сезонного пучения. Избежать подобных неприятностей позволяет свайный фундамент, разработанный для возведения построек на просадочных грунтах.
Принципы расчета и проектирования свайно-винтового фундамента
Традиционно расчетами винтового фундамента занимаются конструкторские бюро при разработке проектно-технической документации на строительство. Но если вы решили самостоятельно рассчитать СВФ, то для этого нужно использовать СП 24.13330.
К числу основных расчетов относятся:
- Несущая способность грунтового слоя на глубине расположения спиральных лопастей после вкручивания – этот показатель нужен для расчета несущей способности сваи.
- Число свай – определяется шаг их установки на прямых участках, в местах состыковки стен, на отдельных участках, где будут располагаться специальные конструкции (камины, печи, лестницы, генераторы и др.).
Рисунок 7. Примерный план сооружения свайно-винтового основания
Идеальный способ определения типа грунта – полноценные геологические изыскания. Однако можно это выполнить и проще – путем пробного вкручивания. Это позволяет определить глубину залегания плотного несущего слоя, состав почвы и уровень грунтовых вод. Но в результате вы получите очень условные данные, поэтому для получения более объективной картины несущей способности грунта применяют поправочный коэффициент 1,6-1,7.
По форме
В зависимости от геометрии продольного, поперечного сечения и нижнего конца сваи принято различать
По форме поперечного сечения
Сплошные сваи прямоугольного (1), квадратного (2), круглого (3), таврового (4) и двутаврового (5) сечений, а также полые круглого (6) сечения (трубы, оболочки) и квадратные с круглой полостью (7).
Рисунок 484.2. Геометрия поперечных сечений свай.
Сваи-оболочки от свай-труб отличаются относительно большим наружным диаметром и относительно малой толщиной стенок сваи по сравнению с наружным диаметром. Соответственно устраиваются сваи-оболочки в грунтах с очень низкой несущей способностью, а такая форма свай позволяет экономить значительное количество материала.
По форме продольного сечения
Сваи постоянного по длине сечения: цилиндрические (1), призматические (2) и сваи с наклонными боковыми гранями: ромбовидные (3), пирамидальные (4), трапецеидальные (5).
Рисунок 484.3. Геометрия продольных сечений свай
По конструкции нижнего конца
Сваи с плоским нижним концом (рис. 483.1.1), с заостренным нижним концом (рис.483.3.2), полые с открытым (1) или закрытым (2) нижним концом, булавовидные с плоским или объемным уширением (3), с камуфлетной пятой (4), винтовые (5).
Рисунок 484.4. Конструкции нижнего конца свай.
Примечание: в нормативных документах классификация по форме дается только для забивных свай (само собой винтовые сваи к ним не относятся). Однако такой подход мне кажется не совсем верным, поэтому я выделил геометрию свай в отдельную категорию.
Требования к материалу свай при возведении деревянного основания
Устройство столбчатого фундамента из деревянных свай основано на применении технологии использования стульев.
Котлован под сваи
Главное отличие от других строительных технологий – необходимость дополнительно готовить котлованы для установки деревянных стоек. Причем, копать ямы на дом можно только в тех местах, где грунтовые воды залегают либо достаточно глубоко по сравнению с длиной свай, либо очень близко к поверхности.
При этом все равно происходит попадание влаги в дерево. По этой причине к сваям из дерева предъявляются особые требования:
- Древесина должна быть обработана с помощью специального раствора.Так как материалу необходимо обеспечить долговечность в процессе эксплуатации, все деревянные сваи своими руками или с помощью специального оборудования обрабатываются антипиринами и солесодержащим раствором. Также для придания древесине гидроизоляционных свойств можно провести обугливание ее концов.
- Для свай используют только плотные сорта древесины.Благодаря своей природной плотности такие породы, как сосна и дуб, находят применение именно в деревянном столбчатом фундаменте. Плотная структура волокон позволяет им практически не впитывать влагу, за счет чего срок службы основания значительно увеличивается.
- Бетонное основание из древесины должно опираться на твердую почву.В случае невозможности устройства стоек на твердый грунт необходимо использовать висячие сваи.
- Закладывать древесину можно только на глубину не меньше 1,5 метров.
- Заглублять фундамент на дом следует на 0,5 метра ниже, расположения зоны промерзания в вашем регионе.
Что такое осадка фундамента и что на неё влияет
Осадка свайного фундамента — это изменение уровня размещения свай в грунте, возникающие в процессе их эксплуатации. Основная причина осадки — неправильные расчеты устойчивости фундамента к нагрузкам на стадии его проектирования, которые приводят к использованию опор недостаточной длины либо меньшего, чем того требуют фактические условия, сечения.
Проседания свай возникают под воздействием следующих факторов:
- Недостаточной несущей способности почвы, в которой размещена опорная подошва свай;
- Нагрузок, передающихся на фундамент в процессе работы в грунте, исходящих от массы здания, давления снега и эксплуатационных воздействий.
Рис. 1.1: Схема осадки свайных фундаментов
Грузонесущуя способность железобетонной опоры по материалу будет всегда больше, чем аналогичная характеристика грунта. Если в расчетах фундамента допущены ошибки, то пласт грунта в котором расположена опорная часть свай, под весом здания будет уплотняться и проседать, что приведет к уменьшению нулевого уровня фундамента (его осадке).
Рис. 1.2: Схема работы свай в грунте — а) сваи-стойки; б) висячие сваи.
Данная проблема особенно характерна для висячих свай, которые получают устойчивость за счет трения почвы с боковыми стенками опоры. Сваи стойки, опирающиеся на глубинные, несжимаемые пласты грунта, ввиду высокой плотности породы практически не подвергаются осадке.
Нормативные документы
Основным документом, описывающим конструкцию и типы фундаментов на свайных опорах, а также регламентирующий их конструирование и расчет считается СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».
Дом на сваях
Более современным документом, разработанным не так давно, является СП 24.13330.2011. В современной редакции СНиП каких-либо значительных изменений не добавлено, хотя некоторые замены и уточнения после появления новых технологий и материалов были внесены. При сомнениях и существенных разногласиях ориентироваться, все же, следует на СП, в которых приведены конкретные примеры.
В Правилах озвучиваются основные запросы, предъявляемые к разработке конкретного типа основания – свайного.
В СП описываются различные типы опор, инженерно-геологические характеристики, рассматриваются нюансы и частные примеры расчетов вновь возводимых зданий, реконструируемых построек. Положения СП 24.13330.2011, равно как и СНиП 2.02.03-85 не применяются к свайным основаниям, строящимся:
- для сооружений, находящихся под нагружением динамического характера;
- в вечной мерзлоте;
- на заглублении, превышающем 35 м;
- для сооружений, относящихся к предприятиям нефтепереработки.
Основные положения
Свайный фундамент
Разработка проектов и расчет фундаментов на свайных опорах основаны на:
- данных инженерно-геологической разведки;
- сейсмической категорийности области проектирования;
- конструктивных, технологических, эксплуатационных характеристиках сооружения;
- значении и направленности приложения постоянных и кратковременных нагрузок;
- ТЭР при сопоставлении с конкурирующими вариантами.
Виды расчетов
СП 24.13330.2011 указывает, что расчет фундаментных оснований выполняется по критическим состояниям, разделяемым на две группы.
Процесс монтажа свай
По предельным состояниям первой группы высчитываются и устойчивость, и несущая способность, учитываются прочностные характеристики материалов. Вторая группа касается осадки свай под воздействием вертикально приложенных нагрузок, различным сдвигам основания в горизонтальной плоскости совместно с пластами грунта, образования трещин значительной глубины в теле конструкции оснований из железобетона.
Допустимую осадку подземного основания здания, согласно СНиП 2.02.03-85, необходимо рассчитывать по второй группе состояний.
Важнейший нюанс расчетов – обязательное принятие запаса надежности. Итоговое значение принимается по расчету по различным альтернативным вариантам и сопоставления полученных данных.
В СП 24.13330.2011 представлены требующиеся расчетные значения и постоянные, уточнены нагрузки на основание и их возможные сочетания.
По форме
В зависимости от геометрии продольного, поперечного сечения и нижнего конца сваи принято различать
По форме поперечного сечения
Сплошные сваи прямоугольного (1), квадратного (2), круглого (3), таврового (4) и двутаврового (5) сечений, а также полые круглого (6) сечения (трубы, оболочки) и квадратные с круглой полостью (7).
Рисунок 484.2. Геометрия поперечных сечений свай.
Сваи-оболочки от свай-труб отличаются относительно большим наружным диаметром и относительно малой толщиной стенок сваи по сравнению с наружным диаметром. Соответственно устраиваются сваи-оболочки в грунтах с очень низкой несущей способностью, а такая форма свай позволяет экономить значительное количество материала.
По форме продольного сечения
Сваи постоянного по длине сечения: цилиндрические (1), призматические (2) и сваи с наклонными боковыми гранями: ромбовидные (3), пирамидальные (4), трапецеидальные (5).
Рисунок 484.3. Геометрия продольных сечений свай
По конструкции нижнего конца
Сваи с плоским нижним концом (рис. 483.1.1), с заостренным нижним концом (рис.483.3.2), полые с открытым (1) или закрытым (2) нижним концом, булавовидные с плоским или объемным уширением (3), с камуфлетной пятой (4), винтовые (5).
Рисунок 484.4. Конструкции нижнего конца свай.
Примечание: в нормативных документах классификация по форме дается только для забивных свай (само собой винтовые сваи к ним не относятся). Однако такой подход мне кажется не совсем верным, поэтому я выделил геометрию свай в отдельную категорию.
Погружаемые в грунт без выемки грунта
Сюда относятся:
Забивные
Сваи всех видов для заглубления в грунт которых используются молоты, вибропогружатели, вибровдавливающие или вдавливающие устройства.
Другими словами забивные сваи погружаются в грунт под воздействием ударной, вибрационной или динамической нагрузки, соответственно материал забивных свай должен рассчитываться на воздействие таких нагрузок.
Кроме того забивные железобетонные сваи диаметром ≤ 80 см и сваи-оболочки диаметром ≥ 100 см дополнительно подразделяются
По способу армирования
На сваи с ненапрягаемой и предварительно напряженной продольной арматурой вне зависимости от наличия поперечного армирования.
По конструктивным особенностям
На сваи цельные и составные (из нескольких секций).
Примечание: К забивным сваям также относят железобетонные сваи-оболочки, погружаемые в грунт вибропогружателями без выемки или с частичной выемкой грунта и не заполняемые бетонной смесью.
Классификация забивных свай по геометрическим признакам приводилась выше в отдельной категории.
Набивные
Сюда относят бетонные и железобетонные сваи, устраиваемые путем укладки в скважины бетонной смеси. Для образования скважин грунт принудительно отжимают (вытесняют).
В свою очередь набивные сваи
по способу устройства
подразделяют на
Набивные, устраиваемые с использованием инвентарных труб
Нижний конец труб у таких свай при погружении в грунт закрыт бетонной пробкой или оставляемым в грунте башмаком. По мере заполнения скважин бетонной смесью трубы извлекаются.
Набивные, виброштампованные
Такие сваи делаются путем заполнения жесткой бетонной смесью пробитых скважин. Бетонную смесь уплотняют виброштампом в виде трубы с нижним заостренным концом. Ну трубу крепится вибропогружатель.
Набивные в выштампованном ложе
В грунте производится выштамповка скважин конусной или пирамидальной формы, после чего скважины заполняются бетонной смесью.
Винтовые
Сваи со стальным или железобетонным корпусом (стволом) с лопастью (или лопастями) на конце (рис. 484.4.5), погружаемые в грунт завинчиванием, иногда в сочетании с вдавливанием.
Винтовые сваи относятся к висячим. Одно из главных достоинств винтовых свай — это значительное уширение площади сечения на конце свай, образуемое лопастью или лопастями, которое не только увеличивает несущую способность свай при относительно малом диаметре, но также препятствует выдергиванию свай. Потому винтовые сваи раньше использовались в основном для устройства фундаментов, которым передаются значительные выдергивающие силы. В настоящее время винтовые стальные сваи очень часто используются при возведении небольших частных домов.
При расчете винтовых свай следует учитывать крутящий момент, возникающий при завинчивании.
Устраиваемые с выемкой грунта
Сюда относятся
Буровые
Железобетонные сваи, устраиваемые в грунте путем установки готовых железобетонных элементов в пробуренные скважины или заполнением скважин бетонной смесью. В малоэтажном частном строительстве — это самый распространенный вид свай.
В свою очередь буровые сваи
по способу устройства
подразделяют на
Буронабивные сплошного сечения
Для устройства таких свай бурятся скважины. Стенки скважин не крепятся, если скважины пробурены в пылевато-глинистых грунтах выше уровня грунтовых вод. При бурении скважин ниже уровня грунтовых вод в любых грунтах стенки скважин закрепляются глинистым раствором или инвентарными обсадными трубами, извлекаемыми после устройства скважин. Затем скважины заполняются бетонной смесью. На конце свай может быть уширение.
Буронабивные с камуфлетной пятой
После бурения на дне скважины производится взрыв, приводящий к образованию камуфлетной пяты. В результате увеличивается площадь основания будущей сваи, а также уплотняется грунт в области взрыва. Все это приводит к значительному повышению несущей способности грунта. Затем скважины заполняются бетонной смесью.
Буроопускные с камуфлетной пятой
Отличие буроопускных свай с камуфлетной пятой от буронабивных в том, что после взрыва в скважину опускаются готовые железобетонные сваи, а не бетонная смесь.
Буроинъекционные
Сваи малого диаметра (15-25 см) устаиваются нагнетанием (инъекцией) в пробуренные скважины мелкозернистой бетонной смеси или цементно-песчаного раствора.
В последнее время буроинъекционные сваи получили большое распространение в малоэтажном частном строительстве. Их еще называют микросваями.
Буроопускные сваи-столбы диаметром или со сторонами ≥ 80 см
После бурения в скважины укладывается омоноличивающий цементно-песчаный раствор. Затем в скважину опускаются призматические или цилиндрические элементы сплошного сечения
Вибропогружные
Железобетонные сваи-оболочки, погружаемые в грунт с выемкой грунта и полностью или частично заполняемые бетонной смесью.
При устройстве свай без выемки грунта или с частичной выемкой физические свойства основания в результате уплотнения могут значительно изменяться. При устройстве свай с выемкой грунта физические свойства основания как правило изменяются не значительно и это тоже необходимо учитывать при расчете свай и оснований под сваями.
Виды расчетов
СП 24.13330.2011 указывает, что расчет фундаментных оснований выполняется по критическим состояниям, разделяемым на две группы.
Процесс монтажа свай
По предельным состояниям первой группы высчитываются и устойчивость, и несущая способность, учитываются прочностные характеристики материалов. Вторая группа касается осадки свай под воздействием вертикально приложенных нагрузок, различным сдвигам основания в горизонтальной плоскости совместно с пластами грунта, образования трещин значительной глубины в теле конструкции оснований из железобетона.
Допустимую осадку подземного основания здания, согласно СНиП 2.02.03-85, необходимо рассчитывать по второй группе состояний.
Важнейший нюанс расчетов – обязательное принятие запаса надежности. Итоговое значение принимается по расчету по различным альтернативным вариантам и сопоставления полученных данных.
В СП 24.13330.2011 представлены требующиеся расчетные значения и постоянные, уточнены нагрузки на основание и их возможные сочетания.
Характеристики винтовых свай – виды, типы, размеры
Ввиду того, что винтовые сваи изготавливаются по ТУ и востребованы для строений разного назначения, на разных типах грунтов, на рынке представлено несколько их разновидностей, а обобщенная классификация приведена в таблице:
| № п/п | Классификационный признак | Детализация |
|---|---|---|
| 1 | Особенность грунта | – грунт сезонного промерзания; – вечномерзлый грунт. |
| 2 | Тип наконечника | – литой; – сварной. |
| 3 | Число лопастей | – однолопастные; – многолопастные. |
| 4 | Размер лопастей | – широколопастные; – узколопастные. |
| 5 | Размер трубы (мм) | – длина – 3-12 м. – диаметр – 89-325 мм. – толщина стенки – 8-12 мм. |
Технические характеристики каждой из разновидностей
1. По особенности грунта:
грунт сезонного промерзания (ВСЛ). В этом случае применяются обычные сваи, которые завинчиваются в почву без предварительного бурения. Визуально такие сваи отличает классический тип лопасти и герметично заваренный конус сваи. Место установки сваи заполняется цементно-песчаным раствором;
вечномерзлый грунт (ВСЛМ). Завинчивание в почву требует предварительного бурения почвы. Визуально их отличает мелкая нарезка по всей длине ствола. Место установки сваи заполняется песком.
2. По типу наконечника сваи:
Задача наконечника – сделать процесс завинчивания сваи максимально легким.
литые наконечники для винтовых свай. Отличаются значительной стоимостью и оправданы при наличии очень плотных и/или вечномерзлых грунтов. Литой наконечник способен без разрушений ввинтить сваю в самый сложный грунт без деформации;
сварные наконечники для винтовых свай. Более дешевый вариант, однако, имеющий слабое место в виде сварного шва. Этот тип свай востребован застройщиками, которые выполняют завинчивание сваи вручную. Т.к. есть риск деформировать сваю при закручивании машинным способом. Свая в этом случае закручивается до упора (препятствия), а не до расчетной глубины.
3. По числу лопастей:
однолопастные. Сваи с одной лопастью могут использоваться только в плотных грунтах, в том случае, когда наконечник сваи будет упираться в твердое основание;
многолопастные. Количество лопастей может составлять от одного до шести. Чем слабее грунт, тем больше лопастей должно быть у сваи, это обусловлено тем, что многолопастные сваи более устойчивы к вдавливающим/выталкивающим и горизонтальным нагрузкам.
Виды винтовых свай (однолопастные, двулопастные и многолопастные)
4. По размеру лопастей:
широколопастные. Широкими считаются лопасти, диаметр которых превосходит диаметр трубы в полтора и более раз. По отдельным ТУ он может находиться в диапазоне от 200 до 350 мм. Значительный диаметр винтовых свай позволяет им сохранять стабильное положение в слабых грунтах. Отклонение в пределах +/- 9 мм.;
узколопастные. Разработаны для мерзлых и плотных грунтов. Благодаря тому, что диаметр лопасти винтовой сваи незначителен, её проще завинтить в грунт.
Толщина металла для лопастей варьируется в диапазоне от 9,5 до 12,5 мм.
5. По размеру трубы:
Размеры трубы – параметр собирательный, он включает в себя:
- диаметр трубы (ствола) – 159-325 мм. Среди наиболее востребованных – 89, 108 и 133 мм.;
- длина трубы – 3-12 м.п. Отклонение в пределах +/- 50 мм;
- толщина металла – 8-12 мм. Отклонение в пределах +/- 2 мм.
Утолщение стенок в свою очередь повышает стоимость винтовой сваи, однако уменьшение толщины снижает её эксплуатационные характеристики. Международный стандарт ICC AC358 регламентирует толщину стенок ствола сваи в 8 мм. для использования в нейтральном грунте, и 9,5 мм для химически активного грунта.
Примечание. На рынке присутствуют сваи с толщиной стенки 3-4 мм.
Применение типоразмеров винтовых свай в зависимости от назначения строения представлено в таблице:
Лабораторные исследования
На базе научно-исследовательской лаборатории «Основания и фундаменты объектов нефтегазовой отрасли» кафедры «Нефтегазовое дело, стандартизация и метрология» Омского государственного технического университета были проведены стендовые испытания моделей свай (см. рисунок 4). В качестве формы поперечного сечения моделей были использованы круг, квадрат и равносторонний треугольник. В лабораторных исследованиях были использованы модели, изготовленные, как из бетона, так и из дерева (см. рисунок 5). Обязательным условием при изготовлении моделей из выбранного материала было соответственно равенство между собой площадей поперечного сечения и длин моделей:
, (4)
где A — площадь поперечного сечения соответствующей формы модели, м2; L — длина модели, м. Как для моделей, изготовленных из бетона, так и для моделей, изготовленных из дерева, площадь поперечного сечения A равнялась 0,001024 м2, а длина моделей L составила 0,240 м.
РИС.4 Лабораторный стенд для изучения усилий, возникающих в процессе погружения/извлечения моделей свай различной конструкции
Условия нагружения модели имитировали погружение сваи вдавливанием в дисперсный несвязный грунт (принцип II). В качестве дисперсного несвязного грунта был использован воздушно-сухой песчаный грунт средней крупности. Скорость погружения для всех моделей была постоянной и равнялась 1,25·10-3 м/с.
РИС.5 Модели свай, изготовленные из бетона (А) и дерева (Б)
В ходе лабораторных исследований при погружении моделей в песчаный грунт регистрировалось изменение усилия вдавливания (см. рисунок 6).
РИС.6 Изменение усилия вдавливания с течением времени для моделей свай, изготовленных из дерева, с различной формой поперечного сечения
