Все, что вы хотели бы знать о производстве винтовых и ЖБИ свай

Основные этапы изготовления опор для свайных фундаментов

По способу производства опор фундаменты различаются на такие типы:

• буронабивные;
• забивные;
• винтовые.

Буронабивные опоры изготавливают непосредственно на строительной площадке. Основные технологические этапы:

1. Бурение скважин.
2. Устройство обсадной трубы.
3. Монтаж армирующего каркаса.
4. Заливка скважины бетонным раствором.

Забивные сваи по материалу, из которого они изготовлены, делятся на виды:

• железобетонные;
• металлические;
• деревянные.

Железобетонные забивные столбы отличаются высокой несущей способностью и продолжительным сроком службы (более 100 лет). Армирующий каркас предает конструкции повышенную жесткость и улучшает эксплуатационные характеристики. Такие изделия используются в хозяйственном и промышленном строительстве. Металлические и деревянные столбы чаще применяют в частном домостроении, поскольку они уступают ж/б опорам по прочности и продолжительности эксплуатации.

Технологический цикл производства выглядит следующим образом:

1. Стенки металлоформы обмазывают специальным составом, который уменьшает сцепление металла с бетоном.
2. Арматурные каркасы укладывают в отсеки и фиксируют в посадочных гнездах.
3. Заполняют заводскую опалубку бетонным раствором.
4. Уплотняют жидкий материалом посредством вибрирования металлоформы.
5. Помещают заготовку в сушильную камеру, где под действием высоких температур смесь быстрее затвердевает.
6. Готовые конструкции вынимают из формы и отправляют на контроль качества.

Отличие технологии изготовления ж/б опор с предварительным напряжением заключается в промежуточных этапах:

• арматурный каркас растягивают с помощью домкратов;
• заполняют форму бетоном;
• выжидают частичного затвердевания смеси;
• ослабляют натяжение домкратов, после чего каркас принимает сходную форму и дополнительно уплотняет бетон.

Таким образом материал получает максимальную плотность.

Конструктивным отличием винтовых сваи является наличие лопастей и металлического заостренного наконечника. Благодаря такой форме изделия ввинчиваются грунт, дополнительно уплотняя почву и повышая несущую способность основания.

Винтовые сваи по материалу изготовления различаются на типы:

• металлические стержни;
• железобетонные винтовые столбы.

Технологические этапы для производства винтовых свай:

1. Нарезка труб на отрезки нужной длины.
2. Изготовление наконечника. Нижний элемент может быть литым (изготавливают из тела трубы) или сварным (приваривают готовый конус к стержню).
3. Изготовление винтового элемента из листовой стали толщиной 4-6 мм. Заготовке придают нужную конфигурацию с помощью пресс-формы.
4. Приваривание лопасти к телу трубы.
5. Вырезание технологических отверстий в верхней части трубы, которые в процессе монтажа свай послужат для фиксации ворота.
6. Обработка специальным антикоррозийным покрытием.
7. Контроль качества.

Возможно несколько технологий для создания антикоррозийной защиты:

• горячее оцинкование;
• холодное оцинкование;
• нанесение полимерного состава;
• окраска грунтовкой;
• нанесение битумно-полимерной мастики.

Оборудование, которое применяется на производстве винтовых свай:

• фрезерные станки,
• индукционные печи,
• гидравлические пресс и т.д.

Железобетонные винтовые сваи выгодно отличаются повышенной несущей способностью, стойкостью к коррозийным процессам и продолжительным сроком службы (100–150 лет).

Основные этапы производства:

1. Монтаж арматурного каркаса.
2. Обмазка стенок формы специальным составом, которые предотвращает схватывание металла с бетоном.
3. Устройство стального каркаса в форме.
4. Заливка бетонной смеси.
5. Уплотнения раствора посредством работы виброоборудования.
6. Выдерживание заготовки в сушильной камере до полного затвердевания.

Деревянные опоры производят на деревообрабатывающих предприятиях из твердых пород древесины:

• лиственницы,
• дуба,
• сосны и т.д.

О производстве винтовых свай расскажет видео:

Забивные железобетонные сваи

Стандартные забивные железобетонные сваи изготавливаются на заводах и поставляются на объекты строительства в готовом виде. Они нормируются по конструкции, сечению, длине, армированию, марке применяемого бетона.

Классифицируются по способу армирования:

• сваи с ненапрягаемой продольной арматурой с поперечным армированием,
• с предварительно напряженной продольной арматурой, с поперечным армированием и без него.

• цельные,
• составные (из отдельных секций)

По геометрии пяты:

• заострённые (с остриём),
• тупые (без острия).

Отдельные секции составных свай соединяются с помощью специального сочленения «стакан» и фиксируются болтовым соединением или сваркой непосредственно после забивки первой нижней секции, после чего происходит добивка уже на полную длину.

Условная разновидность бурозабивные сваи — это цельные или составные, полые или сплошные, квадратного или круглого сечения сваи, погружаемые в предварительно пробуренные лидерные скважины.

Забивные сваи выпускаются в соответствии с ГОСТ 19804-2012 «Сваи железобетонные заводского изготовления» и подразделяются на следующие основные типы:

С — квадратного сплошного сечения, цельные и составные, с поперечным армированием (серия 1.011.1-10);

СП — квадратного сечения с круглой полостью, без острия, цельные, из-за уменьшенного расхода бетона при изготовлении более доступные по стоимости, толщина стенок от 40 до 65 мм в зависимости от марки применяемого бетона (не менее М200), армирование напрягаемое или ненапрягаемое (ГОСТ 19804.3);

СК — полые круглого сечения диаметром 400-800 мм, без острия, цельные и составные, с ненапрягаемой арматурой (серия 3.501.1);

СО — сваи-оболочки диаметром 1000-3000 мм, цельные и составные, с ненапрягаемой арматурой (серия 3.501.1);

1СД — сваи-колонны квадратного сплошного сечения, без острия, двухконсольные, расположенные по крайним осям здания (ГОСТ 19804.7-83);

2СД — то же, расположенные по средним осям здания;

СЦ — квадратного сплошного сечения, цельные, без поперечного армирования ствола, с напрягаемой арматурой в центре сваи (ГОСТ 19804.4).

Номенклатура забивных железобетонных свай продиктована разнообразием областей применения в зависимости от конструкций надфундаментной части сооружений и грунтовых условий стройплощадки. Готовые забивные железобетонные сваи обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с другими видами: дешевизна, низкая себестоимость погружения, простое и недорогое в эксплуатации оборудование, и низкие требования к квалификации персонала. Львиная доля свайных фундаментов выполняется как раз с их использованием.

Исходя из принципа минимизации издержек предпочтение отдаётся тем видам свай, которые при соблюдении всех расчётных параметров, соответствуют требованиям бюджета строительства. Местные условия строительной площадки могут также оказывать влияние на выбор опор для устройства фундамента. Свайный фундамент завершается ростверком или фундаментной плитой.

Забивка свай

Классическая схема предусматривает забивку вертикально установленной сваи путём нанесения ударов молотом по её оголовку до проектного отказа или достижения проектной глубины. Машина для забивки свай (копровая установка, сваебой) представляет собой молот, на базовой машине. В качестве базовой машины выступают кран на гусеничном ходу, бульдозер или автомобиль повышенной проходимости.

Самый распространённый, простой в эксплуатации и относительно недорогой молот — это копровый дизель-молот, размещаемый на мачте базовой машины в качестве навесного оборудования. Сила удара у него не регулируется в процессе работы. А вот гидравлический молот обладает более гибкими характеристиками, способен тонко регулировать силу удара в процессе работы.

Для условий плотной городской застройки критичным становиться требование соблюдения безопасности свайных работ для оснований близлежащих зданий, а также уровня шума. Для забивных свай соблюдения этого требования добиваются применением альтернативных забивке безударных методов погружения свай: вибропогружения и вдавливания. По стоимости вибропогружение дороже примерно в 2 раза, а вдавливание — в 2,5 раза.

Для погружения методом вдавливания применяются более дешёвые сваи без усиленного армирования, так как нет необходимости защищать оголовок колонны от ударов молотом сваебоя. Кроме того, издержки снижены за счёт уменьшения точек погружения, вследствие значительного снижения отбраковки свайных элементов.

Особенности погружения

Винтовые конструкции могут погружаться в землю с помощью специальной техники или вручную. Второй вариант используется даже чаще, потому что существует сразу несколько способов, как можно сделать ручное ввинчивание удобнее. Рычаги здесь приделываются в:

• Отверстия, которые просверливаются коронкой или провариваются.
• Петли, приваривающиеся в верхней части, а потом срезающиеся.
• Захваты, похожие на трубные ключи с плашками.

А для погружения свай нужно опираться на следующую технологию:

1. Рассчитать количество свай, их параметры, учитывая нагрузку на фундамент.
2. Проверить твердость грунта, количество сточной воды, рыхлость грунта, кислотность почв и другие параметры, которые повлияют на выбор.
3. Нанести разметку на участке, чтобы знать, куда помещать столбы.
4. Сформировать лунки с глубиной не более 20–30 см.
5. Установив столб в лунку, можно приступать к его вкручиванию. Для этого в угол вставляют два стержня, которые создадут рычаг для кручения. Чем длиннее стержни, тем лучше.
6. Пока два человека вкручивают сваю, еще один должен наблюдать, чтобы она не отклонялась и вкручивалась ровно. Отклонение допускается не более, чем на 2 градуса. Если в процессе ввинчивания столб столкнулся с препятствием, лучше вытащить его и ввинтить в другом месте, не пытаясь пробить мешающий элемент — он может повредить винтовую часть.
7. Завинчивание продолжается, пока свайная конструкция не погрузится хотя бы на 1 м.

Заливать металлические столбы бетоном не обязательно, особенно если их предполагается использовать не раз. Но благодаря бетону пустое место между лункой и столбом заполняется, защищая столб от коррозии. Наружная часть покрывается эмалью по ржавчине.

Особенности рынка

Главной особенностью рынка данной продукции является то, что винтовых свай как отдельно поставляемого вида товара не существует. Практически все компании-производители этих изделий сами оказывают услуги по монтажу свайных фундаментов. Это вполне обоснованно, так как для производства данных работ требуется специальное дорогостоящее оборудование. Технология производства винтовых свай практически одинакова на всех предприятиях-изготовителях. К трубам, которые являются исходным материалом для производства свай, привариваются резьбовые лопасти и заостренный конус. После этого заготовка направляется для нанесения на нее защитного покрытия, необходимого для придания будущему изделию высоких антикоррозийных характеристик.

В России данные конструкции стали использоваться еще в конце ХIХ века, а сегодня их производство переживает практически второе рождение. Особенность их применения, а следовательно, и наполняемость отечественного рынка состоит в том, что технологии монтажа фундаментов из свай разработаны лишь для отдельных секторов строительной индустрии. Так, они востребованы предприятиями и организациями оборонного комплекса при строительстве объектов на вечной мерзлоте и на обводненных грунтах. Гражданский сегмент строительной отрасли пока еще только осваивает и осознает все преимущества винтовых свай. Наиболее распространена данная продукция в северных регионах страны и в областях со сложным рельефом поверхности. При этом себестоимость свайных фундаментов в малоэтажном жилищном строительстве при возведении индивидуальных жилых домов из различных материалов (дерево, кирпич, блоки, каркасные дома и пр.) намного ниже, чем обустройство оснований традиционными способами.

В России винтовые сваи наиболее популярны при возведении пристроек к уже существующим сооружениям и зданиям. Их используют для монтажа опор электропередач и иных мачтовых конструкций, строительства подпорных стенок и анкерных опор трубопроводов.

Отечественные предприятия-изготовители ориентируют свою деятельность на штучное производство свай под конкретные проекты, при этом услуги по монтажу конструкций оказывают они же. В последнее время распространяется информация о том, что винтовые сваи можно изготовлять чуть ли не своими руками в кустарных условиях. Безусловно, такая «продукция» ничего кроме неприятностей принести не может, потому что для придания сваям необходимых свойств требуется специальная техника и выполнение технологических операций, произвести которые без специального оборудования невозможно. Таким образом, создание предприятия по производству винтовых свай и их монтажу будет востребованным бизнесом, который при незначительных затратах сможет приносить предпринимателю солидную прибыль.

На сегодняшний день в этом сегменте рынка конкуренция невысока, а если говорить о регионах, то там практически нет подобных производств. Доставку свай и их монтаж на значительной удаленности от места изготовления могут позволить себе лишь очень крупные производители с развитой транспортно-логистической инфраструктурой. Следовательно, открытие производства в регионе и ориентация на местную аудиторию потребителей услуг по монтажу будут еще более прибыльными, чем создание предприятия в крупном промышленном центре.

Государство на данный момент стимулирует развитие инфраструктуры производства металлоизделий. Это вызвано высокой стоимостью оборудования у зарубежных поставщиков. Кроме того, обозначена цель преодолеть перекос, заключающийся в том, что зарубежные производители дорогостоящего оборудования, которое закупается российскими компаниями, приобретают сырье у нас по значительно меньшим ценам, чем на их собственных рынках.

Персонал

Для работы на производстве привлекаются такие специалисты, как:

• Инженер-технолог по обслуживанию производственной линии.
• Рабочие (3 чел.).
• Монтажники свай (2 чел.).
• Мастер по монтажу.
• Менеджер по сбыту.

Расходы на содержание такого штата сотрудников составят:

Должность	Количество единиц	Оклад	Расходы ФОТ на м-ц	Расходы ФОТ на год
Инженер-технолог	1	30 000	30 000	360 000
Производственные рабочие	3	20 000	60 000	720 000
Монтажники	2	20 000	40 000	480 000
Менеджер по работе с клиентами	1	15 000 + % продаж	50 000	600 000
Мастер по монтажу	1	30 000	30 000	360 000
Всего	8	150 000	210 000	2 520 000

Подбор сотрудников осуществляется с учетом стандартных критериев профессиональной пригодности, принятым по данным профессиям. Отбор производится на конкурсной основе. Срок проведения конкурса – 2 недели.

Бухгалтерское обслуживание предприятия на начальном этапе его функционирования передается на аутсорсинг.

Назначение винтовых свай

Сваи, используемые в строительстве, это столбы, которые погружаются в землю на определенную глубину, не обязательно одинаковую, чтобы потом сверху была установлена жилая или нежилая постройка.

Сваи могут быть из разных материалов: дерева, металла, бетона. Бетонные делаются заранее или заливаются прямо на месте строительства.

Конструкционные особенности и вид будет зависеть от таких факторов, как тип почв, рельеф местности, вид постройки, что будет установлена на такой фундамент и т. д.

Винтовые сваи это столбы для создания фундамента, на концах которых есть специальные наконечники с винтами, позволяющими им ввинчиваться в землю — вручную или с помощью специальной техники. Состоят такие сваи из стержня, оголовка, лопастей.

Основное назначение винтовых свай — фундамент для какого-либо строения

Преимущества и недостатки

В числе плюсов винтовых конструкций:

• Скорость монтажа, его простота.
• Возможность установки своими руками.
• Не нужно проводить земляные работы.
• Нет вибраций, а также шума при закручивании.
• Можно устанавливать поблизости к другим постройкам без риска их повредить.
• Возможность использовать на неровном рельефе.
• Разрешается устанавливать одни и те же винтовые конструкции дважды.

Но минусы тоже есть:

• Винтовые сваи не устанавливаются на скальных местностях, так как лопасти могут деформироваться.
• В сейсмоактивных зонах такие фундаментные столбы не применяются.
• Необходимость многоступенчатой обработки металлических деталей, если предполагается применение в химически активных грунтах.

Фундамент на винтовых сваях

Что такое винтовые сваи? В чем их особенность и удобство? И как с их помощью сделать фундамент? Винтовые сваи — это такая опорная конструкция. Представляет она собой систему труб, которые погружены в грунт на определенную глубину. В нижней части этих труб приварены спиралевидные лопасти (как на фото). Эта конструкция позволяет вкручивать сваи в грунт. А лопасти играют роль нарезки, примерно с таким же эффектом действия, как и на шурупах. Острый наконечник сваи позволяет легче ей входить в грунт. А нарезка помимо того, что используется для вкручивания, также является опорным узлом, на который собственно и опирается свая.

За счет чего держится опора и на сколько она надежна, спросите вы? Отвечаем: такая свая держится за счет силы трения, которая возникает между грунтом и боковыми поверхностями сваи (трубы). Усиливают такую конструкцию те самые лопасти, о которых мы уже говорили. На них и о приходится часть нагрузки, что делает такую опору весьма надежной, при грамотной установке конечно. Кстати, сама установка таких свай имеет массу тонкостей, которые нужно соблюдать. Несоблюдение их может привести к тому, что свая будет хлипкой и ненадежной. Так вот, чтобы равномерно распределить нагрузку на каждую сваю, установка выполняется по заранее просчитанной схеме. Образуется так называемое свайное поле. Оно обеспечивает равномерную нагрузку на каждую опору.

Ростверк

Когда сваи уже погружены их верхние части срезают таким образом, что бы получилась ровная плоскость. Затем делают ростверк или по другому называют несущий пояс. Он-то и является основной конструкцией, которая распределяет нагрузку от стен. А самое главное, благодаря ему нагрузка на систему свай распределяется равномерно, не перегружая не одну из свай, что придает данной конструкции надежность и долговечность.

Строение и функции ростверка очень схожи с конструкцией ленточного фундамента. Отличием в данной конструкции является то, что у ростверка, вместо опоры на грунт, как у ленточного фундамента происходит на сваи. Для того чтобы конструкция приобрела жесткость и была менее восприимчива к боковым нагрузкам, полые трубы свай заливают бетоном после их установки. Это и создает дополнительную устойчивость и жесткость конструкции.

Конечно, и плюсы и минусы свайного фундамента имеют место быть. Но явным плюсом винтовых свай является то, что при их установке не обязательно погружать их до контакта с плотными слоями грунта, как с другими сваями. Особенность их конструкции позволяет надежно удерживать здание при достаточном углублении в грунт. Винтовые сваи являются висячим типом свай.

Устройство ростверка

Классификация винтовых свай

Лучшие производители наладили выпуск огромного количества популярных моделей свай для фундамента. Ежегодно производятся новинки. Вся выпускаемая продукция отличается функционалом, параметрами, характеристиками, материалом изготовления. Для изготовления свай применяется:

• бетон;
• железобетон;
• бутобетон;
• древесина;
• сталь.

Различаются популярные модели способом погружения, в связи с чем выделяют такие группы:

1. Буровая. Бетон заливается в отверстие в грунте, и уплотняется посредством глубинного вибратора.
2. Буроинъекционная. В скважину заливается смесь, в состав которой входит мелкая фракция наполнителя.
3. Набивная. Вытеснение грунта происходит механическим способом. Бетон заливается в образовавшуюся полость.
4. Свая-столб. Вначале делается отверстие в земле, куда опускается железобетонное, стальное или деревянное изделие.
5. Винтовая. Уплотнение грунта происходит самопроизвольно. Конструкция вкручивается ручным или механическим методом.
6. Забивная. Железобетонное изделие с завода вбивается при помощи молота или копра. Для вдавливания или заглубления может использоваться вибрационные механизмы.
7. Погружная. Речь идет о кессонных, колодезных кольцах, сваях цилиндрической формы. Изнутри размывается грунт и происходит погружение благодаря собственному весу.
8. Свая – опора. Монтируется в большие скважины. Пустоты засыпаются нерудным материалом или грунтом.

Когда актуально строительство свайного фундамента

Винтовые сваи впервые были опробованы в середине XIX века. Сегодня к строительству свайного фундамента прибегают при возведении:

• жилых домов, в том числе многоквартирных;
• хозяйственных построек;
• объектов промышленного назначения;
• набережных пирсов.

Свайные опоры выбирают при строительстве дома на участке:

• с обустроенным ландшафтом;
• со значительным уклоном либо рвами;
• на которых использование забивных свай по каким-то причинам запрещено, например, вблизи метро;
• с повышенным уровнем влажности;
• с глубоким промерзанием грунта.

Свайный фундамент актуален на участках с уклоном

Область применения, преимущества, недостатки

Винтовые сваи находят широкое применение во многих областях строительства:

• для устройства фундамента домов и коттеджей небольшой этажности;
• при строительстве заборов:
• как основание для мостов, причалов, пирсов, надземных переходов;
• при установке дорожных указателей, биг-бордов.

Винтовые конструкции имеют множество преимуществ перед другими видами материалов для монтажа фундаментов:

• Стоимость винтового основания для дома обходится на 30-70% ниже, чем при устройстве ленточного фундамента.
• Более быстрое выполнение работ. Сваи ввинчивают в грунт как ручным, так и механизированным способом.
• Подходят для монтажа основания на участках, имеющих большой перепад по высоте, на заболоченных, пучинистых, обводненных, мерзлых грунтах. Способствуют равномерному распределению нагрузки на неоднородной почве.
• Срок эксплуатации более 50 лет. При повреждении какого-либо элемента, его можно достаточно легко заменить на новый.
• Винтовой фундамент способен выдержать колебания почвы в сейсмически неустойчивых районах.

Дом на винтовых сваях.

К недостаткам относится невозможность устройства подвалов и цокольных этажей и  применение винтового свайного фундамента при многоэтажном строительстве. При монтаже такого основания нужно обязательно учитывать массу постройки и особенности грунта. На твердых, скальных, каменистых грунтах заглубление свай может быть затруднено или вообще невозможно.

Плюсы и минусы

К достоинства свайных оснований принято относить:

• Высокая несущая способность.
• Возможность строительства на проблемных грунтах.
• Слабое влияние гидрогеологической обстановки на устойчивость основания.
• Отсутствие нужды в подготовке участка, возможность работ на склонах или складках рельефа.
• Практически не требуются земляные работы.

Недостатки свайного фундамента:

• Сложность или невозможность обустройства подвальных помещений.
• Установка свай требует использования спецтехники, что увеличивает стоимость и усложняет работы.
• Невозможно с большой точностью рассчитать глубину погружения каждой опоры.

Специфика свайных оснований заключается в способности работать на влажных болотистых грунтах, что делает их предпочтительными во многих регионах с высоким уровнем почвенных вод. Свайный фундамент, установленный грамотными специалистами, полностью решает проблемы неустойчивости грунта и образует надежное и долговечное основание.

Назначение

Ж/б сваи применяются для фундаментов промышленных и жилых зданий, складов, ангаров и т.д. На обычных грунтах на таком фундаменте возводят многоэтажные постройки, создающие высокое давление на поверхность. При помощи железобетонных свай для фундамента удается снизить воздействие грунт, обеспечить устойчивость и избежать просадки все время эксплуатации.

Свайные фундаменты подходят для зыбких и влажных почв, например, торфяных или болотистых.

После геологической разведки подбирается сечение и длина опор, которые забиваются до стабильного грунта. Далее заливается бетонный ростверк, на котором возводятся стены здания. Назначение, количество и вид применяемых свай определяется проектировщиками.