Винтовые сваи технология установки механизмы для ввинчивания: пошаговая инструкция по монтажу свай своими руками, а так же технология обвязки ростверком

пошаговая инструкция по монтажу свай своими руками, а так же технология обвязки ростверком

Свайный фундамент — это возможность строить здания на грунтах, не позволяющих воспользоваться никаким другим типом опорной конструкции.

Особенностью свай является способность погружаться на необходимую глубину, достигать плотных слоев грунта и обеспечивать надежное основание для построек любой категории, вплоть до самых массивных, ответственных и специфических.

Возможности свайного фундамента весьма широки, что наглядно демонстрирует количество разновидностей и вариантов конструкции опор.

Существуют мощные и тяжелые образцы, работать с которыми можно только при помощи строительной техники.

Имеются и более легкие виды, доступные для самостоятельного монтажа, например — винтовые сваи.

Содержание статьи

Типы свайных фундаментов

Классификация свайных фундаментов включает в себя множество позиций.

Они различаются по следующим признакам:

• Способ действия (висячие и сваи-стойки).
• Тип ствола (монолитные и оболочечные)
• Материал (деревянные, металлические, железобетонные)
• Способ погружения (забивные, буронабивные или винтовые).

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

В частном домостроении наиболее распространены буронабивные и свайно-винтовые варианты, позволяющие работать в зоне плотной застройки без причинения ущерба окружающим зданиям.

Виды свай

Винтовые сваи имеют два основных вида:

• Сварные.
• Литые.

Отличие между ними состоит в конструкции наконечника. Это важный элемент, принимающий на себя основную нагрузку при погружении.

От качества наконечника зависит, как поведет себя свая при появлении контакта с техногенным или природным препятствием, не являющимся плотным грунтовым слоем. Сварные наконечники в этом отношении менее прочные, при встрече с обломками скальных пород часто деформируются и выходят из строя.

Литой наконечник намного прочнее и способен проходить препятствия, разрушая их и не теряя работоспособности сваи.

Кроме того, имеются различия по количеству лопастей.

Существуют винтовые сваи:

• Однолопастные.
• Многолопастные.

Однолопастные сваи имеют единственную спиралеобразную лопасть, обеспечивающую поступательное движение при вращении сваи вокруг вертикальной оси. Они предназначены для установки в относительно мягкий и однородный грунт, не имеющий плотных или скальных включений.

Несущая способность таких свай ниже, чем у многолопастных образцов, которые гораздо устойчивее и прочнее соединяются с грунтом. Наличие нескольких опорных узлов позволяет уменьшить диаметр ствола, что облегчает установку и обеспечивает целостность конструкции.

В комплекте с литым наконечником они оптимальным образом подходят для работы на плотных грунтах, в зонах вечной мерзлоты или с большим количеством техногенных включений.

По типу защитного покрытия сваи делятся на оцинкованные и неоцинкованные. Последние практически ничем не защищены от воздействий грунтовой влаги, так как слой краски, который наносится для придания изделиям большей солидности, сходит при завинчивании.

Кроме того, все типы винтовых свай практически не защищены от электрохимической коррозии или воздействия блуждающих токов, что сложно заранее предусмотреть или определить.

Какие лучше всего подходят для частного строительства

Выбор конкретной марки и размера стволов, прежде всего, производится исходя из типа и особенностей грунта.

После определения наиболее подходящей разновидности (одно-или многолопастные, длина, тип наконечника) производят выбор диаметра ствола. Расчет производится по несущей способности опоры.

Для частных домов обычно применяют стволы относительно малого диаметра:

• ВС-57.
• ВС-76.
• ВС-89.
• ВС-108.

Большие диаметры требуют значительных усилий при погружении, поэтому для частного домостроения практически не используются.

Для каких грунтов они подходят?

Погружение винтовых свай производится на достаточную глубину, чтобы исключить воздействие вертикальных нагрузок морозного пучения. Остаются лишь боковые воздействия, которые, ввиду малой площади контакта, не способны оказывать решающего воздействия на опоры.

Поэтому при определении пригодности грунта принято рассматривать только механические качества.

Наиболее подходящими видами являются следующие типы грунта (по убыванию степени пригодности):

• Песчаные.
• Супеси.
• Суглинки.
• Глинистые.

Абсолютно неподходящими грунтами являются скальные и скально-обломочные виды. Кроме того, противопоказаны биогенные типы — торфяники, или рыхлые просадочные грунты.

С осторожностью надо относиться к сильно обводненным участкам, подверженным сильным сезонным колебаниям уровня грунтовых вод.

При строительстве на подобных участках надо производить пробное бурение и увеличивать глубину погружения до максимума.

Общая схема установки свайно-винтового фундамента

Пошаговая инструкция по установке свай своими руками состоит из следующих этапов:

• Подготовительные работы. Разметка участка, проверка параллельности линий и соответствия прямым углам.
• Погружение угловых стволов.
• Установка промежуточных опор.
• Обрезка стволов. Поверхность опор должна образовать ровную горизонтальную плоскость.
• Бетонирование внутренних полостей свай для усиления прочности.
• Монтаж оголовков. Они устанавливаются на верхний торец, привариваются и служат точками крепления ростверка. Все места, расположенные рядом со сваркой или участки с поврежденным защитным покрытием сразу же подкрашиваются.

ВАЖНО!

При разметке следует исходить из осей стен, а не из границ периметра дома. Стены должны стоять на оголовках, а не свисать с них.

Как рассчитать количество материала?

Расчет количества опор производится по двум направлениям:

• По линиям наибольшей нагрузки.
• По несущей способности сваи.

Первый этап состоит в подсчете количества свай по всем линиям расположения наружных и внутренних несущих стен. Расстояние между ними не должно превышать 2-3 м (чем тяжелее дом, тем ближе друг к другу надо установить опоры).

Второй этап состоит в проверке полученного числа опор. Общий вес дома вместе с расчетными дополнительными нагрузками (вес снега, мебели и бытовой техники, перекрытий, людей и т.д.) надо разделить на величину допустимой нагрузки на одну сваю.

Если полученное число меньше, чем то, что найдено на первом этапе, то расчет правильный. Если второй этап показывает большее значение, надо увеличить количество свай по линиям нагрузки.

Можно поступить проще и воспользоваться онлайн-калькулятором, который весь расчет выполнит самостоятельно. Надо лишь подставить в нужные поля свои параметры и получить ответ.

Как правильно разметить места установки?

Для выполнения этой операции понадобится план первого этажа дома. Сначала отмечаются угловые точки, места примыкания несущих стен внутренние и наружные. Затем остальное количество свай равномерно распределяется по всем линиям.

Если имеются большие промежутки, предусматривают промежуточные опоры для поддержки балок перекрытия.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Расстояние более 6 метров между опорами считается недопустимым.

Как определить глубину погружения?

Определение глубины погружения опор можно делать только на основании анализа грунта и его состава. Кроме того, важным фактором является глубина промерзания грунта, выше которой сваи заглублять не рекомендуется, особенно, для ответственных (жилых) строений.

Для вспомогательных построек и сооружений (беседки, заборы, сараи и т.д.), возводимых на подходящих грунтах, минимальная глубина погружения принимается 1,5 м.

Для жилых построек рекомендуемая глубина погружения должна быть равна высоте дома. На практике она часто бывает меньше, что в первую очередь обусловлено неграмотностью или желанием сократить время строителей.

При погружении необходимо знать предельную величину сопротивления грунта и не превышать допустимых пределов, установленных заводом-изготовителем. В противном случае есть риск свернуть технологическое отверстие до момента достижения нужной глубины, что означает вывод сваи из строя и необходимость ее замены.

Погружение свай в почву

Существует два способа погружения свай:

• Ручное погружение.
• Механический способ.

Ручной монтаж допускается только для относительно тонких свай и при строительстве неответственных вспомогательных сооружений. Для жилых домов необходимо использовать строительную технику. Прежде всего, это обусловлено невозможностью качественно завинтить сваю диаметром 108 мм вручную.

Слишком велик процент отказа свай, а реверс недопустим из-за потери должной прочности соединения. Кроме того, допустимый перекос ствола по вертикали составляет всего 2°, что обеспечить вручную невозможно.

Механический способ позволяет обеспечить качественное погружение с соблюдением вертикали и заданной величины усилия. Для жилых построек допустим только механический способ, хотя рекламные объявления всячески утверждают о возможности в любых ситуациях действовать с помощью мускульной силы.

Это создает возможность для различных нарушений, когда неопытные строители начинают действовать самостоятельно и в результате получают неустойчивый и подвижный фундамент. На практике обычно используется мини-экскаватор с установленным навесным сваезаворачивателем.

Он способен погружать стволы диаметром до 159 мм на глубину до 12 м, чего в большинстве случаев вполне достаточно при частном строительстве.

Как выровнять по горизонтали

Погруженные винтовые сваи необходимо выровнять по горизонтали. Для этого устанавливается лазерный строительный уровень (нужна модель, способная обрисовать горизонтальную плоскость) на нужной высоте от поверхности почвы.

По имеющейся отметке производится подрезка всех стволов. Если какие-либо из них оказываются слишком короткими, производят предварительное наращивание.

К подрезанной части ствола (отрезается участок с технологическим отверстием) приваривается дополнительная труба, увеличивающая недостающую длину, после чего производится подрезка на общем уровне.

Все сварные швы и открывшиеся при подрезке участки металла необходимо сразу же подкрасить защитной полимерной краской. Надо выбирать непроницаемые для влаги виды или использовать битумную мастику.

Заливка бетоном

Внутренние полости свай заполняются бетоном. Это позволяет значительно усилить механическую жесткость трубы, снизить опасность коррозии внутри ствола.

Бетонирование увеличивает несущую способность ствола на треть, позволяя получить некий запас прочности фундамента, необходимый для устойчивости к возникновению непредвиденных ситуаций. Для заливки используются плотные марки бетона — М200 и выше. Заливку производят на уровень несколько меньший высоты подрезки.

В первые часы бетон в скважине просядет на несколько сантиметров, поэтому после заполнения до верха ствола насыпают сухую песчано-цементную смесь. Она впитает выдавленные при просадке частицы воды и образует пробку, запечатывающую ствол перед монтажом оголовка.

Обвязка ростверком

Ростверк — это пояс обвязки, соединяющий отдельные опоры в единую систему. Он нужен для принятия веса стен или прочих элементов конструкции дома, равномерного распределения нагрузки по всему свайному полю.

Существуют разные способы монтажа ростверка, обусловленные материалом изготовления:

Деревянный

Используется деревянный брус минимальной толщиной 150 : 150 мм. Как вариант, можно применить пачки из досок толщиной 50 мм и шириной 200 мм, соединенные в единый пакет размером 150 : 200 мм. Используется качественный сухой пиломатериал 1 или 2 сорта.

Поверхность дерева покрывается антисептическим и антипиреновым составом (в настоящее время существует пропитка, выполняющая обе функции). Соединение брусьев производится вполдерева и только над оголовком сваи.

Стыки, расположенные в пролете, не допускаются. Между металлом и деревом во всех местах прокладывают двойной слой рубероида (гидроизоляция). Установка выполняется так, чтобы свая располагалась точно по продольной оси бруса.

Металлический

Используются различные виды металлопроката:

• Швеллер.
• Двутавр.
• Труба прямоугольного сечения.

При использовании швеллера не нужны оголовки, хотя для трубы или двутавра их присутствие обязательно. Для швеллера используются специальные закладные детали, установленные в трубу при заливке бетона.

Появляется возможность обойтись без гидроизоляции между оголовками и обвязкой, но между металлом и стеной она применяется в любом случае. Соединение деталей производится сварным способом с обязательным усилением болтами.

При повышенной прочности металлического ростверка, возникает большой металлический элемент конструкции, который требует обслуживания — периодической покраски защитными составами.

Железобетонный

Это самый трудоемкий и долгий вариант создания ростверка, но и самый прочный и надежный, не подверженный коррозии или гниению. Для его создания необходимо изготовить опалубку, установленную поверх оголовков.

Внутрь помещают арматурный каркас, после чего приступают к заливке бетона.

Опалубка изнутри устилается слоем рубероида или полиэтилена для исключения утечек влаги. Иногда ростверк заливают ниже уровня оголовков, приваривая арматурный каркас непосредственно к стволам. Чаще всего такое производится при достаточной высоте на уровнем грунта.

В таких случаях подрезку по горизонтали выполняют после затвердения бетона (28 дней), а заполнение стволов производят после подрезки.

Как сделать фальш-цоколь

Фальш-цоколь предназначен для защиты пространства свайного поля под домом от проникновения животных или птиц, заметания снегом в зимнее время, от ветра и влаги. Для создания такого цоколя используются различные материалы.

Самый бюджетный и эстетически привлекательный вариант — полоса по внешнему периметру из профнастила. Она крепится верхней частью к специальной деревянной доске, установленной по периметру ростверка.

Нижнюю часть крепят к деревянному брусу, уложенному на подставки из кирпича, шлакоблока и т.п. для отсечки контакта с грунтом.

По нижней кромке устраивают бетонный отлив, а по верхней границе надо смонтировать отлив для вывода дождевой воды.

Полезное видео

В данном видео вы увидите технологию установки свайно-винтового фундамента:

Заключение

Фундамент из винтовых свай — быстрый и дешевый вариант создания основания для частных домов или вспомогательных построек. Простота монтажа и высокая скорость создания конструкции привлекают многих пользователей, но необходимость постоянного обслуживания металлических деталей является недостатком.

Если принимается решение использовать винтовые сваи, очень важно найти бригаду профессионалов, имеющих опыт работ с подобными основаниями, иначе вместо прочного и надежного фундамента появится неустойчивый частокол из недостаточно глубоко погруженных стволов.

При должном подходе и правильном соблюдении технологии такой фундамент способен выдержать около 75 лет.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

технология и правила, способы монтажа и инструкция как закрутить самому, составить чертеж, сделать расчет

Появление винтовых свай в строительстве совершило в своё время маленькую революцию в сфере создания быстромонтируемых фундаментов для лёгких зданий и сооружений.

Усилиями 2 – 3 человек без привлечения специальной техники можно в течение нескольких дней возвести прочное и надёжное основание под баню, дачный домик или другую постройку.

При наличии минимального опыта и соблюдении нижеуказанных правил самостоятельное возведение свайно-винтового фундамента (СВФ) не вызовет особых затруднений.

Правила монтажа свайно-винтового фундамента

Самостоятельное строительство основания здания или сооружения из фундамента на винтовых сваях (ВС) основывается на соблюдении довольно простой технологии.

Для успешной установки свайно-винтового фундамента своими руками следует придерживаться следующих правил:

• опору ввинчивают в почву строго вертикально. Любые отклонения в сторону наносят ущерб несущей способности СВФ;
• внешнюю поверхность ВС обязательно подвергают антикоррозионной обработке;
• полость ствола с открытым нижним торцом должна быть тоже покрыта защитным составом. В противном случае влажный грунт вызовет коррозию металла;
• грунтовое основание не должно содержать крупнообломочных и скалистых пород;
• концы свай обязательно располагают ниже границы промерзания и выше уровня грунтовых вод. Это нужно для того, чтобы силы пучения, вызванные сезонными изменениями температуры почвы и перепадами горизонта вод, не смогли вытолкнуть сваю наверх;
• нижний торец опоры не должен быть открытым, его заваривают металлом в виде эллипса под углом 45⁰ или конуса. Бетон внутри ствола защитит от коррозии сталь;
• независимо от расчётного количества свай, между ними выдерживают интервал 1,5 – 2 м;
• монтаж СВФ выполняют минимум три человека. Двое работников вращают ВС рычагами, продетыми через верхние монтажные отверстия сваи. Третий человек усилием рук удерживает трубу в вертикальном положении.

Принципы расчёта и проектирования

Свайно-винтовая технология возведения фундаментов основана на принципе прохождения точечной опоры сквозь слабые слои почвы к плотным несущим пластам.

Нагрузка от дома, таким образом, передаётся прямо на несущее грунтовое основание, чем обеспечивается надёжное и прочное положение строения.

Глубину залегания несущих пластов грунта определяют путём опытного бурения и отбором образцов почвы, с последующим их испытанием. Также этот параметр берут из вертикальной съёмки с привязкой к месту строительства, которая есть в каждом отделении архитектуры местного исполкома.

Путём сбора нагрузок (вес всех конструкций строения, мебели, оборудования различного назначения, максимального количества людей и прочего, снеговая нагрузка) и делением их на общую площадь винтовых свай определяют удельное давление на почву. Оно должно быть меньше сопротивления несущего слоя грунта. Этим соотношением корректируют количество винтовых свай на плане СВФ.

Оперируя числом свай, видом опорного слоя грунта и заводскими данными несущей способности стандартных винтовых свай, определяют тип и марку ВС.

Универсальность и быстрая установка СВФ привлекает многих застройщиков возводить фундаменты не только в местах, где располагаются пучинистые почвы, но и на вполне прочных несущих основаниях. Единственным исключением являются каменистые грунты, которые своими твёрдыми включениями могут повредить и полностью разрушить лопасти винтовых свай.

Существуют нормативы отбора типоразмеров свай для строительства различных объектов. Основным показателем является диаметр ствола опоры, который напрямую взаимосвязан с величиной её несущей способности. Для ручной установки свай применяются опоры диаметром от 57 до 133 мм.

Длину сваи рассчитывают исходя из того, что нижний её конец должен погрузиться в несущий слой грунта минимум на 300 мм. К этому добавляют высоту наземной части опоры. Проектом строительства закладывается величина просвета между землёй и обвязкой ВС (ростверком).

Минимальный технологический зазор допустим высотой 150 мм. Сюда следует добавить расстояние до технологических отверстий + 100 мм. В общей сумме это будет оптимальная длина сваи.

Практический опыт показывает целесообразность ручной установки винтовых опор при их длине до 1,8 м. При большем размере монтаж СВФ возможен только с помощью спецтехники.

Как составить чертеж свайного поля?

После всех расчётов приступают к формированию чертежа расположения ВС на плане строительного участка.

При расстановке опор на приусадебном участке руководствуются следующими правилами:

1. Сваи должны быть установлены во всех углах плана фундаментного основания.
2. Опоры для монолитной плиты под оборудование (печь, котёл и пр.) будут в углах и по периметру через каждые 1,5 м.
3. По осям расположения несущих стен центры свай помещают с промежутком от 1,5 до 2 м., в зависимости от материала ростверка (обвязки). Например, для бруса — 1,5 м, а для швеллера достаточно будет устанавливать опоры каждые 2 – 2,5 м.

Пример исполнительной схемы и план свайно-винтового фундамента:

Выбор свай

Для устройства СВФ на приусадебном участке следует приобретать сваи отвечающие условиям их монтажа.

Какие лучше всего подходят для частного строительства?

Разные производители руководствуются своим ТУ при изготовлении винтовых свай. Они могут быть оснащены одной, двумя и более лопастями, быть различной длины. Для строительства дачных домиков, гаражей и других подсобных сооружений используют ВС диаметром 89 – 133 мм с одной или двумя лопастями.

Как проверить качество элементов?

При покупке винтовых свай нужно обращать внимание на антикоррозионную обработку ствола и лопастей. Надо провести ребром монеты по поверхности опоры. Если не проявится белый цвет металла, то покрытие считается качественным.

Для приусадебного строительства используются стандартизированные винтовые сваи, у которых вылет лопастей взаимосвязан с диаметром ствола. На нижней картинке видна пропорциональная зависимость этих величин.

Любое их несоответствие считается некачественным исполнением фундаментного снаряда и подлежит выбраковке. Толщина стенки трубы должна быть не менее 4 мм.

Проверить размер можно штангельциркулем. Это обеспечивает свае жёсткость, что не даёт стволу деформироваться во время установки и эксплуатации основания здания.

Как установить самому: пошаговая инструкция

Настоящая инструкция не является догмой, а носит исключительно рекомендательный характер. Следует обратить внимание на некоторые ключевые пункты, выполнение условий которых обязательно.

Инструменты и материалы

Перед началом работ подготавливают следующие инструменты и материалы:

• садовый бур;
• растворомешалка;
• лопаты;
• магнитный уровень;
• угловая шлифмашина;
• лазерный уровень;
• отрезки водопроводных труб длиной от 2 до 3 метров;
• монтажная насадка;
• винтовые сваи;
• оголовки;
• электросварка.

Подготовка

С территории строительного участка убирают мусор, и по возможности удаляют растительность и плодородный слой почвы (100 – 150 мм).

Далее выполняют следующие действия:

1. С помощью шнура и колышков переносят план свайно-винтового фундамента на участок.
2. В точках разметки угловых опор садовым буром делают приямки глубиной 300 мм.
3. Правильность построения прямоугольников разметки проверяют равенством диагоналей между противоположными углами, измеряя их шнуром.
4. На прямых участках линий разметки под опоры тоже бурят приямки. Диаметр приямка должен быть таким, чтобы винт плотно входил в него. Это нужно для точной корректировки изначального вертикального положения ВС.

Как правильно вкрутить?

Подготовив свайное поле, переходят непосредственно к монтажу свай. Для того, чтобы самому правильно закрутить опоры можно применить один из трех способов:

• В процессе установки участвуют 2 человека. Один, продев рычаг в монтажное отверстие, вращает сваю вокруг своей оси, а второй удерживает двумя руками опору в вертикальном положении. Такой способ эффективен при глубине заложения фундамента не более 1,5 м и диаметре ствола 57 мм.
• ВС монтируют три человека. Два работника, вдев отрезки труб в верхний конец сваи с противоположных сторон, двигаются вокруг по часовой стрелке. Третий работник контролирует ровное вхождение сваи перпендикулярно горизонту.
• Третий способ — это применение монтажного оголовка, который надевают на верхушку трубы и фиксируют отрезком трубы через монтажные отверстия ствола опоры. По обеим сторонам оголовка сделаны петли из арматуры, которые позволяю продеть сквозь них трубы-рычаги любой длины и диаметра.

  Это позволяет значительно увеличить вращательные усилия и сократить время монтажа. Для контроля вертикального положения опоры на ствол крепят магнитный уровень. Работник, глядя на положение пузырька прибора, усилием рук выправляет положение сваи относительно горизонта и вертикали.

Обрезка

По окончании завинчивания приступают к обрезке свай:

• выбирают самую короткую опору и ниже её отверстий делают отметку с помощью лазерного нивелира;
• отметку надземной высоты ствола переносят на все опоры с помощью того же нивелира;
• выравнивание высоты СВФ относительно горизонтальной плоскости производят спиливанием частей труб выше отметки угловой шлифмашиной.

Бетонирование

Процедура осуществляют следующим образом:

• заливают полости свай бетоном М 300. Его готовят в растворомешалке или ручным способом в подходящей ёмкости. В ёмкость засыпают цемент М 400 – 500, песок и щебень в пропорции 1:2:2;
• в процессе перемешивания постепенно добавляют воду до получения жидкой тестообразной однородной массы;
• для быстрой заливки без потерь в опору вставляют самодельную лейку, свёрнутую из куска жести;
• по мере заполнения ствола бетон уплотняют отрезком арматуры, выдавливая из него воздух.

На верхние концы ВС надевают оголовки и приваривают их к сваям с помощью электросварки. На площадки оголовков укладывают металлопрофиль ростверка. Далее приступают к монтажу перекрытий и стеновых ограждений.

Если планируют монтировать ростверк из швеллера, то сразу после заливки устанавливают оголовки. В случае формирования обвязки из бруса или брёвен, внутрь свай помещают отрезки арматуры и дают бетону застыть в течение 10 – 14 дней.

Возможные ошибки рекомендации по возведению СВФ

Если вы собрались поставить свайно-винтовой фундамент своими руками, застройщику важно знать, как избежать ошибок во время монтажа:

1. Неправильный расчёт требуемой несущей способности точечной опоры может привести к разрушению фундамента или лишним расходам. Чтобы избежать просчётов, лучше обратиться к профессионалам, которые сделают точное технико-экономическое обоснование возведения СВФ.
2. Использование некачественных винтовых свай неминуемо приведёт к таким печальным последствиям, как неравномерное проседание строения. Надо приобретать сваи у проверенных производителей с гарантией качества продукции.
3. Попадание лопастей винтовых опор в зону промерзания грунтового основания чревато сезонным выталкиванием опор из почвы. Если самостоятельно точно определить глубину погружения сваи не удаётся, то лучше обратиться в специализированную строительную организацию.

Полезное видео

Наглядно о процессе установки свайно-винтового фундамента в видео:

 Заключение

Свайно-винтовой фундамент является самым экономичным и быстромонтируемым основанием для лёгких зданий и сооружений.

Простота установки несущих опор, отсутствие потребности в спецтехнике, всесезонность монтажа – всё это привлекает хозяев приусадебных участков, которые планируют строительство дачных домиков, мастерских, теплиц, эллингов и других строений.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

Мой мир

шаг и техника установки, какой техникой закручивать

Содержание статьи:

Установка свайно-винтового фундамента является довольно распространенной и набирающей популярность в частном строительстве технологией. Этот способ обустройства опорных систем не является новым, но стал доступным только несколько лет назад благодаря стремительному развитию технического прогресса и переориентированию промышленности на нужды населения. Установка винтовых свай не представляет собой особой сложности, но требует определенных понятий относительно выбора изделий, правил их подготовки, монтажа и последующей эксплуатации.

Особенности и преимущества винтовых свай

Винтовые сваи – это стальные стержни, которые устанавливают в нестабильный грунт

Винтовые сваи представляют собой полую металлическую трубу, на которой имеется наконечник, лопасти и технологические отверстия для передачи усилия на изделие при его ввинчивании в землю. В составе фундаментной системы погруженные стержни выполняют удерживающую и опорную функцию, благодаря прочности конструкции и устойчивости в земле за счет большой площади опирания.

Устройство свай имеет такие особенности:

• тип — цельные и сборные;
• вид вкручивания — лопастные, спиральные, комбинированные;
• количество лопастей — пара, несколько спиралей;
• наконечник — литой, сварной, кованый;
• материал — нержавеющая сталь, черное железо с антикоррозионным покрытием.

Монтаж свайного фундамента дает застройщикам такие преимущества:

1. Защита дома от давления и смещения грунта, возникающего при морозном пучении. Лопасти опускаются ниже точки промерзания почвы.
2. Долговечность, обусловленная использованием материалов, устойчивых к влаге, кислоте, щелочи и прочих реагентов, содержащихся в земле.
3. Экономичность. Монтаж винтовых свай обходится на 30-40% дешевле, чем забивание железобетонных столбов или заливка монолитных фундаментов.
4. Широкий спектр применения. Изделия можно применять практически на всех типах грунта кроме скального. Кроме этого, установка свай позволяет свести к минимуму земляные работы или полностью отказаться от них при работе на склонах и неровном участке.
5. Отсутствие вибрации и шума при вкручивании в грунт. Единственным источником звука может быть двигатель специальной техники.
6. Возможность проводить строительство фундамента в стесненных условиях города и озелененного частого участка. Применимость к обустройству в любое время года.
7. Допустимость повторного использования. При условии восстановления защитного покрытия сваи можно использовать до 5 раз.

Несомненным плюсом для частных застройщиков является технология установки фундамента. Допускается закручивать опоры вручную, для чего используется рычаг и сила 2-3 человек. Данный метод применим для труб диаметром до 108 мм.

Определение длины свай

Винтовые сваи помогают сохранить фундамент от разрушения в районах с сейсмической активностью

Установка свай под фундамент проводится после обследования грунта и определения его несущей способности. Кроме этого в расчет берется сейсмическая активность в регионе и уровень грунтовых вод. При работе на неустойчивой почве, болотистой местности или дне водоема проводится нахождение уровня залегания твердого грунта, параметры которого отвечают заданным проектом условиям.

Главное правило монтажа заключается в том, что наконечник с лопастями должен находиться на 15-20 см ниже горизонта промерзания грунта. При этом нужно учитывать, что часть трубы с технологическими отверстиями для вращения после установки должна быть срезана.

Производители выпускают винтовые сваи длиной от 1,65 м до 12 м. Одна секция для частного строительства выпускается размером до 2,6 м. Для достижения большей глубины (на склонах, глинистом грунте, плывунах) штатные изделия наращиваются дополнительными секциями или трубами одинакового диаметра путем сваривания краев.

Варианты погружения винтовых свай

Способ погружения свай в грунт определяется его свойствами и высотой секций.

Существуют такие варианты установки:

• С предварительным бурением. Данный метод применяется на плотных грунтах, где его сопротивление превосходит предел прочности лопастей и их крепления к трубе. Установка проводится в два этапа. Сначала изготавливается скважина диаметром, соответствующим трубе или несколько меньшим, чтобы обеспечить ее плотное обжатие. Затем секция устанавливается в отверстие наконечником и проводится ее закручивание до тех пор, пока она не достигнет расчетной глубины. Если бурение скважины сопряжено с трудностями, процесс можно механизировать, используя моторное устройство. Наглядный пример такой технологии — нарезание резьбы в металле с помощью плашки и метчика.
• Ввинчивание без предварительной подготовки. Такой монтаж свай проводится на мягких грунтах, где отсутствует риск повреждения изделия при воздействии чрезмерного усилия. В верхнем слое почвы делается небольшое отверстие для захвата земли лопастями, затем проводится вращение колонны до опускания до заданного уровня. Такая техника аналогична вкручиванию самореза с шестигранной шляпкой отверткой с крестовидной рукояткой. Здесь нужно внимательно разбираться с плотностью и твердостью земли. Чрезмерные усилия, оказываемые механическим приспособлением или длинного рычага, могут привести к отламыванию и деформации лопастей. Кроме этого, сильное трение о твердую породу является причиной сдирания антикоррозионного покрытия с металла.

Монтировать опоры можно самостоятельно или с привлечением специалистов. Выбор зависит от собственных строительных навыков, физической подготовки и возможности приобщения к этому делу помощников.

Процесс ввинчивания свай в землю

Ввинчивание свай выполняется с использованием спецтехники

Чтобы правильно установить свайный фундамент, необходимо внимательно отнестись к установке каждой опоры. Малейшее отступление от технологии ведет к ослаблению ее несущей способности и дальнейшим сложностям с обвязкой.

При проведении ввинчивания секций в землю следует придерживаться следующей последовательности работ:

1. Перенести составленный чертеж на участок. Нужно сориентировать его по сторонам света, затем точно выставить углы в соответствии с расстояниями от стационарных объектов — забора, дома, сарая, колодца.
2. Точно выровнять углы. Для этого используется шнур, колья и рулетка. В обязательном порядке проверяется соответствие диагоналей — они не должны разниться более чем на 1%.
3. Наметить места установки опор. Их требуется располагать точно под осевой линией ростверка, который будет установлен по окончании монтажа свайного поля. Смещение может привести к отклонению центра тяжести и деформации всей опорной системы.
4. Выкопать приямки для свай. В зависимости от типа грунта их глубина может составлять 30-50 см. Перепроверить правильность проведенных подготовительных мероприятий. Разложить опоры напротив ямок, нанести на них метки, которые будут указывать на глубину погружения.
5. Поочередно вставить сваи в приямок, придавить и выровнять их, переставляя уровень каждые 90 градусов. Вкрутить изделия, используя механические или ручные приспособления. В ходе опускания изделие нельзя наклонять в строну или выкручивать обратно.
6. Взять гидроуровень или лазерный прибор и провести выравнивание выступающих из земли труб по высоте. Провести срезание верхних частей, используя болгарку, газовый резак или ручную ножовку.
7. Замесить бетонный раствор, армировать сваю не нужно, так как эту функцию выполняет ее внешний корпус. Залить раствор, применяя глубинный вибратор или стальной прут для удаления пузырьков воздуха. Выровнять раствор по верхнему срезу трубы.
8. Приварить оголовки к срезам опор. Делать это нужно внимательно, чтобы обеспечивалось горизонтальное и вертикальное соответствие деталей.
9. Очистить места сварки и спилов от окалины, ржавчины и грязи. Покрыть их защитным покрытием. Дождаться, когда оно полностью высохнет.

Дальнейшие работы можно продолжать сразу, не дожидаясь, пока бетон полностью застынет. На несущие способности опорной системы этот фактор никак не влияет.

Тонкости и технология установки своими руками

Ввинчивание своими руками – тяжелая работа, поэтому лучше использовать технику

При кажущейся простоте технологии монтаж винтовой конструкции имеет ряд особенностей, которые нужно учитывать в процессе проектирования и во время установки.

• Независимо от типа грунта глубина погружения опор должна быть ниже уровня его промерзания. Для средней и южной полосы страны он составляет 150 см. Это предотвратит выдавливание стержней при пучении почвы.
• Расстояние между сваями для каркасного дома берется не более 250 см. Увеличение шага приводит к провисанию бруса, который используется для обустройства основания для стен. Даже железобетонный ростверк со временем может деформироваться.
• Чтобы устанавливать сваи вручную, нужно участие трех человек, не менее. Один отвечает за вертикальное положение опоры, а двое занимаются его вкручиванием.
• Ввинчивание опор — это очень тяжелый процесс, требующий приложения немалых физических усилий. Чтобы его облегчить, нужно увеличить плечо рычага. Стандартно в технологические отверстия сваи вставляется лом. Если его длины недостаточно, на концы насаживаются стальные трубы. Их длина может составлять до 400 см. Обычно длина рычага 3-4 метра. Чем он длиннее, тем меньше усилий придется потратить работникам.
• Нужно сразу установить опору в вертикальном положении. Допускаемое отклонение составляет 1 градус.

При правильно проведенном планировании свайная система способна прослужить до 100 лет при условии нанесения качественного защитного покрытия. Когда здание придет в негодность, винтовые опоры можно выкрутить и найти им дальнейшее применение.

🔨 инструкция по монтажу, необходимый инструмент, агрегаты и приспособления

Общее описание поседовательности установки винтовых свай. Ваши действия после того как свая погружена будут такими…

•  Разметка участка в соответствии с проектом.
• Погружение угловых свай.
• Погружение остальных свай.
• Подрезка по уровню.

Установка винтовых свай вручную — процесс  трудоемкий, и потребует от 3 до 5 рабочих.

ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ВИНТОВЫХ СВАЙ

• При ручном методе погружения используется лом, на который с обеих сторон надевают две полые трубы. Полученную конструкцию применяют как рычаг.
• При машинном методе завинчивание производится с помощью оборудования УПВС с гидравлическим приводом, электрокабестаном. Рабочий элемент удерживает сваю вертикально и передает на нее энергию вращения.

КАКОЙ ИНСТРУМЕНТ ПОТРЕБУЕТСЯ ДЛЯ РУЧНОГО МЕТОДА

Важно! проверьте все по списку, что бы потом ничего не докупать и не искать

ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ УСТАНОВКИ ВИНТОВЫХ СВАЙ

• сваи (в нужном кол-ве)
• оголовки свай
• лом (сечением не менее 30 мм)
• 2 трубы большого диаметра с пазами или отверстиями (для фиксации на сваи болтами) и проушинами для рычагов

 ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ

• уровень (отвес)
• лопата
• болгарка

ИНСТРУКЦИЯ ПО МОНТАЖУ ВИНТОВЫХ СВАЙ

Перед началом работ у вас должен быть:

• проект свайного поля
• уверенность в том что в грунте нет твердой породы и коммуникаций

1. ВЫСТАВЛЕНИЕ СВАИ И НАЧАЛО ВВИНЧИВАНИЯ

В размеченных точках сделайте неглубокие (до 20 см) ямки, чтобы можно было ставить в них наконечники свай. При помощи выбранного вами приспособления и рычагов начинайте ввинчивать сваю, постоянно контролируя ее вертикальное положение. Один следит за сваей, а двое   начинают ее вращать.

2. ОТКЛОНЕНИЕ СВАИ И РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ

Если свая сразу «не пошла», можно слегка углубить ямку (не глубже 50 см) и установив сваю повторно нагрузить ее сверху. Обычно для этого кто-то из помощников повисает сверху на свае, нагружая ее собственным весом, и этого оказывается достаточно. Если что, можно двум человекам повиснуть на рычагах.

Вертикальное положение сваи удерживают в самом начале, потому что позже исправить ее положение будет уже невозможно — тогда сваю придется переустанавливать.

3. СКОРОСТЬ ВВИНЧИВАНИЯ

За один оборот свая погружается примерно на 20 см. Если этого не происходит, значит свая не ввинчивается нормально, и процедуру нужно повторить, немного сдвинув сваю в сторону, вдоль размеченной линии. То же самое приходится делать, если при погружении свая не вошла на нужную глубину, встретив твердое препятствие.

4. ГЛУБИНА ПОГРУЖЕНИЯ СВАИ

Каждая свая должна достичь проектной глубины (до твёрдого грунта), но не менее, чем 1,5 метра. О вхождении в плотный грунт может свидетельствовать деформация металла сваи в местах ее стыковки с ломом или болтами.

5. ВЫРАВНИВАНИЕ

На сваях отметьте горизонтальный уровень на нужной высоте (обычно 50–60 см, если участок ровный) и лишние части срежьте болгаркой. Горизонт лучше всего отмечать оптическим нивелиром. Ни в коем случае не выкручивайте сваи, подгоняя их под уровень!

6. МОНТАЖ ОГОЛОВКОВ СВАЙ

Приварите к сваям оголовки для обвязки брусом. Если намечается строение из другого материала, оголовки можно не приваривать, а сделать обвязку швеллером.

ВИДЕО ИНСТРУКЦИЯ

ЧЕМ ЗАСЫПАТЬ ЯМКИ У ВИНТОВЫХ СВАЙ

• песок
• гравий
• щебень
• грунт
•  При необходимости яму с расположенной в ней сваей бетонируют.

Наши услуги

Наша компания «Богатырь» базируется исключительно на услугахзабивка свай, лидерное бурение, забивка шпунта, а так же статических и динамических испытаниях свай. В нашем распоряжении собственный автопарк бурильно-сваебойной техники и мы готовы поставлять сваи на объект с дальнейшим их погружением на строительной площадке. Цены на забивку свай представлены на странице: цены на забивку свай. Для заказа работ по забивке железобетонных свай, оставьте заявочку.

Технология завинчивания винтовых свай в грунт

Технология применения винтовых элементов сегодня довольно широко развита. Однако в России такие конструкции стали популярны не так давно. В настоящее время они прогрессивно набирают свою популярность, и фундаменты из свай занимают свою законную нишу в современном строительстве. Единственной проблемой для человека, остановившего свой выбор на этих материалах, становится завинчивание винтовых свай в процессе строительства.

На специализированном рынке можно найти модели самых разных размеров, имеющие различную несущую мощность и изготовленные предприятиями разных стран. Важно подробно изучить основные нюансы процесса установки. Только ознакомившись с закономерностями работы, можно приступать к самостоятельному монтажу новых элементов.

Что важно решить в начале работы?

Установка свай

Использование свай – это новейшая прогрессивная технология и для ее успешного применения подходить к процессу нужно со всей серьезностью. Рассмотрим, какие аспекты важны для успешного осуществления процесса:

1. Анализ грунта – конечно, сложно встретить тип почвы, который был бы непригоден для подобных работ. Однако обилие камней и прочих массивных инородных компонентов в почве могут привести к выходу свай из общей линии. В таких ситуациях необходима дополнительная коррекция расположения элементов;
2. Выбор диаметра и длины свай – общеустановленный диаметр свай составляет от 47 до 108 мм. Элементы иных диаметров можно выполнить по индивидуальному заказу. Меньший диаметр применяется при строительстве различных конструкций и заборов. Более мощные модели используют для возведения домов и укреплений различного типа;
3. Инструменты для установки – об этом нужно позаботиться заранее, поскольку в процессе работы необходимое оборудование может понадобиться в любой момент;
4. Проведение разметки – ее необходимо провести особенно тщательно. Для этой цели понадобится шпагат и армированные прутья. От правильно проведенной разметки напрямую зависит качественное выполнение всех последующих действий.

Только после принятия во внимание указанных нюансов можно смело приступать к началу возведения.

Технологические аспекты процесса завинчивания

Ввинчивание сваи

Существует несколько основных вариантов выполнения подобных работ. Завинчивание винтовых свай вручную – самое трудоемкое решение проблемы. На практике такая установка – это сложная последовательность технологических действий. Этот процесс сопряжен с использованием специализированной техники и применением ряда особых умений и навыков.

Самостоятельное завинчивание подразумевает высокую ответственность и множество различных рисков. Наиболее часто такой вариант используют, если речь идет о конструкциях небольшого размера.

Выбирая для себя ручное завинчивание винтовых свай, нужно учитывать ряд определенных моментов:

• При расчете готового фундамента важно учитывать габариты конечной постройки;
• Необходимо тщательно проанализировать тип и основные характеристики грунта;
• Важно рассчитать глубину промерзания почвы;
• Большое значение имеет вероятность подхода грунтовых вод;
• Мощностная нагрузка на сваи определяет их количество и диаметр;
• При необходимости выравнивания свай должен оставаться запас для их подрезки.

После расчета общего количества необходимых материалов можно приступать к началу установки. Первоначально важно провести разметку площадки. Для этого план сооружения разделяют на прямоугольные участки.

Закручивание винтовых свай любым выбранным способом предусматривает изначальную подготовку территории, включающую в себя уборку строительного мусора, подведение электроэнергии и технической воды, подготовку подъездных путей, уборку снега при выполнении работ в холодное время года.

Монтаж винтовой сваи

Ручной метод чаще используют тогда, когда применить специализированную технику нет возможности (не позволяет характер территории или нет подъезда) или если использование таковой в конкретном случае нерентабельно. Чаще это имеет место при возведении фундамента для беседок, строительства бани, забора, дачных домиков. Ручной способ завинчивания предусматривает наличие как минимум двух помощников. Никакое специализированное оборудование при этом не применяется. Единственное приспособление, которое необходимо для работ – это стальной лом или прут, который вставляют в имеющееся в свае отверстие и используют в качестве рычага. При этом сваи устанавливают соответственно проведенным разметкам в строго вертикальном положении. После этого двое помощников берут за концы импровизированного рычага и, продвигаясь по кругу, ввинчивают конструкцию в грунт. Важно, чтобы глубина погружения опоры была не меньше глубины промерзания грунта. Это служит залогом надежности и долговечности конструкции.

Для упрощения самостоятельной установки элементов конструкции можно также использовать подручные инструменты. В частности имеет смысл воспользоваться обыкновенной дрелью. В дополнении к ней понадобится устройство для закручивания болтов на колесах автомобилей (в лексиконе водителей «мясорубка»). Из этих инструментов изготавливается самодельный механизм для завинчивания. При этом к «мясорубке» приваривается дополнительная головка стандартного диаметра, которая и фиксируется к оголовку сваи. Затем, используя крутящий момент дрели, проводится завинчивание элемента в грунт.

Механизм ручного завинчивания, по сути, не представляет собой ничего сложного. Для оптимально точного и удобного монтажа можно предварительно сделать лунки в грунте. При помощи уровня необходимо контролировать смещение сваи в пространстве и своевременно устранять погрешности. В случае разного уровня погружения сваи после окончания работ верхний уровень свай обрезают при помощи «болгарки».

Альтернативные методы установки свай

Установка винтового основания

Однако не все выбирают для себя этот бюджетный, но, тем не менее, довольно трудоемкий способ. Выполнить работу по установке свай можно с аналогичной экономией средств, затратив при этом минимум физических сил. Такое возможно, если использовать редуктор для завинчивания винтовых свай. Механизм функционирования такого устройства чаще гидравлический. В специализированных магазинах можно выбрать как самоходные редукторы с высокой мощностью двигателя, так и модели меньшей мощности, более актуальные для малогабаритного строительства.

Еще одним альтернативным вариантом вкручиванию вручную является применение специализированного бурового оборудования. Такой вариант значительно упрощает процесс, однако он чреват допущением некоторых погрешностей в работе. Выбор вида и мощности используемого оборудования также остается за застройщиком.

Установка для завинчивания винтовых свай может быть довольно компактной. Примером такого оборудования служит УЗС№1. Она легко транспортируется в обычном легковом автомобиле, но при этом обладает достаточной мощностью даже для работы в холодное время года. Монтаж при помощи подобной установки не требует особых навыков, и технически легко выполним с участием одного-двух человек. УЗС1 имеет вращатель гидравлического типа, который устанавливают в основание ствола сваи. Затем данная конструкция фиксируется в определенной точке монтажа и после включения установки свая вкручивается в грунт.

Естественно для монтажа габаритных фундаментов такие установки малопригодны. В таких случаях более оправдано применение более тяжеловесной техники, которая позволяет быстро и надежно устанавливать модели с лопастями больших диаметров. При этом если планируется применение специализированных установок, важно заранее обдумать и подготовить пути подъезда транспорта к строительной площадке.

Если есть техническая необходимость, тяжеловесное устройство для завинчивания винтовых свай может быть установлено на тяжелую грузовую технику, что облегчает его доставку к месту проведения работ. Однако это сопряжено с дополнительными функциональными трудностями и материальными затратами.

Внимание к мелочам – залог успеха!

Кроме технических аспектов ввинчивания свай в грунт для успешного завершения подобных работ необходимо обратить внимание и на ряд нюансов, которые важны для качественного завершения процесса. Для надежности готового фундамента необходимо обеспечить антикоррозионное покрытие той части сваи, которая расположена на границе грунта и воздуха. Типы подобного покрытия также могут быть самые разные. Например, при установке своими руками часто применяют нанесение двух слоев покрытия. Холодная оцинковка и битумная мастика в комплексе обеспечивают максимальную защиту конструкции от коррозии.

Еще одним мероприятием по усилению прочности конструкций считается бетонирование. Эта процедура выполняется методом заливки в просвет свай приготовленного бетонного раствора. После проведения данных действий можно завершать процесс обвязкой конструкции брусом или досками. Однако этот этап несет в себе скорее косметическую функцию и его выполнение зависит от индивидуальных пожеланий строителя, как и выбор собственно метода завинчивания.

Любая электромашина, безусловно, делает процесс установки проще и быстрее. Однако следует учитывать погрешности при работе техники, затраты на ее обслуживание и наличие дополнительных навыков при использовании специального оборудования.

Винтовые сваи – новейшая технология в современном строительстве

Сегодня применение винтовых свай – это не дань новомодным тенденциям, это проверенная и отработанная технология, позволяющая максимально надежно и просто создавать качественные конструкции.

Правила завинчивания подобных элементов отработаны на примере многочисленных объектов гражданского, военного и промышленного строительства. Винтовые фундаменты несут в себе огромную материальную выгоду для застройщиков, что делает их особенно актуальными в условиях современной экономики. Практичность и прочность данных конструкций выводит их на достаточно высокий уровень использования практически во всех отраслях строительства.

При этом вопрос выбора способа монтажа остается прерогативой каждого человека. Завинчивание винтовых свай машиной, как и установка их вручную имеет свои особенности, преимущества и недостатки. Поэтому в каждой определенной сфере предпочтителен свой способ установки. Однако независимо от выбранного метода монтажа бесспорными остаются надежность, прочность и немалая экономическая выгода винтовых свай.

Пошаговая инструкция по установке и монтажу винтовых свай

Для получения надежного фундамента, важен не только правильный выбор труб, но и монтаж винтовых свай с соблюдением технологии. Он выполняется только после предварительной подготовки, которая включает в себя:

• пробное бурение почвы;
• проведение расчетов;
• выбор свай нужного диаметра и длины;
• составление плана разметки участка.

До начала монтажа необходимо обратить внимание на качество свайных опор. Они должны быть произведены в фабричных условиях, иметь антикоррозийное покрытие и сталь высшей пробы в качестве основного материала. Важно подбирать их в соответствие с особенностями грунта и будущего строения.

Способы монтажа винтовых свай

Выбор способа монтажа винтовых свай зависит от финансовых возможностей, наличия подъездных путей, расположения свайного фундамента, типа грунта и времени года. Если подъезд к участку затруднен или установка свайных изделий планируется в воде, подойдет исключительно ручной метод. В ситуации, когда требуется монтировать фундамент максимально быстро, лучше прибегнуть к механическому способу. Мы рассмотрим особенности тех и других вариантов установки.

Стоит учитывать, что даже при выборе определенного способа монтажа есть множество видов инструмента, который можно использовать в работе. В любом случае это должен быть профессиональные приборы, а не бытовые приспособления, который не смогут обеспечить достаточную точность и надежность установки.

Ручной монтаж

Для ручного монтажа винтовых свай приобретается специальный инструмент или лом, а также металлические пруты, которые продеваются сквозь механические отверстия и применяются, как рычаги для вкручивания. Еще в качестве надежного рабочего приспособления, позволяющего оптимально распределить нагрузку при установке, используют монтажный оголовок. Он надевается непосредственно на изделие и фиксируется при помощи штыря, имеет две рукоятки для ввинчивания опор.

Среди преимущества ручного метода можно выделить:

• использование в любых условиях – при отсутствии подъезда, проведении работ в воде;
• невысокую стоимость – экономия на аренде техники;
• возможность выполнения монтажа свай своими руками;
• минимальный набор инструментов, требуемый для реализации работ.

Использование такого метода актуально для любых построек, но он имеет свои недостатки. В отличие от механизированной установки на ручное закручивание уходит гораздо больше времени. Также при таком монтаже сложнее контролировать вертикальность свайной трубы. Погрешность может быть достаточно большой, и ее необходимо постоянно проверять с помощью специального прибора. Если грунт достаточно плотный, во время работ могут возникнуть трудности, вплоть до невозможности полного ввинчивания труб на нужную глубину.

Механический монтаж

Механический монтаж винтовых свай предполагает использование специальной техники – бурильных установок на автомобильном шасси. В этом случае перед началом выполнения работ участок освобождается от мусора, корней кустарников и деревьев, создается зона для подъезда техники.

С помощью данного метода установка свайных столбов происходит в несколько раз быстрее, чем при ручной работе. Кроме того, техника позволяет завернуть ленточный столб даже в самый плотный грунт благодаря хорошему вращательному моменту. Стоит отметить, что при использовании усиленных свай или конструкций с большим диаметром сложно обойтись без бурильной установки, поскольку для ручного вкручивания нужно прикладывать очень много усилий.

Самым главным недостатком механической установки является высокая стоимость, но если такие расходы заложены в бюджет, то можно смело отдавать предпочтение данному способу монтажа. Также стоит учитывать, что на некоторых участках могут возникнуть проблемы с подъездом техники в отсутствии асфальтированной или расчищенной дороги.

Инструкция по монтажу свай

Вне зависимости от метода установки, при монтаже винтовых свай необходимо следовать определенной инструкции. Для каждого из способов она имеет свои отличительные особенности.

Также следует учитывать технические характеристики опорных свай. Чем больше диаметр изделия, тем выше вероятность использования специальной техники. Она имеет существенные отличия и подбирается специалистами, которые будут заниматься установкой.

Ручная установка

Монтаж ручным способом начинается с подготовки неглубоких ям в местах будущего размещения опор, предварительно отмеченных специальными колышками во время разметки фундамента. Углубления обычно выполняются с помощью лопаты или специального бура.

Следующим этапом монтажа винтовых свай является установка в готовые ямы лопастных опор и их постепенное закручивание по часовой стрелке. Как правило, для выполнения этой процедуры используется три человека, два из них вкручивают свайное изделие с разных сторон, а третий проверяет вертикальность установки.

Сваю необходимо закручивать до ее полной установки и попадания в плотные слои грунта. По завершению процедуры вертикальность конструкции проверяется еще раз с помощью специального инструмента – металлической рулетки, отвеса или нивелира.

Механическая установка

Перед началом монтажа винтовых свай готовится площадка для установки. После этого в зависимости от финансовых возможностей, наличия подъезда к участку и других факторов выбирается подходящая техника. Чаще всего используется специальное оборудование, которое включает в себя колесную платформу, опорную систему, рабочий инструмент, который устанавливается на сваю, обеспечивая ее вкручивание, а также пульт управления.

Установка опоры механическим способом включает в себя следующие этапы:

• подготовка места монтажа опоры;
• закрепление рабочего инструмента на свае;
• подъем трубы с закрепленным вращателем и установка в точке монтажа;
• запуск процесса ввинчивания изделия;
• контроль скорости установка и вертикального расположения сваи.

Благодаря усилию, которая техника передает свайной опоре, ее монтаж проходит максимально быстро. При этом для фундамента можно использовать изделия диаметром от 79 мм и с усиленной конструкцией.

Механическая установка свай может происходить при задействовании всего двух человек. Один из них управляет оборудованием, а второй контролирует уровень отклонения опоры при погружении в землю. При таком способе монтажа даже сильные морозы не станут препятствием, потому что мощность техники позволит без проблем закрутить лопастную трубу в промерзшую почву.

Обрезка свай и бетонирование

После того, как метод монтажа винтовых свай был выбран, а конструкции установлены, наступает этап их дальнейшей подготовки к использованию в качестве фундамента. Первое, что необходимо сделать – проверить вертикальность расположения опор и сделать на них отметки для обрезки по нужной высоте. Обычно срезается верхняя часть изделия с технологическими отверстиями – не менее 15 см.

Следующим шагом, который позволит защитить изделия от коррозии, является их бетонирование. Для этого используется цементный раствор, который заливается внутрь трубы, защищая ее от проникновения воздуха, который и вызывает разрушение металла. Кроме того, с помощью бетона повышается прочность опоры и ее устойчивость к деформации в почве.

Когда сваи забетонированы и обрезаны по нужной высоте, к ним привариваются металлические оголовки для дальнейшей установки дома или любых других конструкций. Чтобы усилить надежность фундамента, зачастую используется обвязка с помощью различных материалов – стальной уголок, швеллер, двутавр, деревянный брус.

Монтаж винтовых свай: способы и порядок установки

Способы установки свай

Для любого свайного фундамента основополагающим моментом его надежности будет являться расчет необходимого диаметра, высоты и количества свай, которые будут погружены в землю и держать на себе дом. Также следует не забывать, что монтаж винтовых свай необходимо осуществлять в строгом соответствии с технологией.

Итак, как было сказано, существует два способа монтажа такого фундамента:

1. вручную, с помощью подручных приспособлений, которыми сваи вкручиваются в землю мускульной силой;
2. механический, когда для устройства фундамента используется специальная техника, с помощью которой столбы вкручиваются в землю.

Каждый способ будет иметь свои особенности, но выбор будет в первую очередь зависеть от наличия финансовых средств.

Подготовительные работы

Свайный фундамент требует к себе особого внимания, так как неправильный монтаж его элементов может привести к разрушению конструкции всего дома. Поэтому алгоритм подготовительных работ необходимо знать четко ему следовать.

1. Определиться с технологией. Если она будет осуществляться своими руками, то слишком длинные сваи не подойдут для этого. Если же установка будет осуществляться с помощью буронабивных установок, то необходимо будет заранее обеспечить свободный подъезд техники к месту монтажа.

2. Создание чертежа будущего строения, подготовка сметы расчет количества свай и других материалов. Сваи должны располагаться под каждым углом, а также в местах пересечения несущих и внутренних стен дома. Шаг между ними не должен превышать 1-3 метров, в зависимости от веса конструкции.

3. После того, как готова смета, нужно подготовить участок, где будет располагаться сооружение, и приступать к работам.

Технология установки свай своими руками

Технология монтажа буровых свай вручную предусматривает наличие небольшой строительной бригады. Обычно это 4-5 рабочих в зависимости от глубины бурения, диаметра и высоты свай.

Начинается же все с расчистки земельного участка. Это важный этап перед установкой свай, проводимый следующим образом. Участок зачищается с помощью садовой техники, выравнивается монтажным уровнем. Затем с него убираются все бугры и ямки, делается ровная поверхность. На ней необходимо подготовить разметку под сваи. Она может быть сделана с помощью маячков, ну или простыми углублениями в грунте. После этого можно приступать к ввинчиванию.

Перед ввинчиванием сваи нужно дополнительно обработать антикоррозийным или гидроизоляционным слоем. Некоторые скажут, что процесс их производства предусматривает нанесение специального защитного слоя, но при ввинчивании в твердую почву оцинковка или антикоррозийное покрытие, нанесенное при их производстве, может стереться или повредится. Поэтому в смету расходов обязательно нужно внести битумную мастику и обработать ей в два слоя каждую сваю.

Технология установки свай своими руками будет следующая:

1. Выкапывается небольшая ямка, в которую устанавливается свая. В ее ушки продеваются металлические пруты (или лом). По два человека с каждой стороны, начинают ее вкручивать в грунт. В это время еще один человек постоянно контролирует вертикальный вход сваи в землю. Такой способ включает в себя одну особенность, связанную с допустимым наклоном сваи от своей оси в 1-2 сантиметра.
2. После того, как первая угловая свая установлена, начинается монтаж второй угловой. Первые столбы ставятся именно по углам сооружения. Когда второй столб вкручен, между ними кладется ровный уголок или швеллер, с помощью которого осуществляется проверка, на одном ли уровне они стоят. Это тоже важное техническое требование, т.к. от этого зависеть ровность ростверка и цокольного этажа (если такой планируется), а также устойчивость всего дома.
3. Когда углы выровнены, можно приступать к монтажу остальных свай, которые должны быть тоже на уровне угловых. Бывают случаи, когда столб упирается в твердый предмет. Если это происходит на глубине 1,5-2 метра, то бурить дальше не нужно (достигнута глубина промерзания). Если меньше, то мешающий предмет придется выкопать.

Технология установки свай механическим способом

Установка винтовых свай механическим способом, предусматривает ввинчивание их с помощью специальных буронабивных приспособлений.Происходит это следующим образом. После подготовки участка, откуда убирается весь мусор, выкорчевываются деревья, пни, выравниваются бугры и ямы. К нему подвозят буронабивное приспособление.

Свая устанавливается в технологическое отверстие, буронабивная техника начинает вкручивать ее в землю на необходимую глубину. Происходит контроль глубины погружения, а также вертикальность.

Такой вариант очень быстрый, но у него есть один минус. Буронабивные приспособления стоят дорого, даже если их брать в аренду. Но плюсов у буронабивной техники еще больше. Поэтому в общей смете, если решено привлекать буронабивную технику, на это должны быть заложены средства.

Сваи также должны быть обработаны мастикой.

Особенности металлических винтовых свай

Они производятся из пустотелых металлических труб, состоят из основания и острия, на котором располагаются винтовые волны. Поверх навариваются специальные ушки для крепления бурового инструмента, либо металлических прутьев, для последующего ввинчивания.

Технология их производства также предусматривает возможность наваривания площадок под ростверки или заливания бетона в полость трубы. Также в процессе производства сваи покрываются антикоррозийными материалами, либо покрытиями (например, цинк).

Создание ростверка

Приваривание к сваям специальных площадок и хомутов под последующий ростверк, следующего элемента общей фундаментной конструкции. Это дает возможность для создания прочного основания под пол. Его можно зашить сайдингом и утеплить.

Существует три вида ростверка.

• Бетонный.
• Деревянный.
• Металлический.

В первом случае он создается путем монтирования деревянной опалубки, которая будет опоясывать все сваи, армирования из металлической арматуры, заливания бетона. В основном применяется для возведения промышленных и тяжелых конструкций. Цокольный этаж, обделанный сайдингом, под такую конструкцию не подойдет. Кроме этого, смета строительства увеличится в несколько раз.

Во втором случае ростверк делается из деревянных брусков, так называемых лагов. Данная конструкция не такая прочная, как бетонная, но хорошо подойдет под цокольный этаж деревянного или каркасного дома, поскольку на нее будет легко наносить сайдинг. В смету лучше сразу включить такие материалы как сайдинг и утеплитель с брусами под обрешетку. Это самый распространенный способ под любое частное строительство.

Третий вариант предусматривает создание мощной конструкции под тяжелый дом. Соорудить цокольный этаж в данном случае можно, но для отделки его сайдингом и утеплителем понадобятся дополнительные материалы, из которых будет создаваться внешняя конструкция, на которую уже и будет крепиться обрешетка под сайдинг.

Самым оптимальным способом является вариант, связанный с созданием ростверка из дерева. На него материал можно будет легко крепить сайдинг и утеплитель, предварительно сделав обрешетку.

Как соорудить цокольный этаж

Самый легкий способ — это приобрести столбы высотой 3,5-4 метра. При стандартной почве они будут углублены на 1,5-2 метра, а выглядывать из земли на 2,5-3 метра. Этого будет достаточно. Затем между столбами, помимо ростверка, создается металлический каркас, к которому можно прикрепить деревянные плиты или каркасные панели.

С внешней стороны они закроются утеплителем и зашьются сайдингом, а с внутренней — будут отделаны специальными материалами. Пол такого помещения придется бетонировать на глубину 30-40 сантиметров, что станет дополнительным креплением и ребром жесткости для свай.

Итак, установка винтовых свай не представляет особых трудностей. А стоимость таких работ будет напрямую зависеть от способа бурения и выбранного типа ростверка.

Видео по теме

Винт | компонент машины | Britannica

Винт , в машиностроении, обычно круглый цилиндрический элемент с непрерывным спиральным выступом, используемый либо как крепежный элемент, либо как модификатор силы и движения.

Британская викторина

Гаджеты и технологии: факт или вымысел?

В цифровых фотоаппаратах используется пленка.

Хотя пифагорейский философ Архит из Тарента (V век до нашей эры) является предполагаемым изобретателем винта, точная дата его первого появления в качестве полезного механического устройства неясна. Хотя изобретение водяного винта обычно приписывают Архимеду (3 век до н. Э.), Существуют свидетельства того, что подобное устройство использовалось для орошения в Египте в более раннее время. Винтовой пресс, изобретенный, вероятно, в Греции в I или II веке до нашей эры, использовался для глажки одежды со времен Римской империи.В I веке нашей эры деревянные винты использовались в прессах для винных и оливковых масел, а также использовались резаки (метчики) для нарезания внутренней резьбы.

На рисунке, который показывает основные типы винтов и головок винтов в современном использовании, колпачковые и крепежные винты используются для зажима деталей машины вместе, либо когда одна из деталей имеет резьбовое отверстие, либо вместе с гайкой. Эти винты растягиваются при затягивании, и создаваемая растягивающая нагрузка сжимает детали вместе. Крепежные винты имеют различные типы головок, большинство из которых имеют шлицы под отвертку.Их размер меньше, чем у болтов и винтов с головкой под ключ.

Винты и головки винтов Винты и головки винтов (A) Винт с головкой, (B) крепежный винт с овальной головкой, (C) установочный винт с полой головкой, (D) саморез, (E) с плоской головкой шуруп для дерева, (F) крепежный винт с головкой Phillips, (G) винт с растяжкой. Encyclopædia Britannica, Inc.

Установочный винт на рисунке входит в резьбовое отверстие в одном элементе; при затягивании чашеобразное острие вдавливается в ответный элемент (обычно вал) и предотвращает относительное движение.Установочные винты также бывают с коническими и цилиндрическими точками, которые подходят к соответствующим отверстиям, и с шлицевыми и квадратными головками.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской.
Подпишитесь сегодня

Шпилька — это стержень с резьбой на обоих концах. Он постоянно ввинчен в один элемент и зажат гайкой на другом конце.

Саморезы образуют или нарезают сопрягаемую резьбу в таких материалах, как металлы, пластмассы, стекловолокно, асбест и пропитанная смолой фанера, когда они забиваются или вкручиваются в просверленные или полые (литые) отверстия.Саморез на чертеже образует резьбу, перемещая материал рядом с пилотным отверстием так, чтобы он обтекал винт. Самонарезающие винты имеют режущие кромки и полости для стружки, которые создают сопрягаемую резьбу за счет удаления материала.

Шурупы по дереву бывают самых разных диаметров и длин; при использовании больших размеров просверливаются пилотные отверстия, чтобы избежать раскалывания древесины. Стяжные шурупы — это большие шурупы по дереву, которые используются для крепления тяжелых предметов к дереву. Головы бывают квадратными или шестиугольными.

Винты, изменяющие силу и движение, известны как винты с приводом. Шуруповерт преобразует крутящий момент (крутящий момент) в тягу. Тяга (обычно для подъема тяжелого предмета) создается поворотом винта в неподвижной гайке. Используя длинный стержень для поворота винта, небольшое усилие на конце стержня может создать большую осевую силу. Столы для заготовок на станках линейно перемещаются по направляющим винтами, которые вращаются в подшипниках на концах столов и сопрягаются с гайками, закрепленными на раме станка.Подобное преобразование крутящего момента в усилие может быть получено либо путем вращения фиксированного в осевом направлении винта для приведения в движение фиксируемой во вращении гайки вдоль винта, либо путем вращения фиксированной в осевом направлении гайки для пропуска винта с фиксированным вращением через гайку.

.

Рабочий механизм группы свай с различным шагом свай в плотном песке

Между группой свай и грунтом существует сложный механизм взаимодействия. Для детальной реализации механизма передачи нагрузки между сваями и грунтом была исследована картина разрушения групп свай, установленных в плотном песке, с учетом различного расстояния между сваями с помощью лабораторных испытаний экспериментальной модели и метода трехмерных дискретных элементов. Результаты показали, что узкое расстояние между сваями было благоприятным для развития сопротивления кончика сваи, и это улучшило несущие характеристики свайной группы на начальной стадии осадки.Расстояние между сваями изменило картину сопротивления вала за счет модификации механизма энергии деформации, выделяемой в недрах. Группа свай с шагом 6 b имела более высокую эффективность составной группы. Под вершиной сваи для свайной группы образована совместная веерообразная зона смещения с шагом 3 b ; этот свайный фундамент представлял собой механизм разрушения блоков. Вытеснение песка под крышкой для группы свай с расстоянием между сваями 6 b в основном расположено в верхней части свай, смещение песка по обеим сторонам свай было асимметричным, и образовалась относительно независимая веерообразная зона вытеснения. под кончиком ворса.

1. Введение

Свайные группы широко используются в качестве глубокого фундамента для повышения устойчивости жилого дома, опоры электропередачи, буровой платформы и некоторых других типов инфраструктуры. Многие исследователи изучали несущую способность, осадки, характер отказов и механизм передачи нагрузки свайной группы с помощью теоретического анализа, модельных испытаний и численного моделирования, и они также достигли значительного прогресса [1–3]. Однако группа свай представляет собой сложную систему подконструкции, и ее исследования включают множество факторов, таких как передача нагрузки, общая осадка, расположение свай и геологические условия.Взаимодействие свайной группы и грунта требует дополнительных научных исследований посредством применения теоретической концепции, экспериментального, численного моделирования или комбинации различных методов [4–6].

При изучении взаимодействия группы свай и грунта учет несущей способности грунта и свай тесно связан с деформацией грунта и свай и микромеханическими свойствами грунта. Традиционными методами измерения деформации грунта являются метод пунктуации и метод сетки в модельных испытаниях [7, 8], которые подходят для измерения больших деформаций грунта.Количество точек наблюдения ограничено, а диапазон измерения деформации — локальный. В последние годы для изучения характеристик отдельных свай и групп свай были внедрены рентгеновская компьютерная томография, велосиметрия изображений частиц (PIV) и цифровая корреляция изображений (DIC), что обеспечивает новые способы анализа несущей способности и деформации. поведение свайного фундамента [9–11]. Например, рентгеновская компьютерная томография использовалась для изучения поля смещения грунта вокруг открытых трубных свай во время проходки [12].Синтетический прозрачный грунт был принят для визуализации взаимодействия сваи и грунта, и обсуждалось вертикальное и горизонтальное смещение грунта, вызванное последовательностью установленных свай [13]. Влияние шага свай на несущую способность свайной группы и деформацию грунта вблизи вершины сваи анализировали с помощью технологии PIV [14, 15].

С увеличением вычислительной мощности технология численного моделирования кода потока частиц на основе метода дискретных элементов (DEM) была применена в исследовании микромеханизма свайного фундамента.Например, Дуан и др. [16] использовали метод дискретных элементов для сравнения и анализа характеристик несущей способности монолитных и забивных свай, и было обнаружено, что различные модели распределения сопротивления вала и сопротивления наконечника, а забитая свая продемонстрировала лучшие характеристики подшипника. в испытании на нагрузку сваи. Эль-Шами и Эльмекати [17] использовали метод соединения DEM-FEM для моделирования характеристик осадки и передачи нагрузки свайного фундамента. Чжоу и др.[18] использовали PFC2D для изучения микромеханического поведения частиц грунта вокруг свай и обнаружили, что механизм сопротивления вала свай в группе свай отличается от одиночной сваи.

Однако в существующей литературе исследования закономерностей прогрессивного развития деформации грунта под крышками свай и между сваями были недостаточными. Двухмерная модель с дискретными элементами была лишь приблизительной проверкой рабочих характеристик свайной группы, а внутренний механизм взаимодействия свайной группы и грунта до конца не изучен.В этой статье мы разработали устройство для геотехнических испытаний и применили метод испытаний на бесконтактную деформацию для изучения характеристик подшипника, поля вытеснения песка и поля деформации сдвига групп свай с различным шагом свай. Результаты испытаний были подтверждены трехмерной моделью дискретных элементов, которая использовалась для изучения характеристик передачи нагрузки группы свай и закона изменения напряжения песка.

2. Метод корреляции цифровых изображений

DIC — это типичный метод распознавания образов и бесконтактного измерения деформации, который используется в велосиметрии изображения частиц, отслеживании частиц, спекл-велосиметрии и других экспериментальных методах [19].Камера получила серию тестовых изображений и преобразовала их в серые изображения. Серые изображения, сделанные до и после деформации почвы, разбиты на множество опросов. Запрос до деформации согласовывался с серым изображением после деформации, и положение запроса после деформации определялось в соответствии с пиковым коэффициентом корреляции; таким образом, может быть получено смещение опроса. Полное поле смещения можно определить, выполнив аналогичные операции для всех запросов.Некоторые исследователи использовали метод DIC для измерения деформации грунта и успешного достижения надежных результатов в инженерно-геологических исследованиях [20, 21]. Стандартная корреляционная функция, C , была задана как где x и y — это измерения в области опроса, а I ₀ и I ₁ — интенсивности серой шкалы двух изображений по сравнению (Изображение 0 и Изображение 1 соответственно).

Точность метода DIC контролируется разрешением пикселей цифровой камеры и методом вычисления субпикселей.Субпиксельная точность может быть достигнута с помощью гауссовой аппроксимации области, ближайшей к пику. Подробности этого метода анализа можно найти в [11, 22, 23]. В этом исследовании метод DIC, запрограммированный с помощью процедуры MATLAB, использовался для расчета смещения песка во время процесса загрузки. Наименьший размер окна запроса, использованный в этом анализе, составлял 64 пикселя на 64 пикселя, чтобы получить больше данных поля смещения. Чтобы проверить надежность и точность метода DIC, было снято изображение песка, и оно было искусственно сдвинуто на 3 пикселя в горизонтальном и вертикальном направлениях, а затем смещение изображения до и после сдвига было рассчитано программой DIC.Статистические результаты показали, что среднее смещение составило 2,938 пикселей, а стандартное отклонение — 0,022 пикселя. Результаты расчетов хорошо согласуются со значениями миграции.

Пиксельное смещение необходимо преобразовать в смещение пространства модели. Фиксированные точки маркера были установлены на передней рамке контейнера вместе с горизонтальным и вертикальным направлениями, можно получить значения пикселей, занятые соседними точками маркеров, а затем можно определить фактическую длину каждого пикселя.В этом эксперименте расстояние между точками горизонтальных маркеров составляло 1000 мм, а соответствующее количество пикселей составляло 3144, поэтому соответствующий коэффициент преобразования составлял 0,318 мм / пиксель.

На основе концепции четырехугольного элемента представлен метод расчета, основанный на режиме смещения, для определения деформации в центре элементов [24, 25], а максимальная деформация сдвига рассчитывается с использованием следующего уравнения: где и — компоненты деформации в направлении X и Y соответственно, а — деформация сдвига.

3. Экспериментальная установка и методика испытаний

3.1. Расчет с коэффициентом подобия

Для испытаний статической модели основными показателями подобия являются геометрическое подобие, подобие напряжений, подобие деформаций, подобие смещений, коэффициент Пуассона, объемная плотность, подобие граничных условий и т. Д. Практически невозможно удовлетворить все вышеуказанные аналогичные условия, особенно аналогичные условия отказа механизма испытания. Как правило, основные аналогичные индексы выполняются, в то время как требования к другим индексам смягчаются.В этом модельном испытании требованиями подобия модели и прототипа являются геометрическое подобие, подобие граничных условий и сходство основных физических параметров. В этой статье в качестве модельного грунта используется местный песок, а в качестве материала модели свай — бетон. Согласно теории подобия, коэффициент геометрического подобия составляет 1: 20. Сходство материалов, таких как сила тяжести, угол внутреннего трения и модуль упругости, составляет 1: 1, а безразмерные параметры, такие как деформация и коэффициент Пуассона, равны 1: 1.

3.2. Экспериментальная установка

Экспериментальная установка в этом исследовании состояла из модельного контейнера, загрузочной рамы, системы сбора данных, цифровой камеры и компьютера, как показано на рисунке 1. Прозрачный контейнер имел внутренний размер 1000 (длина) × 1000 ( ширина) × 1000 (высота) мм, со смотровым окном из закаленного стекла по длинной стороне, позволяющим изучать смещение песка; таким образом, можно наблюдать процесс деформации [22, 26]. Для создания жесткого граничного условия закаленное стекло толщиной 36 мм надежно фиксировалось с емкостью через ограничительное устройство.Остальные три стороны и дно контейнера были сварены стальными пластинами, толщина стального листа составляла 10 мм. Поэтому в этой статье не следует рассматривать влияние деформации контейнера на результаты испытаний. Хотя закаленное стекло было гладким, между стеклом и почвой действительно было трение. Что касается методов испытаний, тефлоновый лист и силиконовое масло могут уменьшить трение между землей и стеклом [14, 27]; в этом испытании на поверхность стекла был нанесен слой силиконового масла, чтобы минимизировать влияние межфазного трения на перемещение частиц песка.

Нагрузочная рама использовалась для приложения вертикальной нагрузки к группам свай, состоящим из винтового подъемника и датчика нагрузки с максимальной грузоподъемностью 50 кН. Датчик нагрузки соединялся с винтовым подъемником с помощью болтов, а нижняя часть датчика нагрузки контактировала с крышкой через шарнир шарнирной формы. Два электронных датчика перемещения с разрешением 0,025 мм располагались симметрично на вершине колпачка, и их средние значения были приняты за базовые расчетные значения.Индикаторы статического сопротивления деформации Dh4818 и Dh4816 были объединены для записи данных вертикальной нагрузки и осадки. Цифровая камера с разрешением 3872 × 2592 пикселей от Nikon в Японии была настроена на получение серии изображений песка под крышками при приложении нагрузки.

Модель квадратной сваи была составлена ​​из мелкозернистого каменного бетона (C30) с длиной стороны ( b ) 30 мм и длиной ( L ) 600 мм. Колпак был изготовлен из стальной пластины толщиной 50 мм, сваи и колпаки соединялись закладными деталями.По предположению Аршада и др. [28] и Houda et al. [29] установка свай представляла собой вертикально-симметричный процесс, а установка полумодельной группы свай дает столь же точный результат. Полумодельные свайные группы с шагом 3 b и 6 b были закопаны в песчаный грунт в качестве буронабивного свайного фундамента [18, 29] и помещены напротив закаленного стекла модельного контейнера, как показано на рисунке 2.

3.3. Свойства песка

Сухой песок ( D ₅₀ = 0.63 мм) использовался в этих лабораторных экспериментах; кривая распределения по размерам представлена ​​на рисунке 3. Как предложено в [14, 18, 26], модельный песок был наслоен в контейнер, и вес песка для каждого слоя был рассчитан в соответствии с относительной плотностью, максимальным коэффициентом пустотности, минимальный коэффициент пустотности, удельный вес и объем каждого слоя. С помощью легкого уплотнителя песок неоднократно утрамбовывался, пока поверхность песка не достигла проектной высоты. Было обнаружено, что сухой песок дает достаточную текстуру для измерения деформации почвы с помощью метода DIC [30].Физические свойства песка приведены в таблице 1.

Как предложено в [31–33], когда диаметр сваи был в 20 раз больше среднего размера почвы, расстояние между стороной сваи и жесткой границей было более чем в 10 раз больше диаметра сваи, и влияние граничных условий на результаты испытаний было приемлемым. Отношение ширины ворса к D ₅₀ составило 48, а отношение ширины модельного контейнера к ширине ворса — 16.7, что согласуется с размерными условиями, использованными во многих предыдущих экспериментальных исследованиях. Кроме того, наименьший граничный эффект был подтвержден в последующих результатах полевых испытаний смещения.

3.4. Процедура испытаний

Глубина заделки модельных свай составляла 600 мм от вершины сваи до поверхности грунта. Послойно насыпали песок в емкость. Когда песок накапливался ниже дна свай, сваи модели помещались на поверхность песка близко к закаленному стеклу и фиксировались горизонтальной опорой; в дальнейшем вертикальность модельных свай контролировалась молотком и горизонтальной линейкой.Продолжайте послойное заполнение, и после заполнения до верха сваи модели крышка и сваи прочно соединились. После некоторого времени простоя он перешел на этап загрузки и сбора цифровых изображений.

Во-первых, цифровая камера была расположена примерно в 500 мм от модели контейнера, а ее оптическая ось была перпендикулярна контейнеру. Цифровая камера была установлена ​​в ручной режим и управлялась с помощью телеоборудования [32], а затем фокусное расстояние и источник света были отрегулированы для получения наилучшего качества изображения.Во-вторых, система сбора данных была подключена к ПК и активирована. В-третьих, группа свай вдавливалась в песок ручным поворотом шнекового элеватора, режим нагружения — контроль деформации [18, 34], скорость нагружения 0,2 мм / мин. Наконец, серия цифровых изображений, сжимающих нагрузок и данных осадки фиксировалась камерой и ПК на каждом этапе осадки. Цифровые изображения, полученные с испытательной площадки, показаны на рисунке 4.

4. Анализ экспериментальных результатов

4.1. Кривые «нагрузка-оседание»

Кривые «нагрузка-оседание» для групп свай с разным шагом свай показаны на рисунке 5, где Q и S — нагрузка и осадка на крышке, соответственно. При осадке S менее 3,6 мм кривые осадки свайных групп практически перекрываются, что свидетельствует о том, что изменение шага свай на начальной стадии осадки мало влияет на несущую способность свайного фундамента. После расчета S превышает 3.6 мм кривые нагрузка-расчет начинают раздваиваться. При осадке S = 10 мм нагрузка на заглушки с шагом 3 b и 6 b составляет 7,77 кН и 8,79 кН соответственно, а несущая способность группы свай — 6 b шаг свай явно выше, чем при 3 b шаге свай. С увеличением осадки несущая способность свайной группы с шагом свай 6 b увеличивается быстрее, чем свайная группа с шагом 3 b , и свайный фундамент имеет более медленное падение.

.