Винтовые сваи , иногда называемые винтовыми сваями , винтовые опоры , винтовые анкеры , винтовые фундаменты , винтовые сваи , винтовые опоры или винтовые анкеры, представляют собой стальные ввинчивающиеся сваи и систему анкерного крепления к земле, используемую для строительства глубоких фундаментов . Винтовые сваи обычно изготавливаются из высокопрочной стали [1] с использованием трубчатых полых секций различных размеров для вала сваи или анкерного стержня.
Свая вал передает структуру нагрузки «сек в кучу. Винтовые стальные пластины привариваются к стволу сваи в соответствии с предполагаемыми условиями грунта. Спирали могут быть штампованы с заданным шагом или просто состоять из плоских пластин, приваренных с заданным шагом к валу сваи. Количество спиралей, их диаметр и положение на стволе сваи, а также толщина стального листа определяются комбинацией следующих факторов:
- Требуемая расчетная нагрузка комбинированной конструкции
- В геотехнических параметров
- Параметры экологической коррозии
- Минимальный расчетный срок службы поддерживаемой или удерживаемой конструкции.
Стальные валы валов с винтовыми сваями подлежат расчетным параметрам и нормам строительных норм и правил региона производства.
Спирали, приваренные к стальному валу, также называются «винтовыми витками» или просто «витками» и могут различаться по размеру в зависимости от состояния поверхности.
Между винтовыми анкерами, винтовыми сваями и винтовыми опорами есть несколько различий, хотя эти термины часто используются как синонимы. Винтовые анкеры состоят из выдвижного стального вала с косозубыми опорными пластинами. Слои или опоры относятся к прочным базовым элементам, которые выдерживают или передают вертикальные / горизонтальные нагрузки. Анкеры - это сваи, которые используются только в приложениях с натяжением, таких как удерживающие стенные анкеры или вертикальные грунтовые анкеры, предназначенные для сопротивления опрокидывающим силам.
Установка [ править ]
Винтовые сваи вкручиваются в землю, как шуруп в дерево. Винтовые сваи устанавливаются с помощью различной землеройной техники, оснащенной поворотным гидравлическим навесным оборудованием. Машины варьируются от салазок разворота погрузчиков до 5 т через 80 тонных экскаваторов . Роторные гидравлические силовые агрегаты с крутящим моментом от 5000 до 500000 Нм устанавливаются по индивидуальному заказу с использованием стрелы различной конфигурации. Винтовая свая к машине крепится специальными насадками привода. Правильные методы установки имеют первостепенное значение для достижения расчетных расчетных нагрузок и расчетов. Неправильная техника может привести к снижению общей производительности сваи.
Развитие [ править ]
Винтовые сваи были впервые описаны ирландским инженером-строителем Александром Митчеллом в статье, опубликованной в журнале Civil Engineer's and Architects Journal в 1848 году, однако к тому времени винтовые сваи использовались уже почти десять лет. [2] Винтовые фундаменты впервые появились в 1800-х годах в качестве свайных фундаментов для маяков [3] и широко использовались для строительства пирсов в гаванях. В период с 1850-х по 1890-е годы на восточном побережье США с помощью винтовых свай было возведено более 100 маяков на винтовых сваях. Изготовленные из литого или кованого железа, они имели ограниченную несущую способность и способность к растяжению.
Совсем недавно была разработана и запатентована композитная технология для использования в небольших винтовых сваях. Композиты обладают значительными преимуществами перед сталью при изготовлении малых винтовых свай и в установочных характеристиках.
Современное использование и преимущества [ править ]
Фундаменты на винтовых сваях широко используются, и их применение распространилось от маяков до железных дорог, телекоммуникаций, дорог и многих других отраслей, где требуется быстрый монтаж или строительные работы проводятся рядом с существующими конструкциями.
Установка на винтовых сваях также распространилась на жилые помещения, и многие домовладельцы предпочитают фундамент на винтовых свах другим вариантам. Некоторые распространенные применения для фундаментов со спиральными сваями включают жилые настилы, навесы, цементные подушки, готовые лестницы и профилированные балки. [4]
Современная конструкция винтовых свай основана на стандартных конструктивных и геотехнических принципах. Разработчики винтовых свай обычно используют собственное программное обеспечение для проектирования, которое было разработано в результате полевых испытаний различных конфигураций компрессионных свай и анкеров растяжения в различных профилях грунта. Коррозия решается на основе расширенных полевых испытаний в сочетании с мировыми базами данных по стали при коррозии грунта. Допустимая нагрузка на современные винтовые сваи превышает 2000 кН (220 коротких тс). Винтовые сваи с большой грузоподъемностью могут иметь различные компоненты, такие как плоские полувинты, режущие кромки и спирали из бисалоя, заглушки или стыки арматуры для соединения с различными бетонными или стальными конструкциями.
В большинстве отраслей промышленности используются фундаменты на винтовых сваях из-за экономической эффективности и, во все большей степени, снижения воздействия на окружающую среду. «Ввинчивание» фундамента в землю означает меньшее смещение грунта, поэтому избыток грунта не нужно вывозить с участка, что позволяет сэкономить на транспортных расходах и сократить углеродный след проекта.
Основными преимуществами фундаментов на винтовых сваях являются: сокращение сроков выполнения проекта, простота установки, простота доступа, сокращение выбросов углекислого газа, простота демонтажа, когда фундамент больше не требуется, снижение риска для рабочей силы и снижение затрат.
Они также подходят как для растягивающих, так и для сжимающих нагрузок, поэтому их также используют для мачт, знаков и подпорных конструкций.
Ссылки [ править ]
- ^ Мохаджерани, Аббас; Босняк, Душан; Бромвич, Дэймон (2016). «Методы анализа и проектирования винтовых свай: обзор» . Почвы и фундаменты . Elsevier BV. 56 (1): 115–128. DOI : 10.1016 / j.sandf.2016.01.009 . ISSN 0038-0806 .
- ^ Ховард А. Перко Винтовые сваи: Практическое руководство по проектированию и установке John Wiley and Sons, 2009 ISBN 0-470-40479-5, страницы 3-11
- ^ Уильям Джон Маккорн Рэнкин Руководство гражданского строительства , К. Гриффин, 1876, стр. 605, стр. 766
- ^ Как работают винтовые сваи: https://torsionscrewpiles.ca/how-do-screw-piles-work/
https://helicalanchorsinc.com/helical-faq/ для понимания разницы между спиральным анкером, спиральной сваей и спиральными опорами
