Винтовые сваи

фото стопки винтовых анкеров на строительной площадке — Спиральные анкеры

Винтовые сваи , иногда называемые винтовыми сваями , винтовыми опорами , винтовыми анкерами , винтовыми фундаментами , винтовыми , сваями винтовыми сваями , винтовыми опорами или винтовыми анкерами, представляют собой стальные ввинчиваемые сваи и систему крепления к грунту , используемую для строительства глубоких фундаментов . Винтовые сваи обычно изготавливаются из высокопрочной стали. ^[1] использование трубчатых полых секций различных размеров с винтовыми скребками.

Ствол сваи передает нагрузку конструкции на сваю. Спиральные стальные пластины привариваются к стволу сваи в соответствии с конкретными грунтовыми условиями на объекте. Спирали могут быть штампованы с заданным шагом или просто состоять из плоских пластин, приваренных с заданным шагом к стержню сваи. Количество спиралей, их диаметры и положение на стволе сваи, а также толщина стальной пластины определяются комбинацией:

Требования к расчетной нагрузке комбинированной конструкции
Геотехнические параметры
экологической коррозии Параметры
Минимальный расчетный срок службы конструкции, на которую опирается или фиксируется.

Секции стальных стволов винтовых свай соответствуют проектным параметрам и нормам строительных норм региона производства.

Спирали, приваренные к стальному валу, также называются «винтовыми витками» или просто «винтовыми витками» и могут различаться по размеру в зависимости от почвенных условий.

Между винтовыми анкерами, винтовыми сваями и винтовыми опорами есть несколько различий, хотя эти термины часто используются как синонимы. Спиральные анкеры состоят из выдвижного стального вала со спиральными опорными пластинами. Сваи или опоры относятся к прочным элементам основания, которые выдерживают или передают вертикальные/горизонтальные нагрузки. Анкеры — это сваи, используемые только в приложениях, работающих на растяжение, например, в креплении стен или вертикальных анкерах, предназначенных для сопротивления опрокидывающим силам.

Установка

Сваи обычно устанавливаются с помощью стандартных гусеничных или колесных экскаваторов с гидравлическим моментным двигателем, который контролирует крутящий момент, достигнутый во время установки, для проверки конструкции. с бортовым поворотом Техника варьируется от погрузчиков грузоподъемностью от 5 до 80 тонн до экскаваторов . Поворотные гидравлические головки с крутящим моментом в диапазоне от 5000 Н⋅м до 500 000 Н⋅м монтируются по индивидуальному заказу с использованием различных конфигураций стрелы. Специальные приводные приспособления соединяют винтовую сваю с машиной. Правильные методы установки важны для обеспечения расчетной проектной нагрузки и результатов осадки. Неправильные методы могут привести к ухудшению общей производительности сваи.

Разработка

Линейный рисунок короткого спирального лезвия на длинном древке. Левый конец помечен как «носок сваи», рядом с этим концом находится «винт или спираль», а на другом конце «вала сваи» находятся прямоугольные «приводные проушины» и небольшое круглое «отверстие для срезной планки». — A screw pile

Винтовые сваи были впервые описаны ирландским инженером-строителем Александром Митчеллом в статье, опубликованной в журнале Civil Engineer and Architect's Journal в 1848 году; однако к этому моменту винтовые сваи использовались уже почти десять лет. ^[2] Винтовые фундаменты впервые появились в 1800-х годах как свайные фундаменты для маяков. ^[3] и широко использовались для пирсов в гаванях. более 100 винтовых маяков В период с 1850-х по 1890-е годы на восточном побережье США было построено с использованием винтовых свай. Первоначально изготовленные из литого или кованого железа, они имели ограниченную несущую способность и устойчивость к растяжению.

Совсем недавно композитная была разработана и запатентована технология для использования в небольших винтовых сваях. Композиты обладают значительными преимуществами перед сталью при изготовлении небольших винтовых свай и производительности установки.

Современное использование и преимущества

Винтовые сваи широко используются, и их применение распространилось от маяков до железнодорожной, телекоммуникационной, автомобильной и многих других отраслей, где требуется быстрая установка или строительные работы проводятся вблизи существующих конструкций.

Установка винтовых свай также распространилась на жилые помещения: многие домовладельцы предпочитают винтовые сваи другим вариантам. Некоторые распространенные области применения винтовых свайных фундаментов включают жилые настилы, навесы, цементные подушки, предварительно сформированные лестницы и балки. ^[4]

Современная конструкция винтовых свай основана на стандартных структурных и геотехнических принципах. Проектировщики винтовых свай обычно используют собственное программное обеспечение для проектирования, которое было разработано в результате полевых испытаний различных конфигураций свай сжатия и растягивающих анкеров в различных профилях грунта. Коррозия рассматривается на основе расширенных полевых испытаний в сочетании с мировыми базами данных по стали в условиях грунтовой коррозии. Типовые винтовые сваи с трубами малого диаметра способны выдерживать неучтённые осевые нагрузки до 300 кН, подъемные нагрузки до 200 кН в зависимости от грунтовых условий и боковые нагрузки до 25 кН. ^[5] Новейшие винтовые сваи со стволовыми трубами большого диаметра, для установки которых требуется крупногабаритное оборудование, выдерживают нагрузки свыше 2500 кН. ^[6] Винтовые сваи большой грузоподъемности могут состоять из различных компонентов, таких как плоские полуспирали, режущие наконечники и спирали из бисплава, накладные пластины или элементы крепления арматурных стержней для соединения с различными бетонными или стальными конструкциями.

Большинство отраслей используют специалистов по винтовым сваям из-за экономической эффективности и, во все большей степени, снижения воздействия на окружающую среду. «Ввинчивание» фундамента в землю означает меньшее смещение грунта, поэтому излишки грунта не нужно вывозить с площадки, что позволяет сэкономить на транспортных расходах и снизить выбросы углекислого газа в результате реализации проекта.

К основным преимуществам винтовых свай относятся: более короткие сроки реализации проекта, простота установки, малая зависимость от погоды, простота доступа, сокращение выбросов углекислого газа, простота удаления, когда фундамент больше не требуется, возможность повторного использования, 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

^ Мохаджерани, Аббас; Босняк, Душан; Бромвич, Дэймон (2016). «Методы расчета и проектирования винтовых свай: Обзор» . Почвы и фундаменты . 56 (1). Эльзевир Б.В.: 115–128. дои : 10.1016/j.sandf.2016.01.009 . ISSN 0038-0806 .
^ Говард 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 по гражданскому строительству , К. Гриффин, 1876, стр. 605, 766.
^ «Как работают винтовые сваи?» . Торсионно-винтовые сваи .
^ «Винтовые/винтовые сваи» . Келлер.
^ «ВИНТОВЫЕ СВАИ / ВИНТОВЫЙ СВАЙНЫЙ ФУНДАМЕНТ» . Терракана.

[Mohajerani_Bosnjak_Bromwich_2016_pp._115–128-1] Мохаджерани, Аббас; Босняк, Душан; Бромвич, Дэймон (2016). «Методы расчета и проектирования винтовых свай: Обзор» . Почвы и фундаменты . 56 (1). Эльзевир Б.В.: 115–128. дои : 10.1016/j.sandf.2016.01.009 . ISSN 0038-0806 .

[Perko09-2] Говард А. Перко Винтовые сваи: Практическое руководство по проектированию и установке John Wiley and Sons, 2009 ISBN 0-470-40479-5 страницы 3–11.

[3] Уильям Джон Маккорн Рэнкин Руководство по гражданскому строительству , К. Гриффин, 1876, стр. 605, 766.

[4] «Как работают винтовые сваи?» . Торсионно-винтовые сваи .

[keller-5] «Винтовые/винтовые сваи» . Келлер.

[terracana-6] «ВИНТОВЫЕ СВАИ / ВИНТОВЫЙ СВАЙНЫЙ ФУНДАМЕНТ» . Терракана.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]