Меню

Винтовой анкер для фундамента



Анкерные сваи – конструкция, область применения, процесс установки

Анкерные сваи можно сравнить с корневой системой дерева, которая прекрасно справляется с внешними горизонтальными и вертикальными нагрузками, действующими на растение и создающими статические и динамические моменты. Так же как и корни, анкерные сваи сцепляются с грунтом, образовывая с ним единый монолит и являясь, по сути, композитным материалом. Неординарные идеи немецких инженеров, появившиеся еще в 1952 году, получили свое продолжение в новой технологии возведения фундаментов уже в 80-х. В скором времени продукт был запатентован и быстро нашел применение. Сегодня «корневые» сваи выпускают не только в Германии. Российскими конструкторами были разработаны альтернативные анкерные системы, имеющие некоторые отличия с первоначальными аналогами.

Конструкция анкерных свай

Анкеры являются одной из разновидностей буроинъекционных свай, так как выполняют сразу две функции. Они используются в разных отраслях строительства, в том числе гидротехнической и транспортной, в качестве армирующих элементов, увеличивающих несущую способность грунта и предотвращающих его сползание.

Конструктивно анкерная свая представляет собой металлический полый ствол (штангу) с толстыми стенками и крупной винтовой накаткой трапециевидной или округлой формы с внешней стороны (отечественные аналоги выпускаются гладкостенными). Она является одноразовой и после установки не извлекается, оставаясь в земле. С одной стороны на штанге имеется буровая коронка (или долото), заглубляемая в грунт, а с другой – фиксирующий оголовок, называемый опорной плитой. Кроме того, анкерная свая комплектуется:

  • соединительными муфтами;
  • сферическими гайками;
  • центраторами.

Выбор буровой коронки, разрушающей породу, зависит от геологических условий площадки строительства и проектного значения толщины цементного слоя вокруг устанавливаемой анкерной сваи. Одноразовая коронка представляет собой зафиксированную в нижней части штанги полую насадку с режущими лопастями и отверстиями, благодаря которым в скважину поступает буровой и инъекционный раствор. В случае обнаружения в процессе работы слоистых или более прочных грунтов, чем ожидалось, может потребоваться замена буровой коронки на более подходящую.

Впрессовывание цемента в пробуриваемую скважину (или опрессовка) с нижней точки дает возможность полного заполнения пустого пространства, что предотвращает проскальзывание штанги в процессе эксплуатации.

Опорная плита позволяет работать анкерной свае и закрепляемой конструкции в единой связке. Головная пластина закрепляется между двумя сферическими гайками, накрученными металлический ствол. Втулочные муфты служат для стыковки отрезков штанг по длине. А прямым предназначением центраторов является правильная ориентировка сваи внутри скважины.

Ребристая поверхность анкерной сваи имеет хорошие показатели сцепления с цементным телом и помогает справляться с силами изгиба, поперечного давления, а также касательного трения, что дает ей существенное преимущество по сравнению с гладкоствольными конструкциями. В качестве защиты от коррозии на металлические поверхности наносится полимерное или оцинкованное покрытие. При изготовлении некоторых видов анкерных свай используются специальные марки нержавеющей стали.

Область применения

Анкерная свая относится к многофункциональным системам и может применяться в качестве:

  • нагельного крепления;
  • грунтового анкера;
  • буроинъекционной сваи.

Нагель часто называют грунтовым болтом. Его используют для укрепления насыпей и оползнеопасных склонов. Он позволяет избавиться от установки массивных ж/б конструкций, благодаря чему сохраняется внешняя эстетичность косогоров и откосов.

При помощи грунтовых анкеров усиливают шпунтовые ограждения, подпорные стены, откосы котлованов, причалы и набережные. Изделия не деформируются при высоких нагрузках, а их установка производится достаточно быстро.

Буроинъекционные сваи устанавливают для опор ЛЭП, мостов и мачт. Ими армируют стены и порталы транспортных тоннелей, а также укрепляют фундаменты. Они удобны при работе в ограниченных условиях. Анкерную сваю делают достаточно привлекательной в использовании:

  • одновременное бурение и заполнение околосвайного пространства цементным раствором;
  • отсутствие необходимости в использовании обсадных труб;
  • минимизация объема земельных работ;
  • способность справляться с растягивающими, сжимающими и изгибающими усилиями;
  • использование малогабаритной техники с навесным оборудованием;
  • отсутствие вибрации при погружении.

Устанавливаться анкерная свая может практически на любых грунтах, за исключением рыхлых песков, набухающих, просадочных и обладающих текучей консистенцией пород.

Процесс установки

Винтовые штанги могут монтироваться строго вертикально или под углом. Ставятся они при помощи бурового станка временно или постоянно, что решается в индивидуальном порядке, исходя из конечных целей.

На передовую штангу накручивается буровая коронка соответствующего диаметра. Ее наращивание производится с помощью муфт непосредственно в процессе работы. Анкерная свая последовательно забуривается в почву под требуемым углом. Одновременно через полость металлического ствола производится подача водоцементного раствора в качестве промывочной жидкости, а также контроль над его обратным выходом из скважины вместе с грунтом.

Инъекция выполняется густой цементной смесью сразу же после окончания забуривания сваи на проектную отметку. Перерыв, при этом, составляет менее часа. Раствор вливают в полость металлической штанги с синхронным ее прокручиванием, что дает возможность поднятия инъекционного раствора вверх по скважине и заполнение всех пустот. Окончанием работ послужит полное наполнение скважины бетоном и его незначительный выход через устье столба.

Все проведенные работы фиксируются в специальных ведомостях и журналах. Перечень документации и правила заполнения указываются в соответствующих ТУ и проектной документации.

Источник

Винтовой фундамент на сваях: инструкция устройства

Свайно-винтовой фундамент чаще применятся при строительстве бани, гаража или небольшого по площади частного дома. Существует несколько типов свай, которые применяют на грунтах разного типа.

Что это такое?

Конструкция сваи представляет собой полую металлическую трубу с лопастью бура с одного конца. После установки трубы связывают ростверком или первыми рядами сруба. Таким образом, свайный фундамент равномерно берет на себя вес строения, распределяя его равномерно.

Читайте также:  Какая отделка фундамента дома лучше

Винтовый наконечник сваи служит так называемым анкером, который не дает проседать строению. При необходимости замены свая просто выкручивается из скважины.

1. Широколопастные. Используются на устойчивых, пучинистых грунтах для построек с небольшим удельным весом.

2. Многолопастные. В отличие от широколопастных имеют несколько лопастей, которые дают возможность улучшить устойчивость постройки по вертикали. Такие сваи применяют для тяжелых коттеджей в несколько этажей.

3. Узколопастные. Вместо стандартной лопасти на конце, имеют наконечник, напоминающий шуруп на 5-6 оборотов. Такие сваи применяются на каменистых грунтах или в условиях вечной мерзлоты.

Лопасти сваи бывают либо литыми, либо приварными. Литые стоят дороже, но они способны выдержать большую нагрузку, поэтому для тяжелых строений в несколько этажей рекомендуется выбирать именно их.

Плюсы и минусы

Среди достоинств винтовых свай можно отметить:

1. Длительный срок службы (50-80 лет);

2. Дешевизна. Винтово-свайный фундамент позволит сэкономить до трети бюджета;

3. Быстрота проведения работ. Фундамент будет готов через 2-3 дня;

4. Широкая область применения. Винтово-свайный фундамент можно применять практически на всех типах грунтов;

5. Разнообразие. Обширная линейка дает возможность подобрать наконечник, который лучше справится с нагрузкой на разных типах грунта;

6. Простота обустройства. Минимальное количество строительных работ и привлечение техники и людей;

7. Работы по вкручиванию свай можно проводить даже зимой.

Несмотря на большое количество преимуществ, нельзя не отметить несколько минусов:

1. Под домом со свайным фундаментом нельзя обустроить гараж или погреб;

2. Невозможно использовать на заболоченных участках, так как избыточная влага приведет к быстрой коррозии металла;

3. Необходимо утепление.

При работе с винтово-свайным фундаментом следует очень внимательно отнестись к качеству материала. Важно выбирать опоры только из качественной сваи и использовать их после проверки ультразвуком или рентгеном. Практически все проблемы у застройщиков возникают только при использовании свай с дефектом.

Установка свайно-винтового фундамента

При выборе опоры, следует внимательно изучить паспорт, где указана модификация и несущая способность. Для винтовой опоры большую роль играет размер и количество лопастей, длина ствола, толщина трубы.

Еще на проектной стадии рекомендуется провести расчеты с измерениями уровня грунтовых вод, промерзанием грунта, сезонным пучением и нагрузками не только вес постройки, но и удельный вес снега и силу ветра. Все расчеты следует проводить на основании СП 24.12330.

Пошаговая инструкция

1. Разметка участка под сваи. Проводится в соответствии с планом. В местах, где будут вкручены опоры, копают небольшие ямки глубиной до 50 см.

Источник

Винтовые сваи и анкера: что выбрать

При строительстве дома, для того, чтобы он был надежным и прочным, сейсмостойким, необходимо позаботиться об основании.

Дом на надежном фундамент, правильно подобранном под тип грунта, простоит десятки, а может и сотни лет. Прежде всего, перед строительством изучают тип и особенности грунта. Соответственно ему и подбирается фундамент.

Разновидностей фундаментов много. Некоторые виды стоят не так дорого, другие – могут стоить целое состояние, если, например, требуется использовать большое количество цементного раствора на большой площади (бетонная плита).

Однако затраты теперь можно минимизировать, благодаря использованию винтовых свай и анкеров, которые можно использовать для разных типов грунта.

Многие не могут определиться, что именно выбрать: сваи и анкер, не знают, какая межу ними разница. Для установки и свай, и анкеров необходимо применение специальной спецтехники, чтобы выполнить работу качественно, с соблюдением технологии, сэкономить время и силы. С помощью спецтехники, они ввинчиваются в грунт и надежно в нем фиксируются.

Винтовые сваи

Винтовые сваи представляют собой пустотелую трубную конструкцию с винтообразным наконечником. Считается, что сваи с литым наконечником намного надежнее и прочнее, они реже ломаются при установке и более долговечные. Но и обычные модели, если речь не идет о каком-то крупном сооружении и неустойчивом грунте, прекрасно справляются со своими обязанностями.

Используются они для того, чтобы увеличить несущую способность фундаментов в строящихся зданиях. Но их можно использовать для тех же целей, но в уже построенных домах, во время их реконструкции и капитального ремонта.

Завинчиваемые анкера

Завинчиваемый анкер устанавливается по той же технологии, что и свая, но часто, он устанавливается не вертикальном положении, а под определенным углом. Служит он для того, чтобы удержать от опрокидывания различные конструкции, на которые оказывается большая нагрузка. Например, это могут быть ограждения котлованов, подпорные стенки, другие тонкостенные конструкции, нуждающиеся в усилении.

Поэтому, выбирая между сваями и анкером, нужно учесть для каких целей они требуются. Для усиления или сооружения нового фундамента используются винтовые сваи, а для усиления подпорных стен, небольших дамб и других тонкостенных конструкции, заглубленных в грунт, нужно выбрать анкера.

Похожие статьи:

Деревянная баня на даче:

Утеплитель для крыши: выбор

Земляные работы как первая

Вентиляция в доме: этапы

© 2012-2015 Современное строительство. Копировать материалы сайта запрещено.

Источник

Секретная «миссия» грунтового анкера

Инновационная технология укрепления грунта анкерными тяжами большинству пользователей абсолютно незнакома и представляется настоящей « тайной за семью печатями». Чтобы познакомиться с разновидностями грунтовых анкеров , узнать об их невидимой для всех работе в толще грунта и в чем состоит их секретная миссия, рекомендуем прочесть нашу обзорную информационную статью.

Читайте также:  Разность осадок соседних фундаментов

Устройство грунтового анкера

Технический термин «анкер» в переводе с немецкого языка означает якорь. Первые упоминания о грунтовых анкерах появились 30 лет тому назад, когда известная американская компания Foresight Products LLC получила заказ на закрепление плавающих платформ по добыче нефти. Чтобы решить поставленную задачу, инженеры разработали систему специальных якорей, надежно удерживающие массивный корпус платформы на дне океана. Результат оказался настолько успешный, что идею якоря перенесли с океана на землю, вследствие чего и появился грунтовый анкер.

Грунтовый анкер – это крепежное изделие, закрепленное в прочном несущем основании (грунте), обеспечивающее передачу растягивающих усилий от закрепляемых конструктивных элементов непосредственно на прочное грунтовое основание.

Составные элементы грунтового анкера:

  • Оголовок. В конструкции анкера эта часть выполняет функцию передачи нагрузочных усилий закрепляемой конструкции или другого элемента непосредственно на стержень анкера – анкерный тяж.
  • Анкерная тяга. Главное техническое назначение элемента заключается в промежуточной передаче выдергивающих усилий от оголовка на корневую часть анкера.
  • Корневая часть – заделка, оставляемая в земле.

Более подробная информация об остальных устройствах земляных анкеров содержится в техническом документе ведомственных норм ВСН 506-88 «Проектирование и устройство грунтовых анкеров».

Виды грунтовых анкеров

Выполнение строительно-монтажных работ в глубоких котлованах массивных объектов городских районов с плотной застройкой, связано с риском обрушения почвы под основаниями фундаментов и осыпания стенок котлованов. Чтобы максимально защитить несущее основание нового дома и не допустить развития разрушительных деформаций соседних существующих зданий, приходится устанавливать сдерживающую вертикальную опалубку. Конструкция изготавливается из отдельных досок или металлических щитов с жестким распределительным поясом по всей площади котлована. Понятно, что такие классические методы защиты значительно увеличивают бюджет строительства и намного отодвигают сроки сдачи объекта в эксплуатацию.

Технология укрепления несущего основания грунтовыми анкерами эффективно решает проблему не только обрушения стенок котлована, но и позволяет надежно укрепить фундаментные основания соседних построек.

Классификация типов грунтовых анкеров проводится по следующим направлениям:

  • Срок службы. Анкеры могут быть временными с максимальным сроком использования до двух лет и постоянными, устанавливаемые на весь период эксплуатации капитального здания или сооружения. Ввиду продолжительного срока службы второй разновидности необходима антикоррозийная обработка
  • Схема взаимодействия с грунтами. Земляные анкеры различаются на наземные (другое название – гравитационные) и заглубленные, устанавливаемые непосредственно в массив основания. Первый тип используется в качестве временных закрепляющих элементов. В заглубленном устройстве в передаче усилий от конструкционного элемента до окружающего грунта задействованы все составные части анкера.
  • Направленность действия. Устройства могут располагаться вертикально или с небольшим углом наклона.
  • Способы устройства заделки (корня). По этому направлению анкерные устройства классифицируются на инъекционные или цилиндрические. Первый вариант предусматривает инъекции цементным раствором, который подается в пробуренную скважину под избыточным давлением. Второй вариант предусматривает цементирование подготовленной скважины пластичной цементно — песчаной смесью раствором без дополнительного давления. Часто грунтовые анкеры устанавливаются с разбуренными уширениями.
  • Материал. Анкера изготавливаются из арматурных стержней, трубных изделий или прядей стального каната.
  • Предварительно — напряженные изделия. Существует предварительно – напряженные анкеры, у которых на оголовке заранее создано предварительное натяжение равное 30% величины рабочих нагрузок

Среди большого количества видов грунтовых анкеров к самым надежным и прогрессивным относятся инъекционные анкеры с предварительным напряжением оголовка.

Основная функция грунтовых анкеров состоит в передаче выдергивающих усилий и нагрузок от здания и сооружения непосредственно на прочное основание.

Область применения

Выбор анкерных свай и область применения во многом зависит от нагрузочных усилий, действующих на анкер и от категории грунтов, на которые будет передаваться вся нагрузка. Понятно, что для установки анкерных тяжей не подходят просадочные, сильносжимающиеся грунты, а также илистые, торфяные почвы. В зоне риска находится также глинистый грунт с повышенной пластичностью.

В строительстве анкерными сваями закрепляют стены подземных сооружений, земляные откосы и вертикальные стенки глубоких котлованов.

Применение грунтовых анкерных тяжей в условиях малых нагрузочных усилий:

  • В индивидуальном строительстве: укрепление ограждений и заборов, столбов и мачт уличного освещения, фиксация опорных элементов спортивных и детских игровых площадок, монтаж строительных инвентарных лесов.
  • В садово-парковом хозяйстве: для закрепления малых архитектурных форм, укрепления корневой системы и крон крупных деревьев, виноградников.

Использование земляных анкерных устройств в зоне действием средних усилий:

  • Закрепления опорных конструкций ЛЭП.
  • Укрепляющие инженерные элементы защиты насыпей и склонов.
  • Закрепление несущих стен из сборных железобетонных блоков.
  • Фиксация габионов.
  • Предотвращение провисания подземных трубопроводных коммуникаций.
  • Фиксирование плавучих буев, понтонов, причалов и доков.

Область применения грунтовых анкеров в условиях действия сильных опрокидывающих усилий и нагрузок:

  • Закрепление стен глубоких котлованов.
  • Укрепление опорных мачт высоковольтных линий.
  • Укрепление теле и радиовышек.

Установка грунтовой анкерной микросваи в прочное грунтовое основание снимает все риски развития разрушительных деформаций в закрепляемых конструкциях и их выдергиванию из почвы.

Принципы расчета

Главная цель расчета грунтовых анкерных тяжей заключается в определении несущей способности, при которых устройство будет эффективно работать в условиях постоянных выдергивающих и опрокидывающих нагрузок. Искомая величина — длина анкера, во многом зависит от грунтового массива, в котором будет закреплена корневая часть анкера. В расчете в обязательном порядке учитывается параметры общей устойчивости закрепляемых анкерами конструкций и сооружений.

Несущая способность грунтовых анкеров зависит от их способности эффективно работать под действием выдергивающих нагрузок.

Читайте также:  Усиление фундамента гаража своими руками

Отечественными и зарубежными проектировщиками разработано множество методик расчета основных параметров грунтовых анкеров. Надо понимать, что любая расчетная методика позволяет ориентировочно определять несущую способность грунтовых анкерных тяжей. На практике уточнение полученных результатов производится пробными испытаниями.

Таблица расчетов по различным методикам определения несущей способности земляных анкеров:

Перед тем, как выполнять расчет несущей способности необходимо собрать пакет исходных данных:

  • План участка застройки с нанесенными подземными инженерными коммуникациями и близко расположенными объектами с отметками подошвы фундаментов.
  • Подробная информация о технических показателях проектируемого здания или сооружения с указанием назначения объекта, глубины заложения фундаментов, предполагаемой нагрузки.
  • Детальное описание фундаментных конструкций близлежащих объектов.
  • Отчеты инженерно-геологических изысканий состояния грунтов в районе проектируемой застройки.
  • Сбор информации об усилиях и нагрузках действующих на земляную поверхность в зонах разработки котлована.

Установка анкерных креплений в грунтовом массиве исключает проведение большого объема земляных работ и не наносит ущерб экологии.

Технология устройства

Пример установки анкерных тяжей.

Способ установки грунтовых анкеров зависит от их конструкции и назначения. В строительной практике чаще всего используются две разновидности грунтовых анкеров:

  • Буроинъекционные анкерные свайные анкеры.
  • Самораскрывающиеся устройства

Технологические процессы установки перечисленных тяжей различаются, поэтому предлагаем более детально рассмотреть способы их установки.

Буроинъекционные грунтовые анкеры

Анкерные тяжи, устанавливаемые буро-инъекционным способом, применяют для закрепления грунтовых массивов и конструкций, работающих в условиях постоянно действующих растягивающих и изгибающих усилий. Если рассматривать грунтовые анкеры с теории сопромата и строительной механики, нужно отметить, что в зонах закрепления тяжи подвергаются растягивающим или сжимающим нагрузкам, а также изгибающим моментам.

Примером могут служить:

  • Насыпи автомобильных дорог, горные склоны, земляные откосы железнодорожного полотна.
  • Подземные паркинги, тоннели в горных массивах.
  • Стены глубоких котлованов.
  • Несущие мачтовые опоры ЛЭП, телекоммуникационные вышки и сооружения.
  • Массивные здания.

Неправильный расчет несущей способности грунтового анкера вызывает развитие необратимых деформаций, вплоть до выдергивания крепления и опрокидывания конструкции.

Буроинъекционные анкеры состоят из следующих разборных элементов:

  • Винтовой штанги, которая работает как бурильная труба, передающая крутящие моменты на нижнюю часть анкера и одновременно обеспечивает подачу буровой смеси в скважину.
  • Муфтового соединения для скрепления элементов винтовых штанг.
  • Центратора, помогающего правильно расположить бурильную колонну в пробуриваемой скважине и равномерно распределить цементную смесь.
  • Буровой насадки – коронки, остающейся в скважине. Конструкция состоит из режущей матрицы, соединительного кольца для крепления долота на штанге. Подача промывочной воды производится через специальные каналы, предусмотренные в конструкции насадки.

На выбор типа буровой коронки влияет тип грунтового основания и диаметр бурильного стержня.

Составные части буроинъекционного анкера.

Процесс установки производится в следующей последовательности:

  1. В грунтовом массиве производится бурение скважин до расчетной отметки, указанной в проекте.
  2. На этом этапе начинается погружение арматурного стержня в отверстие скважины до проектной отметки. По мере углубления анкерной конструкции в тело скважины подается промывочная жидкость. Обычно это водно-цементная смесь, которая очищается скважину от шлама.
  3. Достижение буровой коронки проектной глубины означает завершение процесса бурения
  4. Через установленный анкер начинается процесс нагнетания готовой цементной смеси. Марка, прочность и состав раствора указывается проектом и контролируется строительной лабораторией.
  5. Подачу густой растворной смеси производят до полного заполнения полости скважины. При этом остатки промывочной жидкости постепенно вытесняются цементным раствором.

Сам анкер, в заполненной цементной смесью скважине, выполняет функцию армирующего элемента.

Самораскрывающиеся грунтовые тяжи

Основное назначение грунтовых тяжей с самораскрывающим якорем состоит в восприятия растягивающих нагрузок. Погружение анкеров в грунтовое основание осуществляют ударным или вибрационным способом.

Все виды грунтовых самораскрывающихся анкеров устанавливаются по следующему принципу

  1. Бурение скважины. Для передачи нагрузки на расчетную глубину в почвенном массиве пневмопробойником пробивается скважина. При малых нагрузочных усилиях для пробивки отверстий используется ручной инструмент.
  2. В подготовленную скважину анкер опускается стальным стержнем.
  3. После достижения нужной глубины стержень извлекают. Анкер раскрывается, и его корневая пластина начинает функционировать как «плита в грунте».
  4. На заключительном этапе происходит тестирование устройства специальным погрузочным механизмом.

Грунтовые тяжи с самораскрывающимися опорными пластинами применяются в качестве фиксирующих растяжек для фиксации мачтовых элементов, стенок котлованов, укрепления фундаментных стен и перекрытия, инженерных коммуникаций, крон деревьев и других конструкций.

Примеры применения этой популярной группы анкеров:

Закрепление стенок котлованов профилированными стальными листами самораскрывающимися анкерами.

Защита подвальной части здания.

Фиксация мачты высоковольтной линии электропередач.

Фиксация надземных трубопроводов от смещения по горизонтали.

Установка закрепляющих растяжек больших деревьев.

Детальное описание процессов установки всех типов грунтовых тяжей содержится в техническом документе «ГОСТ Р. 57355-2016/EN 1537:2014 Анкеры грунтовые. Правила производства работ».

Применение грунтовых анкерных тяжей в качестве качественных и мощных крепежных элементов дает ощутимую экономию материальных и финансовых ресурсов, обеспечивают надежность и прочность закрепляемой конструкции.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Источник