Винтонабивная свая – качество двух технологий

Как следует из названия темы, вашему вниманию предлагается относительно новый, комбинированный тип свайного элемента, используемый для устройства фундаментов. Своего рода сочетание двух технологий погружения и устройства винтовых и набивных свай. Данный тип свай вобрал в себя лучшие качества каждого из прародителей, но избавлен от их недостатков.
Конструкция такого свайного элемента представляет собой сочетание стальной одно- или много- лопастной винтовой сваи с бетонной или железобетонной набивной сваей, сооруженной при помощи оставляемой полиэтиленовой обсадной трубы. Несущая способность винтонабивной сваи по грунту на вертикальную нагрузку обеспечивается винтовыми лопастями, а горизонтальная нагрузка на сваю воспринимается грунтом, расположенным вокруг железобетонной части свайного элемента.
Таким образом, в грунте образуется комбинированный свайный элемент – винтонабивная свая с железобетонной/бетонной частью, расположенной в зоне промерзания грунта, и стальной, расположенной на глубине более 1,5 метров - там, где отсутствует кислород – окислитель, основной виновник коррозии.
Конструктивные преимущества винтонабивных свай
1. Надежная защита стального сердечника сваи бетонным кожухом и полиэтиленовой обсадной трубой у поверхности, в пределах глубины промерзания и переменного уровня грунтовых вод
2. Снижение сил воздействия на свайный элемент от морозного пучения грунтов
3. Высокое качество бетона кожуха, бетонируемого под защитой пластиковой обсадной трубы
4. Удобство крепления прогонов забирки к бетонному элементу с полиэтиленовой поверхностью
5. Отсутствие «зыбкости» сваи благодаря наличию бетонного уширения в верхней части свайного элемента. Возможность отказаться от устройства металлической обвязки, необходимой для обеспечения горизонтальной жесткости свайного фундамента на базе традиционных винтовых свай
6. Управляемая/контролируемая несущая способность обеспечивает высокую несущую способность, достаточную даже для капитальных домов из бетона и кирпича.

 

Технология изготовления винтонабивных свай вобрала в себя лучшее из технологий-прародителей, но избавлена от их недостатков. Использование стального сердечника, оборудованного винтовой лопастью, обеспечивает дополнительное тяговое усилие при погружении сваи совместно с обсадной трубой в грунт. Обсадная труба является технологическим элементом и в момент погружения «обжимает», «уплотняет» грунт и образует скважину, которая в последствии заполняется бетоном. Заполнение обсадной трубы бетоном обеспечивает защиту металлического сердечника в зоне переменного уровня воды/промерзания. Диаметр обсадных труб составляет от 160 до 250мм. В случае необходимости, перед бетонированием в скважину устанавливается арматурный каркас.
Технологически достоинства рассматриваемого типа свайного элемента:
1. Отсутствует необходимость извлечения и вывоза разработанного из скважины грунта
2. Отсутствует необходимость срубки и вывоза шламового слоя бетона
3. Высокая скорость мобилизации и компактность машин и оборудования
4. Наличие косвенных методов контроля несущей способности и возможность оперативной корректировки глубины погружения свай
5. Отсутствуют сварочные работы и сварные швы в зоне коррозионных рисков

Считаю, что представленная винтонабивная свая может явиться достойной альтернативой свае ТИСЭ, используемой в составе свайно-ленточного фундамента, и тем самым расширит область применения такого типа фундаментов.
Несущая способность винтонабивных свай может достигать 300 кН (30 тонн), что позволит возводить фундаменты для тяжелых капитальных промышленных и гражданских зданий и сооружений.

 

Если сможет нести 8-10т на грунтах 1-3кг/см, тогда станет альтернативой, без этого каркасники и оцилиндрованные брёвна.

Это конструктивная несущая? Так и у обычных винтовых она больше 10 тонн, но при мизерном винте это не сильно радует. Нести она столько сможет только как свая стойка с упором в скалу, я думаю.
А если убрать полиэтилен, оставить бетон и винт, который использовать только для заглубления, а сваю считать как сваю трения?

 

Отвечая на первую часть Вашего вопроса, хочу уточнить - несущая способность сваи на вертикальную нагрузку обеспечивается, в основном, винтовыми лопастями от одной до трех и более штук. Трение по боковой поверхности мы не учитываем по конструктивно-технологическим соображениям. На территории Ленинградской области мы делали винтонабивные сваи длиной до 15 метров, обеспечивая необходимую несущую способность посредствам установки нескольких лопастей.



По второй части: Убирать пластиковую обсадную трубу особого желания нет, так как она выполняет технологическую функцию, удерживает стенки скважины, а также существенно снижает силы морозного пучения.

 

Просветите пожалуйста по ориентировочной стоимости вашей сваи вместе с работами по установке.

 

Каждый раз приходится рассчитывать стоимость индивидуально, в зависимости от длины, количества лопастей, сечения сердечника и диаметра обсадной трубы. Ориентир - 10 000 рублей за 1 сваю длиной 2,4 метра с обсадной трубой диаметром 160 мм и длиной 1,5 метра.

 

@Horman13, каков шаг подобных свай? нужно ли будет так же частить, как при обычных винтовых или можно "сэкономить" немного разнеся сваи между собой, а сверху положить бетонное перекрытие, на котором уже и будут сооружаться стены

 

Шаг может варьироваться в широких пределах (от 1,5-4,5 м), в зависимости от веса надфундаментного строения, мощности и армирования ростверка (ригеля, ленты, плиты, перекрытия) и грунтовых условий на площадке. Благодаря наличию возможности подбирать необходимую несущую способность свайного элемента, посредствам установки дополнительных лопастей и изменения глубины их заложения, можно подобрать оптимальный конструктив (сваи + ростверк) фундамента. Понимаю, что это "общие слова", но для конкретных ответов необходимы исходные данные: характеристики грунтов, тип/вес надфундаментного строения, мощность (высота и ширина) ригеля (ленты, цоколя). Есть планы разработать проект конструкции повторного применения - аналог фундамента ТИСЭ, но с винтонабивными сваями, но пока нет времени - страшный цейтнот.

 

А в чем экономический смысл?
Буронабивная с пяткой 600мм диаметр 200мм, высота 2.5м, армирование 3 Ф12 из расчета на одну сваю:
1. Бетон с доставкой 250 руб
2. Арматура 300 руб
3. Обсадная труба ПНД 160 2,5м - 500 руб
4. Работа бурильной установки на 40 столбов - 400руб
Итого 1450 руб. Округлим до 1500руб.
Для сравнения только одна винтовая свая 76x2500 - 1600 руб.
Несущая способность при 2кг/см2 - 5,6 т. 5.6x40шт - строение 200 тонн. Деревяшка.
До сказочных 30т/свая по экономике тупо добьем количеством - 5.3 штуки.
Или 8 тыс. руб/свая. В реале будет в два раза меньше как минимум.
При этом сваи вечные с нормальной схемой армирования. Объем вынутого грунта - один камаз, т. е. ничто.
Технология изготовления - проще не бывает. При одинаковых эксплуатационных параметрах железо в земле вместо бетона выберет только недалекий человек. Заказчику пофиг как достигнутся нужные эксплуатационные параметры фундамента. А вот вопрос цены - на первом месте.

 

@face_ltd, @face_ltd,

Сначала, отвечу на последнее Ваше замечание: Если вопрос цены на первом месте, то "Добро пожаловать" в соответствующие разделы форума, например https://www.forumhouse.ru/forums/249/.

Про железо в земле: в предлагаемой винтонабивной свае "железо в земле" появляется на глубине более 1,5 метров, где скорость коррозии пренебрежимо мала, но в случае подтвержденной агрессивности грунта или грунтовых вод, дополнительно защищается горячим цинкованием, но такое редко встречается в наших краях. В зоне максимальных коррозионных рисков, стальной сердечник сваи находится под двойной защитой - бетон + ПНД труба. Бетон, при необходимости, может быть армирован.

Про технологию и конструкцию предлагаемой Вам БНС: Видимо, Вы предполагаете, что буровой установкой будут пробурены скважины диаметром 200 мм и глубиной 2,5 м, с последующим устройством уширения - тут вопрос: чем?, затем установлены трубы ПНД, далее арматурный каркас, а потом бетон. Правильно я Вас понял? Если да, то по моему мнению в таких грунтах не требуется устройство свайного фундамента, так как если скважина не обрушиться или не заполнится водой, то грунт достаточно хорош, чтобы делать ленту или плиту. А если будет вода или скважина оплывет, то такая технология нереализуема. Да и стоимость работы буровой установки, по нашим меркам, занижена: 16000 рублей это лишь доставка буровой машины на площадку строительства, да и то, только в одну сторону.

Про винтовые сваи: свая диаметром 76 мм и длиной 2,5 метров никогда не понесет 5,6 тонны, но не по грунту, а по материалу лопасти если, конечно, она не "уперлась" острием в скальный грунт. А если "уперлась" и "понесла", то Заказчику "Добро пожаловать" в соответствующий раздел на форуме с сообщениям из серии "качается дом", поскольку при диаметре 76 мм свая не будет обладать достаточной горизонтальной жесткостью, значит потребуется обвязка, с соответствующими экономическими последствиями.

Про "в реале будет меньше", из моего опыта - "в реале" будет больше. Очевидно же, что "маркетинговая хитрость" при продаже, например, винтовых свай заключается в поэтапной продаже фундамента: сначала свай, потом обрешетки, потом забирки, потом утепление грунта вокруг свай. Вот и выходит 600 - 800 кило рублей, при заявленных 100 - 150 кило рублей на первом этапе. Кто-то же уже посчитал эту сравнительную экономику на Форуме, будет интересно, дайте знать я найду для эту ссылку для Вас.

Действительно, для деревянного каркасного дома, по конструктивным соображениям, винтонабивная свая обладает избыточной грузоподъемностью на вертикальную нагрузку. Зато позволяет получить железобетонный цоколь и пол, при том же самом, а возможно, и меньшем количестве свай. А это дорогого стоит! Особенно в деревянном каркаснике - температурная инертность и зимой и летом! Т. е. появляется дополнительная опция, ранее недоступная для владельцев каркасных деревянных домов на участках с плохими грунтами.

 

Дабы сразу пресечь жонглирование словами, повторю свою цитату:
"Заказчику пофиг как достигнутся нужные эксплуатационные параметры фундамента. А вот вопрос цены - на первом месте."
Можно красноречиво вливать заказчику о новой революционной технологии, но если на выходе получается аналогичный фундамент, что и по "дедушкиной", но значительно дороже, то что интереснее для заказчика?
Про ремонты:
Что я там должен узреть? Отсутствие проблем с винтовыми сваями? Серьезно?

Из разряда "в СССР секса не было".
Приведите реальное исследование по одинаковой скорости разрушения винтовой сваи и ж/б столба.
Разрушение быстрее? Быстрее. О чем спор?
Но под сарай пойдет.

...а работает бетон. Деньги в землю. Сколько сейчас стоит металл все знают...

Нет. Бурится сразу 600мм или больше, затем обратная засыпка. Через год сама утрамбуется. Полный контроль за основанием. Если планируется через пару месяцев туда сажать Боинг, то не подходит. Но самостройщикам обычно этого не требуется.

Не всегда. Но трудно с Вами не согласиться.

По вашим - может быть. По нашим - говорит лишь о том, что где-то деньги переплачиваются за воздух.
Автобуровая доставляется/отправляется сама, это головная боль подрядчика, все включено в сумму за смену.

76 взял лишь для того, чтобы Вам было удобнее аргументировать А то чем больше - тем еще хуже.

Речь о том, что никаких 30 тонн на сваю в реале не будет, соответственно и считать буронабивную на эти 30 тонн не надо. Т. е. по факту разница выходит в разы.
В данному случае считаем лишь свайное поле. Дополнительные работы, что там, что тут никуда не деваются.

Ага, все сэкономленное уйдет на усиление ростверка из-за большего пролета.
При этом, меньшее количество свай стоит дороже более дешевых буронабивных при обеспечении
долговечности и более равномерного распределения нагрузки.
Все достоинство винтовых - в доступности, технологичности и скорости возведения. Когда из них делают гибрид, все достоинства испаряются.

ps Я, конечно, сам - еще тот извращенец. У меня рамный фундамент - гибрид ленты и столбов...

 

Я понимаю, что цену вы рассчитываете индивидуально, но если порядки примерно такие, то хочется понять, на кого это рассчитано. Я ни в коем случае не хочу критиковать предлагаемую вами технологию, просто пытаюсь понять, для каких случаев она подходит. Стоимость ЖБ сваи 300*300 в СПб вместе с доставкой и забиванием - 1'500-2'000 за погонный метр плюс перебазировка копра в оба конца 80'000-130'000 (30 км от КАД). Если бить не получается из-за невозможности доставить копр или из-за вибраций, то следующими в списке идёт СВУ (сваевдавливающая установка). Стоимость ЖБ сваи 300*300 в СПб вместе с доставкой и вдавливанием - 2'500 за погонный метр (с усилием до 160 тонн) плюс перебазировка оборудования в оба конца 250'000 (30 км от КАД). Даже буроинъекционные сваи получаются ненамного дороже вашего предложения (примерно 6'000 за погонный метр), но там несущая способность и надёжность в разы выше, да и установка мобильна - можно даже из подвала бурить. Все приведенные цены взяты из КП под обустройство свайного фундамента частного дома (КП на руках).
Для примера: если по результатам ИГИ (с последующим расчётом) необходимо установить 40 пятиметровых свай под ГБ дом, то это 200 погонных метров. В вашем случае получается 800'000. Даже если вы дадите существенную скидку, то установка аналогичных ЖБ свай 300*300 колёсным копром УГМК-12 с молотом СП6В, пригнанным из Москвы, обойдётся дешевле 400'000 (всё вместе с работой). При этом несущая способность ЖБ свай будет в разы выше, про надёжность вообще умолчу.
Я правильно понимаю, что основной рынок для ваших свай - это каркасные дома / срубы с небольшим количеством коротких свай?

 

Для @face_ltd, @face_ltd, "Узреть" Вы должны многочисленные проблемы, связанные с естественным желанием Застройщиков сэкономить и получивших треснувшие, просевшие, качающиеся и покосившиеся фундаменты, построенные в том числе на дешевых винтовых сваях. "Дедушкин" фундамент, видимо на буронабивных сваях соорудить в "сложных" грунтовых условиях (торфы, высокий уровень грунтовых вод, слабые грунты у поверхности) не получиться, поэтому Ваше сравнение, в принципе, некорректно.
Мне кажется, что Вы невнимательно ознакомились с предлагаемой технологией.
Основная несущая способность винтонабивной сваи обеспечивается посредством установки необходимого количества толстолистовых лопастей, а бетонный кожух в полиэтиленовой обсадной трубе обеспечивает горизонтальную жесткость и выполняет защитную функцию.
Что касается сравнения стальной и бетонной сваи по долговечности, я бы сказал, что в правильно запроектированной конструкции она будет одинаковой. Мы проектируем и строим мосты и из стали, и из бетона, и из дерева - срок службы 70 лет, приводить какие-либо исследования, считаю неуместным, это все же не научный форум. Часто бывает, что в агрессивной для бетона грунтовой среде или/и при наличии трещин, железобетонная конструкция выходит из строя быстрее чем стальная.

Автобуровая с диаметром шнека 600 мм или более, да еще в хороших грунтах? Скиньте, пожалуйста, ссылочку на подобный агрегат, буду иметь ввиду на будущее.

Про 30 тонн "в реале" не будет - это, как раз, для тех кому "Добро пожаловать" с одной стороны и для тех кто исчезнет навсегда с другой. Если подрядчик и проектировщик собираются нести ответственность за выполненную работу, то для них не существует "будет - не будет", а есть нормативный документ в соответствии с которым нужно выполнить расчет и конструкцию. А какое количество свай поставить для восприятия расчетных нагрузок зависит от вида сваи и грунтовых условий на площадке.

Рамный фундамент - гибрид ленты и столбов, значит хорошо, а гибрид буровой и винтовой сваи плохо? Да и, вообще, не мы эту конструкцию изобрели, это американо-канадский продукт, просто мы его адаптировали к нашим условиям и научились делать из местных материалов. Так что это не ноу хау, а хорошо проверенное решение, причем в условиях жесткого конкурентного высокотехнологичного американского строительного рынка.

 

Нельзя сравнивать стальные конструкции на открытом воздухе и в грунте. Стальные мосты, например, требуют периодического обслуживания (обработка пескоструем с последующим нанесением нового защитного покрытия). В грунте такой фокус не пройдёт. Но не это главное. Главное - это отчёт по ИГИ. Вот выдержка из моего (Ленинградская область, 25 км от КАД):
"В целом, грунты и грунтовые воды являются агрессивными и при расчёте на худший (наиболее агрессивный) показатель можно руководствоваться следующей таблицей"...
Агрессивность к бетону марки W4 - грунтовые воды слабоагрессивны
Коррозионность к стали (для грунта) - средняя

У меня водонасыщенный песок, супеси и суглинки на всю глубину, сверху был торф. При этом в ЖБ свае после забивки, если я не ошибаюсь, арматура не работает, так как свая работает только на сжатие. То есть коррозионностью можно пренебречь.

Фотография не имеет отношения к ЖБ сваям в земле. Частичное разрушение ЖБ колонн на фотографии произошло из-за воды и циклов замораживания/размораживания. Сваи в земле не будут испытывать таких проблем.

Я предлагаю оставить всю маркетинговую шелуху и обсуждать техническую сторону вопроса - люди и так не раз обожглись на винтовых сваях. Вы предлагаете что-то новое, и это замечательно. Но хочется услышать аргументированное объяснение преимуществ предлагаемой технологии.

 

Спасибо за Ваш вопрос, мы для этого и разместили тут информацию, чтобы получать подобного рода вопросы и попытаться ответить на них.

Во-первых, хочу сказать, что цена 10 000 рублей за винтонабивную сваю длиной 2,4 метра - это ориентир, но, далеко, не для расчета за погонный метр устройства такой сваи. Однозначно, что свая длиной 5 метров не будет в два раза дороже, поскольку в цену помимо материала включены условно-постоянные расходы. Предварительно, удорожание составит процентов 20%-30%.

Во-вторых, следует честно признаться, что эффективнее забивных призматических свай трудно что-то предложить, но тут нужен достаточный объем и обоснованная несущая способность, иначе всю эффективность "сожрут" транспортные расходы. В нашей практике транспортного строительства были случаи, когда мы на призматическую железобетонную сваю 400х400 "давали" больше 1000 кН (100тс), но нужно ли это в загородном строительстве? Ведь на 4 сваи дом, наверное, не поставишь.

По поводу надежности, тут я, просто, не соглашусь. Считаю, что винтонабивная свая обладает достаточной и управляемой надежностью. Повторюсь, что в верхней части, длиной 1,5 - 2,0 м, стальной сердечник находится под двойной защитой, а на глубине отсутствует кислород, как основной виновник коррозии, да и сам сердечник - это не тонкостенная труба, а сплошной стальной квадрат. В отличие от буро-инъекционной сваи, которая, несомненно, имеет право на существование, Вы сможете потрогать, пощупать свайный элемент, а не полагаться на квалификацию оператора буроинъекционной установки и на необходимые грунтовые условия. Одна из наших базовых машин это экскаватор-погрузчик, который с запасом помещается в 20-футовый контейнер, так что мы тоже достаточно мобильны.

Про рынок. Мы как раз позиционируем наш продукт для тяжелых домов на слабых грунтах, каркасный дом слишком легкий и требует, по конструктивным соображениям, устройства свай с шагом 2-3 метра, с нагрузкой на сваю до 30 кН (3 тонны), что для нашей сваи маловато. Нормальная нагрузка для нашей сваи 100-200кН (10-20 тонн), что обеспечивается установкой нескольких толстолистовых лопастей толщиной 10-12 мм.