Слабкі ґрунти завжди були перешкодою капітального будівництва. Гвинтові палі - далеко не інновація, проте їх застосування стало набирати обертів порівняно недавно. Поговоримо про те, які технологічні переваги надають гвинтові палі, і як їх правильно використовувати.
- Де обгрунтовано застосування гвинтових паль
- Схема свайно-ростверкових фундаменту
- Використання для зміцнення експлуатованих фундаментів
- Процес закручування паль
Існують винаходи, які випереджають свій час настільки сильно, що комплексна вигода від їх використання здається дуже вже неймовірною. Незважаючи на те що ідея вгвинчування паль замість використання традиційного буронабивної методу відома більш 150 років, повсюдно застосовуватися ця технологія стала тільки в наші дні.
Завдяки широкому поширенню, індустрія гвинтових паль отримала відчутний поштовх до розвитку, яким зумовлена поява відразу декількох різновидів. Найчастіше під поняттям ВС мають на увазі палі зі звареним однолопастний наконечником. вони найбільш прості у виготовленні і можуть проводитися малими обсягами практично в будь-якій майстерні, де є зварювальний апарат та ковальський горн. Саме цей тип займає левову частку ринку і застосуємо для широкого спектра задач: від споруди парканів до малоповерхових каркасних будівель.
Трохи менш популярні литі наконечники паль з лопатями в один і півтора витка. Через відсутність зварювальних швів такі вироби більш довговічні і надійні, їх область застосування поширюється аж до військового інженерного будівництва. Саме такі палі рекомендується використовувати в капітальному будівництві.
Основною передумовою для серйозного розгляду фундаменту на гвинтових палях в якості основної будівельної технології залишається недостатня опорна здатність верхніх шарів грунту. Головна перевага в тому, що при влаштуванні несучої основи будинку більше не потрібно проводити масштабні земляні роботи і планування ділянки: палі можуть бути закручені де завгодно. Навіть в скельному або мерзлому ґрунті, де під них бурять лідерні свердловини. Якщо однією лопаті на наконечнику недостатньо, можна повторювати гвинти через кожні 1-2,5 метра, нарощуючи несучу здатність.
Застосування гвинтових паль не обмежена будівництвом житлових або комерційних об'єктів. Навіть навпаки: завдяки своїй універсальності їх можна застосовувати для вирішення таких специфічних завдань, як пристрій причалів, основ для щогл, банерів і флагштоків, а то і зовсім для зміцнення рухомих шарів грунту на бортах балок і ярів. Для гвинтових паль заглиблення навіть на 20 метрів - зовсім не межа, тому за рахунок того, що спирається на більш щільний шар грунту вони не тільки демонструють прекрасну стійкість, але і можуть приймати повну експлуатаційну навантаження відразу після закручування.
Навіть в сейсмонебезпечних регіонах і при високій ймовірності зсувів завжди залишається можливість закріпитися в більш глибокому вапняку. У таких випадках використовують узколопастние палі. Інша назва - пальові шурупи - набагато краще характеризує як їх зовнішній вигляд, так і принцип роботи.
Механіка роботи гвинтових паль досить проста: лопаті перешкоджають продавлювання і розшарування грунту, а штанга палі сприймає осьову навантаження і не має схильності до деформації за рахунок навколишнього її щільною середовища.
1 - рослинно-грунтовий шар; 2 - суглинок; 3 - глина; 4 - твердий грунт; 5 - сталева труба; 6 - наконечник палі; 7 - розподіл навантаження
Однак одних тільки точок опори для подальшого будівництва недостатньо. Для гвинтових паль розроблена система оголовків, що дозволяє відносно просто спорудити ростверк по одній з трьох типових конструкцій.
Якщо мова йде про інженерні споруди: мостах, опорах, грунтових анкерах і каркасних будівлях, палі обносяться сталевим ростверком. У найпростішому випадку це швелер, полки якого розташовуються вертикально і служать ребрами жорсткості. Для складання елементів в єдину монолітну систему використовуються, як правило, болтові з'єднання. Якщо ж для гвинтового фундаменту не передбачається можливість ремонту і демонтажу, палі просто зварюють з ростверком.
Другий тип ростверку здатний розвінчати головна помилка про те, що при використанні гвинтових паль виключається можливість пристрою підвалу або підпілля. Ростверк в цьому випадку монтується на двох рівнях. Верхній служить опорою для огороджує конструкцій, а нижній - для стабілізації фундаменту і виключення деформацій і компенсації бічних навантажень. Варіацій виконання такої системи безліч. Нижній ростверк може бути прихований під землею і майже завжди його розташовують нижче глибини промерзання, щоб сили морозного обдимання утворювали виривають навантажень. Також нижній ярус може бути і надземних, якщо верхній служить опорою під ферми перекриття або будівля істотно підноситься над землею, що характерно для земельних ділянок з сильним ухилом і набережних.
Нарешті, ростверк може бути виконаний і залізобетонною конструкцією. Для надійного зчеплення з бетоном на кожній палі виконується навівка арматурного прута. Перевага такої системи в тому, що ростверк сам по собі може служити опорною частиною: хоч він і лежить на менш щільному грунті, зате площа обпирання у нього набагато вище. До того ж дотримання захисних шарів бетону істотно збільшує довговічність ростверку.
Як ви вже зрозуміли, останній тип свайно-ростверкових системи може бути представлений іобичним фундаментом. В проектній практиці досить поширені випадки, коли власна вага залізобетонної основи будівлі працює в збиток необхідної опорної здатності. Потрібно якось компенсувати це явище, що можливо за рахунок закладки невеликого числа гвинтових паль перед заливкою стрічкового фундаменту або плити і безпосередній їх ув'язки з армуючої системою.
Однак зміцнювати таким чином можна навіть експлуатовані фундаменти. Обумовлено це здатність паль опиратися не тільки вдавленню, але і виривання. Якщо під фундаментом точно визначені ділянки з недостатньою щільністю ґрунту, поперек стрічки відривають траншею і вкручують дві палі з інтервалом від 1,5 до 3 метрів. Вони з'єднані місцевим сталевим ростверком, який діє за принципом важеля.
1 - стіна; 2 - стрічковий фундамент; 3 - сталевий ростверк; 4 - гвинтові палі
Звичайно, це не єдиний спосіб зміцнення. Ніщо не заважає посилити фундамент доливкою з вуличною боку. Бетонний «добір» тут служить для надійної зчіпки з існуючим фундаментом, а палі приймають основне навантаження.
Процес закручування пальНа масштабних об'єктах вкручування виробляють механізованим методом, залучаючи бурильні машини з виносної стрілою. Перевага тут у високій швидкості: одна паля закручується близько п'яти хвилин, тобто за один робочий день цілком можливо звернути близько сотні. Додатковий плюс - замовнику взагалі не потрібно вникати в деталі процесу.
В індивідуальному будівництві палі часто закручують ручним методом. Все що для цього потрібно - м'язова сила двох чоловік і невелике пристосування, зване бабкою. Вона кріпиться на верхній частині стовбура і має чотири перекидних важеля. Перевага ручного вкручування в тому, що занурити палю в грунт можна з мінімальним відступом від існуючих капітальних конструкцій, що дуже корисно в будівництві різного роду терас і прибудов. З недоліків можна привести трудомісткість процесу (можна порівняти зі палями ТІБЕ) І обмежену глибини вкручування.
Перед вкручування паль обов'язково проводиться їх антикорозійна обробка, навіть якщо труби і лопаті вже мають шар оцинковки. Після закручування виконується регулювання паль ручним доворачіваніем з отриманням потрібного рівня, закріплення оголовків і влаштування ростверку.
