Pale śrubowe - wady i zalety, cechy, urządzenie

Założenie domu jest jednym z najbardziej złożonych i drogich elementów jego budowy. Jednocześnie proces jego tworzenia jest bardzo długi - w większości przypadków jest to etap ograniczający budowę. Niestety, nierzadko pozbawieni skrupułów deweloperzy świadomie naruszają technologie i normy, aby szybko ukończyć fundację i przejść do kolejnych etapów pracy. Często klienci sami je popychają i wydaje im się, że nic nie dzieje się zbyt długo na placu budowy. Nadmierny pośpiech na tym etapie prowadzi do tego, że w krótkim czasie lokatorzy nowego domu mają problemy - fundament się zapada, a w wyniku tego cała struktura zaczyna powoli opadać.

Czy możliwy jest tutaj złoty środek? Czy można szybko zamontować solidną i niezawodną podstawę? Okazuje się możliwe. W tym przypadku na ratunek przychodzą stosy śrub. Aby stworzyć fundament na paliach śrubowych, zajmuje to nie jeden lub dwa miesiące, ale tylko kilka dni.

Dlaczego podobne pale wciąż nie są używane wszędzie? Dlaczego nowe domy nie rosną tak szybko jak grzyby po deszczu? Aby odpowiedzieć na te pytania, musisz znać nie tylko zalety, ale także wady pali śrubowych dla fundamentów, aby mieć pojęcie o tym, jakie ograniczenia mają ich zastosowanie. Pamiętaj, że budowanie fundacji to bardzo odpowiedzialny biznes, a wybierając rozwiązanie projektowe, powinieneś przede wszystkim polegać na własnej wiedzy, a nie na zapewnieniach reklamowych producentów, obietnicach budowniczych czy przykładach sąsiadów i znajomych.

Historia powstawania pali śrubowych

Historia pali śrubowych ma prawie dwa stulecia. Zamach w dziedzinie inżynierii fundamentów zastąpił utalentowany irlandzki inżynier Alexander Mitchell. W 1833 r. Opatentował „pale śrubowe” Mitchella, które można zainstalować w ruchomych glebach, takich jak piaszczyste dno zbiornika lub błotnistego brzegu.

Pierwszą dużą budowlą wzniesioną na takich stosach była latarnia morska Maplin Sand, zbudowana u ujścia Tamizy już w 1838 roku. Jego fundament składał się z dziewięciu stosów z końcówkami śrubowymi o średnicy 120 cm, skręconych w ziemię na głębokość około 7 metrów. W kolejnych latach pod przewodnictwem Mitchella wzniesiono kilka kolejnych latarni morskich w całej Anglii. Niektóre z nich pozostały niezmienione do dziś.

W połowie XIX wieku ponad 150 latarni morskich w Ameryce Północnej, falochron w Portland, wiadukt i mosty w Bombaju, linia kolejowa w Barodzie, molo w Madrasie i wiele innych ważnych obiektów zbudowano przy użyciu pali Mitchell.

W Rosji dowiedzieliśmy się o stosach śrub dopiero w drugiej połowie XIX wieku. Rosyjscy inżynierowie szybko docenili wszystkie zalety tego wynalazku, zwłaszcza podczas pracy w warunkach wiecznej zmarzliny w północnych regionach kraju lub w słabych, zalanych glebach obszarów przybrzeżnych. Wkrótce pale śrubowe zaczęły być szeroko stosowane w konstrukcji obiektów inżynieryjnych do celów wojskowych (wsparcie śrubowe dla szybkiej konstrukcji fundamentów składanych mostów jest nadal używane przez naszą armię), a później w inżynierii lądowej.

Stalowe pale śrubowe są obecnie szeroko stosowane na całym świecie. Ich pomoc ucieka się do miejsca, w którym potrzebna jest duża szybkość budowy fundamentów: przy instalowaniu różnego rodzaju podpór, rozmieszczaniu stacji pomp i wierceń, układaniu rurociągów, budowaniu tymczasowych obozów dla pracowników itp. Produkt ten cieszy się największym popytem ze strony firm naftowych i gazowych, w budownictwie wojskowym i przemysłowym w firmach wykonujących prace naprawcze. Na tej liście znajdują się organizacje budowlane zaangażowane w budowę budynków mieszkalnych, ale daleko od wiodących pozycji. Oczywiście, fundamenty pali śrubowych dla budynków mieszkalnych są wznoszone, ale w większości przypadków mówimy o budowaniu w trudno dostępnych obszarach lub obszarach o trudnym terenie, o naprawie problematycznych fundamentów starych domów, o naprawianiu budynków na stokach.

Budowa i właściwości pali śrubowych

Jakie są stosy śrub, które tak szybko zdobyły popularność wśród budowniczych na całym świecie? Jakie są ich odmiany? Jakie cechy pali śrubowych należy zwrócić uwagę na pierwszy?

Stos śrub składa się z wału i ostrza umieszczonego na jego końcu. Dzięki temu, ten typ stosu jest zakopany w ziemi przez przykręcenie, a nie jazdę. 2

292

1. Rura 2. Czapka, która jest przymocowana do górnej części stosu. 3. Ostrze spiralne. 4. Powłoka antykorozyjna. 5. Otwór technologiczny do ustawiania pręta.

Istnieje kilka rodzajów stalowych pali śrubowych. Wybór jednego lub drugiego rodzaju jest dokonywany na podstawie analizy cech gleby w tym obszarze i oczekiwanego obciążenia fundamentu.Często nawet w tym samym miejscu stosuje się różne rodzaje pali, co pozwala na równomierne rozłożenie obciążenia.

Rodzaj końcówki stosu śrub

Końce pali śrubowych, które służą do ułatwienia zanurzenia w ziemi, mogą być spawane lub odlewane.

Stos śrub ze spawaną końcówką.

Odlewane końcówki są znacznie droższe, a ich stosowanie jest uzasadnione tylko w przypadku pracy ze szczególnie gęstymi glebami, w tym wieczną zmarzliną, a także zawierającymi duże inkluzje pochodzenia naturalnego lub sztucznego. Wytrzymała odlewana końcówka podczas wkręcania pala łatwo niszczy przeszkody na swojej drodze i nie ulega w tym przypadku deformacji.

Pala śrubowa z odlewanym czubkiem.

Liczba ostrzy

Liczba łopatek powoduje, że stosy śrub dzielą się na pojedyncze i wieloostrzowe (w niektórych przypadkach liczba ostrzy na jednym pniu może sięgać sześciu sztuk). Pierwsze są przeznaczone wyłącznie dla gleb o dużej gęstości i niskiej mobilności.

Jeden koniec stosu śrub.

Te drugie są bardziej uniwersalne, chociaż ich głównym celem są słabe gleby o niskiej nośności, ponieważ wielopiętrowe pale są bardziej odporne na różnego rodzaju obciążenia - ciągnięcie lub, przeciwnie, przygnębienie, a także poziomo. Maksymalną wydajność stosów śrubowych z wieloma ostrzami można uzyskać poprzez prawidłowy wybór liczby ostrzy, optymalnej odległości między nimi, ich skoku i kąta nachylenia.

Dwupłatowy stos śrub.

Rozmiar ostrza

Ze względu na rozmiar ostrzy, stosy śrub są podzielone na szerokie ostrze (średnica ostrzy jest co najmniej półtora raza większa niż średnica pnia) i wąskie ostrze. Ze względu na zwiększoną powierzchnię łożyska, szerokie pale są bardzo skuteczne w słabych glebach.

Stosy śrub z szeroką głowicą.

W przypadku wąskich ostrzy ich specjalizacja to szczególnie gęste lub bardzo zamarznięte podłoże (niemożliwe jest „przykręcenie” pala o szerokim ostrzu do takiego podłoża ze względu na znacznie większe ryzyko złamania lub odkształcenia ostrzy). Średnica łopatek stosu śrub zgodnie z międzynarodową normą ICC AC358 (kryteria akceptacji podstawy śrubowej) może zmieniać się od 200 do 350 mm.

Stosy śrub o wąskim wzorze.

Grubość metalu stosu śrub

Najważniejszą cechą konstrukcyjną pala śrubowego jest grubość metalu, z którego wykonane są ściany jego wału. Obliczenie wymaganej grubości odbywa się na podstawie nie tylko oczekiwanego obciążenia pala, ale także warunków jego działania. Faktem jest, że zmniejszenie grubości ścianki pala z powodu procesów korozyjnych ostatecznie prowadzi do skrócenia jego żywotności. Zgodnie z wyżej wspomnianą normą ICC AC358 minimalna grubość ścianki szybu powinna wynosić 8 mm w glebie obojętnej i 9,5 mm w glebie o zwiększonej aktywności chemicznej.

Oczywiście krajowi inżynierowie zdawali sobie również sprawę z wagi takiego parametru, jak grubość metalu stosowanego do produkcji pali śrubowych. W książce referencyjnej „Pale i fundamenty palowe” wydanej w ZSRR w 1977 r. Stwierdzono, że wał palowy powinien być wykonany z rury bez szwu, produkowanej przez walcowanie na gorąco, o grubości ściany co najmniej 10-14 mm. Jednak we współczesnej rosyjskiej normie budowlanej JV 24. 13330. 2011 „Pale fundamentowe” taki parametr jak grubość ścianek szybu nie jest brany pod uwagę i nie jest znormalizowany.

Oczywiście Rosja może produkować (i nie tylko może, ale również produkować!) Stosy, których jakość spełnia wszystkie wymagania międzynarodowej normy ICC AC358. Jednak ze względu na ich wysoki koszt, w większości przypadków nie konkurują one z konwencjonalnymi żelbetowymi palami zainstalowanymi we wcześniej wierconej studni.

Konieczne jest uwzględnienie grubości metalu, nie tylko trzonu pala, ale także jego łopatek. Podczas budowania tymczasowych lub lekkich przedmiotów dopuszczalne jest stosowanie pali z ostrzami cieńszymi niż 5 mm. W konstrukcji dużych konstrukcji zaprojektowanych do długotrwałej pracy, międzynarodowa norma zaleca stosowanie pali, których grubość ostrzy wynosi 9. 5-12. 5 mm.

Ochronna powłoka antykorozyjna

Aby zmniejszyć wpływ procesów korozyjnych na właściwości wytrzymałościowe stosu stalowego zainstalowanego w agresywnej glebie, nie tylko zwiększ grubość jego ściany, ale również zastosuj dodatkową powłokę ochronną. Najczęściej stosowanymi metodami antykorozyjnej ochrony pali stalowych jest cynkowanie i nakładanie specjalnej powłoki polimerowej (poliuretanowej, epoksydowej itp.). Zgodnie z ICC AC358 grubość ochronnej warstwy polimerowej nie powinna być mniejsza niż 400 mikronów.

Zalety fundamentu na paliach śrubowych

Szybkość montażu

Duża prędkość montażu jest chyba najważniejszą zaletą pali śrubowych, ponieważ w czasie budowy jest ceniony jak nic innego. Stos śrub jest gotowy do pracy natychmiast po instalacji. Nawet betonowanie wewnętrznego prześwitu wału pala nie prowadzi do wymuszonych przestojów na placu budowy: nie ma potrzeby czekać na beton, aby zyskać siłę marki, ponieważ obciążenie pala jest przede wszystkim postrzegane przez jego stalową powłokę.

Niski poziom hałasu w konstrukcji fundamentu

Niski poziom hałasu podczas instalacji to główna zaleta pali śrubowych w porównaniu do jazdy. Proces wrzucania tego ostatniego w ziemię towarzyszy nie tylko hałas, ale także wibracje. Oddziaływania drgań na ziemię mogą spowodować uszkodzenie różnych struktur znajdujących się w bezpośrednim sąsiedztwie miejsca pracy.

Niska cena

Niski koszt fundamentu na paliach śrubowych w porównaniu z kosztami wszystkich rodzajów fundamentów żelbetowych jest osiągany głównie dzięki znacznemu zmniejszeniu objętości robót ziemnych.

Zdolność do wytrzymania różnych obciążeń ciągnących

Ta zdolność wynika z obecności łopatek na stosach śrub. Pale te mogą być instalowane na nierównych platformach (co oznacza, że ​​idealnie nadają się do budynków położonych na zboczach) i pod dowolnym kątem do pionu.

Nie ma potrzeby uzyskiwania dużej ilości gleby

Niewielka ilość gleby przemieszczona podczas montażu pali śrubowych umożliwia wykonywanie prac w pobliżu istniejących budynków.

Może być stosowany w różnych warunkach

Pogoda i bezpretensjonalność klimatyczna pali śrubowych wyraża się w tym, że mogą być eksploatowane w dość szerokim zakresie temperatur, nie boją się wzrostu wód gruntowych i pęcznienia gleby, a zatem nie wymagają obowiązkowego drenażu miejsca, w którym trwa budowa.

Możliwość ponownego użycia

Jednym z zastosowań pali śrubowych jest budowa tymczasowych konstrukcji. Po zakończeniu budowy i demontażu takiej konstrukcji stosy śrub można usunąć z gleby i, w razie potrzeby, ponownie wykorzystać.

Warto zauważyć, że wszystkie produkowane przemysłowo pale śrubowe, których jakość jest zgodna z międzynarodowymi standardami ICC AC358 Helical Foundation Acceptation Criteria, mają wszystkie te zalety.

Niedoskonałości fundamentów na stosach śrub

Zastosowanie pali śrubowych ma wiele ograniczeń, o których wielu producentów niestety stara się milczeć. W warunkach, w których firmy zajmujące się montażem fundamentów są łatwe do pogwałcenia standardów technologicznych, jako klient, musisz mieć ogólne pojęcie o tym, kiedy stosy śrub są niepożądane lub całkowicie niedopuszczalne.

Niemożliwość zastosowania na obszarach o aktywności sejsmicznej

Budowa budynków na fundamentach pali śrubowych jest dozwolona tylko w obszarach, w których nie ma lub w ograniczonym zakresie aktywności sejsmicznej.

Brak zastosowania w glebach powodujących szybką korozję metalu

Stalowe pale śrubowe nie powinny być stosowane w glebach o rezystancji elektrycznej mniejszej niż 10 Ohm * m, w glebach o pH poniżej 5,5, a także w glebach bogaty w związki organiczne. Powodem tych ograniczeń jest wysoki stopień korozji elektrochemicznej stali w tych warunkach. Odpowiedzialny deweloper, który nie jest obojętny na pytanie o trwałość wznoszonej przez niego konstrukcji, przed podjęciem decyzji o stosowaniu stalowych pali śrubowych, jest po prostu zobowiązany do określenia wszystkich niezbędnych cech gleby na danym placu budowy. Jeżeli nie jest możliwe określenie agresywności gleby, konieczne jest spełnienie wymagań przyjętych dla pali instalowanych w glebach o bardzo wysokiej aktywności korozyjnej.

Niedopuszczalne jest wnikanie w stosy śrub w glebę skalistą

Sterty żużla i składowiska odpadów budowlanych można przypisać tej samej kategorii gleby. Wszelkie stałe wtrącenia mogą uszkodzić łopatki lub nawet trzon pala śrubowego podczas jego instalacji.

Zaleca się unikanie stosowania pali śrubowych na glebach, które nie zapewniają wystarczającego podparcia bocznego

Obejmują one na przykład torf, luźne piaski mułowe itp. Jeśli potrzeba zainstalowania takich pali w płynącej glebie jest wszystkim jest, konieczne jest albo niezawodne połączenie ich ze sobą, albo ich znaczne pogłębienie. Zgodnie z wymaganiami normy ICC AC358, stos śrub w gęstych glebach powinien być zakopany co najmniej o 1,5 m, podczas gdy w glebach miękkich - co najmniej o 3 m.

Podajmy przykład: montaż pala śrubowego 2, 5 mw miejscu, gdzie torfowisko znajduje się na głębokości 2 m, jest niedopuszczalne, ponieważ w tym przypadku stos zostanie pozbawiony niezbędnego bocznego podparcia gleby.

Czynniki wpływające na trwałość pali śrubowych

Reklama zapewnia, że ​​fundament na paliach śrubowych może trwać co najmniej przez sto lat. Czy to naprawdę, czy to tylko kolejna sztuczka marketerów? Praktyka pokazuje, że jest to całkiem możliwe, ponieważ niektóre latarnie morskie wzniesione pod Mitchell nadal stoją do dziś. Jesteśmy jednak bardziej zainteresowani losem nie jakiejś latarni morskiej w dalekiej Europie, ale małym wiejskim domem gdzieś w rejonie Moskwy, na Uralu lub nad brzegiem Jeniseju. Ile pozostanie, gdy zostanie wzniesiony na fundamencie pali śrubowych, nie wykonanych gdzieś i raz, ale tu i teraz?

Na podstawie danych eksperymentalnych oszacowano okres użytkowania stalowe pale śrubowe w glebach o różnej oporności elektrycznej. Zgodnie z tymi szacunkami, w glebie o niskiej korozyjności (na przykład, suchy łupek lub suchy piasek), stosy nie galwanizowanego metalu będą trwać co najmniej 300 lat, a z metalu pokrytego powłoką ochronną - 800 lat lub więcej. Imponujące, prawda? Jest to jednak gleba idealna pod względem jej zdolności (a raczej niezdolności) do powodowania korozji metalu.

Rozważ dla porównania kolejną opcję ograniczającą. W glebach o bardzo wysokiej aktywności korozyjnej (gleba morska, muł, mokra glina, torf) średnia przewidywana trwałość stosu śrub stalowych wynosi tylko 30 lat (jeśli stos jest wykonany z metalu ocynkowanego, liczba ta wzrośnie do 70-75 lat).

Należy dokonać jednej ważnej rezerwacji. Przy wykonywaniu wszystkich tych obliczeń przyjęto, że stos został wykonany zgodnie ze standardem ICC AC358 używanym na Zachodzie, tj. Grubość ścian jego pnia wynosi 8 mm. Ale znalezienie na rynku rosyjskim pali śrubowych walcowanych na gorąco rur stalowych o takiej grubości ścianek jest prawie niemożliwe. Jak długo „standardowa” produkcja krajowa będzie trwała w agresywnym środowisku, tj. Stos wykonany ze spawanej rury o grubości ścianki 3-4 mm, nie jest znany nikomu, ale oczywiście znacznie krótszy niż 30 (75) lat.

Z powyższego wynika, że ​​100 lat obsługi fundamentów na stosach śrub obiecanych w reklamie to nic innego jak puste słowa. Pale mogą służyć zarówno znacznie więcej, jak i znacznie mniej - wszystko zależy od jakości produktów i warunków pracy, o których nie ma słowa w reklamie.

Ogólnie żywotność pali śrubowych zależy od trzech głównych parametrów:

• grubości stali użytej do wykonania stosów pnia i ostrza,
• grubość i jakość ochronnej powłoki antykorozyjnej,
• aktywność chemiczna gleby w tym obszarze.

Bez znajomości tych charakterystyk pali i warunków eksploatacji, nie można nawet założyć, jak długo będą trwać.

Praktyka oparzenia pali śrubowych wiązkami kanałów metalowych lub narożników, szeroko rozpowszechniona wśród naszych budowniczych, przyczynia się do zmniejszenia żywotności pali śrubowych. Oczywiście, montaż takich więzadeł między palami jest uzasadniony przy instalacji fundamentu w podłożu przy słabym podparciu bocznym. Jednak połączenie pali stalowych z mostkami z materiału przewodzącego przyspiesza korozję elektrochemiczną metalu.

Aby uniknąć prądów błądzących przyczyniających się do przyspieszenia procesów korozyjnych, pale stalowe nie powinny być połączone galwanicznie, jak również z innymi elementami budowlanymi ze stali. Aby połączyć pale w jeden system, należy użyć drewnianych taśm lub metalowych taśm, których elementy są połączone z palami za pomocą zacisków izolowanych od pali materiałem dielektrycznym.

To wszystko, co chcieliśmy dzisiaj powiedzieć. Teraz znasz wszystkie zalety i wady stosów śrub i mam nadzieję, że zrozumiałeś główną ideę, którą staraliśmy się przekazać. Pale śrubowe są doskonałym wyborem do tworzenia fundamentów, ale nie mogą być używane zawsze i wszędzie. Określić zasadność użycia pali śrubowych w każdym przypadku tylko profesjonalnej puszki.Uwierz mi, koszt przyciągnięcia specjalisty jest nieproporcjonalnie mniejszy niż koszt wyeliminowania błędów popełnionych w procesie projektowania i budowy fundamentu.