Многовитковые или однолопастные винтовые сваи: что выбрать

Винтовая свая — это стальная труба-ствол с наконечником и лопастью, которую заворачивают в грунт, как шуруп. Но «лопасть» бывает двух принципиально разных видов.

Однолопастная — у наконечника приварена одна широкая лопасть, в полтора-три раза шире ствола. Например, ствол 108 мм и лопасть 300 мм.

Многовитковая, её ещё называют «свая-шуруп», — вдоль нижней части ствола идут несколько узких витков, как резьба у самореза.

В ГОСТ Р 59106-2020 «Сваи стальные винтовые» слова «многовитковая» нет. Стандарт делит сваи на лопастные — с одной или несколькими лопастями, спиральные — с одной или несколькими спиралями, и комбинированные. То, что продают как многовитковую сваю, по ГОСТу — спиральная.

Выбор между ними — это не вопрос «какая лучше», а вопрос грунта.

Однолопастная работает как тарелка. Широкая лопасть опирается на грунт под собой, и нагрузка передаётся через её площадь. Главное — завести лопасть в плотный слой. Если под лопастью слабый грунт, большая площадь не поможет: свая будет садиться.

Широкая лопасть хорошо работает и на выдёргивание: чтобы вытащить сваю, нужно поднять весь конус грунта над лопастью. Поэтому однолопастные сваи ставят там, где конструкцию может оторвать ветром или пучением.

Многовитковая работает по всей длине винтовой части. Несколько узких витков распределены вдоль ствола, и сваю держит сопротивление грунта по этой длине, а не одна площадка на конце. Ей не нужен один прочный слой — она собирает несущую способность со всей толщи, куда завёрнута.

Практическое следствие: однолопастной свае нужен плотный слой на доступной глубине, многовитковой — однородный плотный грунт по длине.

Слабые, водонасыщенные, насыпные, торфяные грунты над плотным слоем — однолопастная с широкой лопастью. Её заворачивают сквозь слабую толщу до несущего слоя, и широкая лопасть опирается на него.

Плотные суглинки и супеси, грунты с гравием и щебнем, мёрзлые грунты — многовитковая. Узкие витки легче проходят плотный грунт и не упираются в камни так, как широкая лопасть. Широкую лопасть в таком грунте можно погнуть или сорвать при завинчивании.

Опоры, работающие на выдёргивание — лёгкие навесы, рекламные конструкции, мачты с растяжками, ограждения на ветровых участках — чаще однолопастные.

Но эти правила — ориентир, а не расчёт. Несущую способность сваи в конкретном грунте определяют по инженерно-геологическим изысканиям и расчёту по своду правил о свайных фундаментах, а на площадке проверяют пробным завинчиванием. Выбирать тип сваи «по отзывам» без данных о грунте — значит угадывать.

Наконечник — место, которое первым встречает сопротивление грунта. По ГОСТ Р 59106-2020 он бывает литым, сварным или кованым.

Сварной — лопасть и конус приварены к трубе. Самый распространённый и доступный вариант. Для обычных грунтов его достаточно.

Литой — наконечник отлит целиком вместе с лопастью. Он прочнее, у него нет сварного шва на самом нагруженном месте, и лопасть не сорвёт при заворачивании в плотный грунт с камнями. Литые наконечники делают обычно на сваях малых и средних диаметров.

Если грунт тяжёлый и каменистый или сваи будут заворачивать техникой с большим моментом — литой наконечник заметно снижает риск брака при монтаже. Смотрите раздел сваи с литым наконечником.

Диаметр ствола по ГОСТ Р 59106-2020 — от 57 мм и выше: 57, 76, 89, 108, 133, 159, 219 мм и больше. Малые диаметры — для ограждений и лёгких опор, 89–108 — для лёгких зданий, навесов, модульных сооружений, 133 и выше — для более тяжёлых конструкций, опор трубопроводов и причалов.

Стенка ствола — это срок службы. Металл в земле корродирует, и чем толще стенка, тем больше запас. Тонкостенные сваи, 3,5 мм, ставят под заборы и временные сооружения. Под здания берут стенку от 4 мм и толще, а в агрессивных грунтах — толстостенные, усиленные сваи: раздел усиленные винтовые сваи.

Сталь по стандарту — не ниже класса прочности 245, углеродистая или низколегированная.

Длина — такая, чтобы лопасть или витки ушли ниже глубины сезонного промерзания и в несущий слой. Иначе пучение будет выталкивать сваю каждую зиму.

Стандарт допускает несколько видов защиты: горячее цинкование, холодное цинкование, порошково-полимерное и эпоксидное покрытие. Вид защиты указывают в маркировке сваи.

Самое уязвимое место сваи — не глубина, а граница «грунт — воздух». Там переменная влажность, кислород и перепады температуры, и коррозия идёт быстрее всего. Поэтому покрытие должно быть целым именно в верхней части ствола, а при монтаже его не должны содрать инструментом.

Горячее цинкование — самое долговечное из перечисленных. Если свая идёт в агрессивный грунт или под ответственное здание, разница в цене с окраской окупается сроком службы.

После монтажа ствол сваи обычно заполняют бетоном или раствором: это защищает внутреннюю поверхность трубы и добавляет жёсткости верхней части.

Пробное завинчивание. Перед массовым монтажом одну-две сваи заворачивают с контролем крутящего момента. По нему судят о плотности грунта и о том, на какой глубине свая вышла в несущий слой.

Вертикальность. Сваю, ушедшую в сторону при заворачивании, не выправляют рывком: так её ослабляют в грунте. Отклонение контролируют с первых оборотов.

Отметка верха. После монтажа сваи срезают по одному уровню и ставят оголовки под обвязку или ростверк. Оголовки — в разделе оголовки для винтовых свай.

Маркировка. По ГОСТ Р 59106-2020 в ней указывают тип сваи, габариты, вид защитного покрытия и число секций. Сверьте её с проектом до начала монтажа, а не после.

Чем многовитковая свая отличается от однолопастной?

Однолопастная опирается широкой лопастью на грунт под собой, как тарелка. Многовитковая держится за счёт нескольких узких витков по длине ствола. Первой нужен плотный слой на глубине, второй — однородный плотный грунт по длине.

Какую сваю выбрать для слабого грунта?

Однолопастную с широкой лопастью, заведённой сквозь слабую толщу в плотный несущий слой. Точный выбор делают по изысканиям и расчёту.

Какая свая лучше для плотного и каменистого грунта?

Многовитковая: узкие витки легче проходят плотный грунт. Широкую лопасть в каменистом грунте можно погнуть или сорвать, поэтому там уместен и литой наконечник.

Какой ГОСТ на винтовые сваи?

ГОСТ Р 59106-2020 «Сваи стальные винтовые. Технические условия». Он делит сваи на лопастные, спиральные и комбинированные.

Какая толщина стенки нужна?

3,5 мм — для ограждений и временных сооружений, от 4 мм — для зданий, толстостенные — для агрессивных грунтов. Толщина стенки определяет запас на коррозию.

Какое покрытие лучше для винтовой сваи?

Горячее цинкование — самое долговечное. ГОСТ допускает также холодное цинкование, порошково-полимерное и эпоксидное покрытие.

На какую глубину заворачивать сваю?

Ниже глубины сезонного промерзания и в несущий слой грунта. Точную глубину определяют по изысканиям и пробному завинчиванию.

Однолопастная свая работает широкой лопастью как тарелка и нуждается в плотном слое на глубине. Многовитковая держится несколькими узкими витками по длине ствола и лучше проходит плотные и каменистые грунты. В ГОСТ Р 59106-2020 такие сваи называются лопастными и спиральными.

Слабый грунт над плотным слоем и работа на выдёргивание — однолопастная. Плотный, каменистый, мёрзлый грунт — многовитковая, а при камнях ещё и литой наконечник.

Стенка ствола определяет срок службы, горячее цинкование — лучшая защита, а самое уязвимое место — граница грунта и воздуха.

Окончательный выбор делают по изысканиям, расчёту и пробному завинчиванию, а не по общим правилам.

Ассортимент — в разделе винтовые сваи: многовитковые, однолопастные СВС, сваи-шурупы, с литым наконечником.