Геошуруп – сучасне рішення у будівництві
Геошурупи – це металеві гвинтові палі другого покоління, які використовуються для монтажу фундаментів без бетону. Опора вкручується в ґрунт як великий саморіз, надійно фіксується та утримує стабільне положення. Специфічна конструкція гвинтових паль спрощує та прискорює малоповерхове будівництво, монтаж енергетичних установок, об’єктів інфраструктури, сільськогосподарських споруд, швидкомонтованих модульних будівель. Геошурупи занурюються на значну глибину, що дає змогу будувати міцні фундаменти без бетону навіть на складних ділянках – в піщаному, глиняному, торф’яному та інших видах ґрунту.
Конструкція та класифікація геошурупів
Геошуруп має форму великого гвинта, який складається з центральної труби та спіральних лопетай. Багатовиткова різьбова частина забезпечує легке загвинчування та посилює зчеплення конструкції з ґрунтом. Кожен наступний виток спіралі ущільнює ґрунт, що робить геошуруп дуже міцним та стабільним в експлуатації. Спіральні лопаті з’єднані з центральною трубою зварюванням. Легкі гвинтові палі монтуються вручну, а важкі та посилені – машинним способом. Гострий металевий наконечник полегшує вхід геошурупа в ґрунтову масу та формує правильний напрямок вкручування. До верхньої частини геошурупа кріпиться монтажний вузол – оголовок, на який встановлюється основний конструктив споруди.
Конструктивні параметри геошурупів
Довжина стовбура геошурупа розраховується залежно від характеристик ґрунту та експлуатаційних навантажень з округленням до 0,25 або 0,05 м. Палі можуть бути виготовлені з цільної трубної заготовки або з кількох зварних секцій, якщо загальна довжина перевищує 6 метрів. Основна частина геошурупа виготовляється з труби діаметром 57…325 мм, товщина стінки визначається відповідно до стандартів ДСТУ 10704 для електрозварних труб та ДСТУ 8732 для сталевих безшовних труб. Короткі гвинтові палі невеликих діаметрів підходять для монтажу огорож та інших легких металоконструкцій. Геошурупи довжиною понад 1,5 метри використовуються для зведення фундаментів будівель та важкого технологічного обладнання. Наприклад, середній розмір геошурупів для малоповерхового будівництва – довжина 2,5 метри, діаметр 108 мм. Але точні параметри палі мають бути визначені інженерними розрахунками індивідуально для кожного проекту, щоб свайно-гвинтовий фундамент витримував вагу споруди та робочі навантаження.
Захист від корозії
Геошурупи виготовляються з конструкційної сталі. Для захисту від корозії використовується технологія гарячого цинкування – занурення металоконстуркції у розплавлений цинк. Метод занурення дозволяє нанести захисне покриття одночасно на зовнішню та внутрішню поверхню, рівномірно розподілити цинк по складним поверхням гвинтових лопатей. Оцинковані геошурупи стійкі до впливу вологи, можуть безпечно працювати в постійному контакті з ґрунтом, підходять для експлуатації в агресивному середовищі, в тому числі в солоних водоймах. Середня товщина цинкового покриття гвинтових паль складає 50-70 мкм, для складних мов експлуатації товщина може бути збільшена до 100-200 мкм. Термін служби оцинкованих конструкцій збільшується до 60-100 років.
Типи оголовків для геошурупів
На верхівку геошурупа одягається оголовок – труба більшого діаметру з фланцем або іншим монтажним елементом. Тип оголовка обирається залежно від експлуатаційних навантажень та конструктиву споруди. Класичні конструкції оголовків:
- Плоский фланець – металева пластина квадратної, круглою або шестикутної форми з отворами під болтові кріплення.
- Скоба – U-подібна деталь з отворами під болти для монтажу металевої чи дерев’яної балки.
- Трубчастий оголовок, в який встановлюється вертикальна стійка (стовп, флагшток, щогла, опора) з радіальною фіксацією болтами.
- Різьбовий регульований оголовок, за допомогою якого можна коригувати висоту геошурупа.
Оголовок може мати комбіновану конструкцію, розроблену спеціально для конкретного проекту – це дозволяє адаптувати геошуруп під специфічні способи монтажу та особливі умови навантаження. Додавання в конструктив різьбових елементів робить гвинтову палю регульованою. Для спрощення монтажних робіт в конструктив оголовка може бути доданий спеціальний перехідник під кріплення металевого профілю – труби, кутника, балки тощо. Індивідуальна розробка дозволяє оптимізувати конструктив фундаменту та геошурупах та підвищити швидкість монтажних робіт.
Принцип роботи геошурупів
Механізм загвинчування
Розглянемо детальніше, що таке геошуруп та як він працює. Геошуруп загвинчується в ґрунт за принципом самонарізного гвинта:
- розміщується вертикально в заданій точці;
- входить в ґрунт в гострим наконечником;
- обертається навколо осі за годинниковою стрілкою;
- розрізає земляні шари лопатями;
- поступово заглиблюється та ущільнює ґрунтові маси.
Навантаження рівномірно розподіляються по конструктиву палі та спрямовуються на всі шари ґрунту, завдяки чому геошуруп набуває високої міцності та надійно утримує стабільне вертикальне положення. Опора стійка до горизонтальних навантажень, немає ризиків нахилу чи зсуву конструкції. Жорстке стабільне положення утримується навіть у м’яких та вологих ґрунтах за умови правильного проектування геошурупа.
Невеликі гвинтові палі вкручуються вручну, крутний момент створюється механічним важелем. Для монтажу довгих геошурупів великих діаметрів використовується спецтехніка на гідроприводі чи мотобур. Під час вкручування обов’язково контролюється вертикальне положення осі. Після повного заглиблення коригується розташування геошурупів, за потреби верхні торці труб підрізаються, щоб всі палі були на одному рівні. На верхівки геошурупів встановлюють оголовки з фіксацією болтами. До оголовків кріпиться каркас або ростверк – верхня частина пальового фундамента, яка рівномірно розподіляє навантаження.
Умови застосування геошурупів
Геошурупи сумісні з більшістю типів ґрунту, в тому числі із вмістом піску, торфу, глини. При правильному розрахунку довжини та діаметру гвинтові палі можуть монтуватися ву вологі, мерзлі та м’які ґрунти, на підтоплених територіях. Глибина загвинчування визначається інженерними розрахунками залежно від властивостей ґрунту та експлуатаційних навантажень на фундамент. Монтаж у кам’янисті ґрунти може потребувати попереднього буріння, тому таке застосування непопулярне. Також обмеження можуть бути пов’язані з вагою будівельної споруди – несуча здатність опор має відповідати експлуатаційним навантаженням. Щоб постійний контакт з ґрунтом та вологою не призвів до утворення іржі, геошурупи піддаються гарячому цинкуванню – цинкове покриття розширює можливості застосування гвинтових пальових фундаментів в агресивному середовищі.
Переваги застосування геошурупів
Геошурупи – це удосконалена модифікація класичних гвинтових паль. Наявність шнекової різьби спрощує монтаж та підвищує міцність опор, специфічна конструкція забезпечує краще зчеплення з ґрунтом та більш стабільне положення. Переваги застосування геошурупів у сучасному будівництві порівняно з іншими видами фундаментних опор:
- Швидкий монтаж. Встановлення не потребує заливки бетону, додаткового буріння, армування, виймання великих обсягів ґрунту, влаштування опалубки чи інших робіт. Геошурупи можна монтувати у будь-яку погоду незалежно від сезону.
- Проста розмітка і точне регулювання по висоті. Для початку монтажу достатньо визначити опорні точки кожного геошурупа. Спеціальна підготовка ґрунту на ділянці не потрібна. Точкове розміщення опор дозволяє реалізувати будь-які планувальні рішення без зайвих витрат. Рівень геошурупів легко коригується глибиною загвинчування, підрізанням верхніх торців або встановленням спеціальних оголовків.
- Висока несуча здатність та миттєве навантаження. Правильно розраховані геошурупи витримують навантаження від малоповерхових будівель, модульних споруд, енергетичних установок, технологічного обладнання. Одразу після загвинчування паль можна переходити до наступних етапів будівництва.
- Доступність у приватному будівництві та вигідна ціна геошурупів. Легкі споруди та огорожі на присадибних ділянках і дачах встановлюються на невеликі геошурупи, які можна вкрутити самостійно вручну без спеціальної техніки. Економія досягається за рахунок недорогого виготовлення, доступної вартості гарячого цинкування, швидкого монтажу з відносно невеликими трудовитратами.
- Сумісність з м’якими та вологими ґрунтами, простий демонтаж. Геошурупи дозволяють будувати на заболоченій місцевості, біля водойм, на схилах та в різних складних умовах, де інші види фундаментів не працюють. Завдяки специфічній конструкції палі захищені від просідання, деформації, зміни положення. За потреби геошуруп можна викрутити та встановити на іншій ділянці, що зручно для зведення тимчасових об’єктів.
- Відсутність земляних робіт та безпека для ландшафта. Під час вкручування геошурупа ґрунт практично не виймається, а ущільнюється під тиском гвинтових лопатей, тому монтаж проводиться максимально охайно і точково. Локальне загвинчування геошурупів дозволяє працювати без перекопування ділянки, без порушення рельєфу, без шкоди для рослинності та прокладених комунікацій.
- Довговічність і захист від корозії. Антикорозійна стійкість геошурупів забезпечується на етапі виробництва – на поверхню металу наноситься рівномірне захисне покриття методом гарячого цинкування. Такий захист подовжує термін експлуатації фундаменту та усуває ризики руйнування опор.
Де застосовують геошурупи
Геошурупи широко застосовуються у будівництві житлових та комерційних будівель, промислових установок, інфраструктурного обладнання, енергетичних об’єктів, малих архітектурних форм, елементів ландшафтного дизайну. Розглянемо приклади застосувань геошурупів для будівництва фундаментів.
Житлові, комерційні, промислові будівлі
Фундамент без бетону на геошурупах – ідеальний вибір для будівництва малоповерхових будинків. На гвинтових палях монтують:
- житлові каркасні будинки;
- модульні будівлі – офіси, лабораторії, побутівки, операторські;
- склади, ангари, гаражі;
- дерев’яні котеджі і дачі;
- сараї, господарчі блоки;
- споруди тваринницьких ферм та елеваторів;
- лазні, сауни;
- безкаркасні арочні ангари.
Інфраструктурні об’єкти
Міцні та компактні геошурупи оптимально підходять для монтажу конструкцій дорожньої, енергетичної, садової, муніципальної, рекламної інфраструктури. Приклади застосування:
- опори вуличного освітлення, дорожніх знаків, світлофорів;
- щогли антен, вежі мобільного зв’язку;
- опори ЛЕП, опори контактних мереж;
- стійки для камер відеонагляду;
- дорожні та мостові відбійники;
- опори трубопроводів;
- зупинки громадського транспорту;
- кіоски, МАФи, рекламні щити;
- пандуси для маломобільних груп населення;
- дитячі, спортивні, ігрові майданчики;
- шлагбауми, оглядові майданчики;
- причали, пірси, підпірні стіни;
- сцени, блок-пости та інші тимчасові споруди.
Теплиці
Сучасні тепличні комплекси – це модульні споруди, які потребують швидкого та надійного монтажу. Кращим вибором для будівництва модульних теплиць є фундамент на геошурупах:
- дозволяє будувати теплиці на будь-якому ґрунті, на схилах, поблизу водойм;
- забезпечує стійкість теплиць до вітрових та снігових навантажень;
- має вбудований захист від зсувів, деформації, усадки ґрунту;
- підходить для тимчасових тепличних споруд, переносних парників;
- не піддається корозії завдяки гарячому цинкуванню;
- забезпечує мобільність теплиць, можливість їх демонтажу і транспортування;
- дозволяє легко кріпити каркас модульної теплиці, за потреби змінювати планування, масштабувати комплекс.
Альтернативна енергетика
Геошурупи відповідають всім критеріям будівництва екологічно чистих установок альтернативної енергетики – вітрових генераторів та сонячних електростанцій. На гвинтових палях встановлюються енергетичні об’єкти різних масштабів – від потужних промислових установок до домашніх СЕС. Принцип монтажу геошурупів практично знімає обмеження по вибору місця будівництва сонячних та вітрових електростанцій – їх можна розміщувати на різних ґрунтах та на схилах, не порушуючи навколишній ландшафт. Геошурупи з оголовками служать опорами для металокаркасу, на якому фіксуються фотоелектричні панелі, прилади керування, інвертори, обладнання вітрогенераторів.
Використання геошурупів з антикорозійним цинковим покриттям підвищує термін експлуатації об’єктів альтернативної енергетики та зменшує витрати на їх обслуговування і ремонт. Локальний монтаж геошурупів дозволяє формувати фундамент для енергетичних установок нестандартного планування. Немає обмежень за температурним режимом, погодними умовами, сезонністю для проведення монтажних робіт. Термін будівництва скорочується, адже фундамент на гвинтових палях можна встановити максимально швидко – від кількох годин до 1-2 днів.
Ландшафтний дизайн
Геошурупи у ландшафтному дизайні та благоустрої території мають багато переваг: швидко монтуються, загвинчуються локально без впливу на рельєф, не заважають роботі підземних інженерних мереж, забезпечують гнучкість реалізації оригінальних дизайнерських проектів. За потреби геошурупи можна легко викрутити та перенести на іншу ділянку. Завдяки міцним та надійним гвинтовим палям ландшафтні інсталяції безпечні в експлуатації, стійки до вітрових навантажень та вандалізму. Якщо потрібно встановити новий об’єкт в парку, дворі чи сквері – це можна зробити без шкоди для існуючих ландшафтів, без перекопування грунту, без брудних бетонних робіт та утворення відходів. В багатьох випадках достатньо ручного монтажу. І навіть якщо потрібно залучення легкої техніки, вона не займає багато місця та не псує газони та доріжки. Приклади застосування геошурупів у ландшафтному дизайні:
- паркани, огорожі, ворота, сходи;
- тераси, веранди, прибудови;
- павільйони, навіси, альтанки, тенти;
- садові лавки, квітники, столи;
- опори гамаків та гойдалок;
- декоративні містки;
- опори паркових ліхтарів;
- дизайнерські інсталяції, скульптури, малі архітектурні форми;
- обладнання дитячих майданчиків;
- каркаси зелених огорож;
- підпірки для виноградників та в’юнких рослин.
Технічні характеристики та сертифікація
На нашому заводі металоконструкцій ДП-Україна ви можете замовити виготовлення фундаментів на гвинтових палях з індивідуальним проектуванням і доставкою металоконструкцій. Для розрахунку ціни геошурупів надайте інформацію про конструктив споруди, вимоги до фундаменту, умови експлуатації, характеристики ґрунту. Інженер проаналізує дані, розрахує експлуатаційні навантаження та визначить характеристики геошурупів. Розрахункові параметри:
- загальна довжина стовбура;
- довжина і зовнішній діаметр гвинтової частини;
- ширина, кількість і крок витків гвинтових лопатей;
- товщина стінки труби;
- конструкція наконечника;
- тип оголовка – фланцевий, скоба, трубчастий, комбінований, регульований;
- метод захисту від корозії (цинкування, пасивація, полімерне покриття);
- марка сталі для виготовлення геошурупа.
Конструктивні параметри, методи розрахунку та технічні характеристики геошурупів регулюються державними стандартами:
- ДСТУ Б В.2.1-27:2010 “Основи та фундаменти споруд. Палі. Визначення несучої здатності за результатами польових випробувань”;
- ДБН В.2.1-10-2018 “Основи і фундаменти будівель та споруд. Основні положення”;
- ДСТУ EN 1090-2:2019 “Виконання сталевих та алюмінієвих конструкцій”;
- ДСТУ Б В.2.6-199:2014 “Конструкції сталеві будівельні. Вимоги до виготовлення”;
- ДСТУ Б В.2.6-200:2014 “Конструкції металеві будівельні. Вимоги до монтажу”;
- ДСТУ-Н Б А.3.1-11:2008 “Настанова з візуального і вимірювального контролю зварних з’єднань та наплавок металевих конструкцій”.
Цинкове покриття на геошурупи наноситься відповідно до стандарту ДСТУ EN ISO 1461:2024 “Покриття, нанесені методом гарячого цинкування на вироби із чавуну та сталі. Технічні вимоги та методи випробування”. Крім дотримання вищезазначених норм, наш завод металоконструкцій ДП-Україна має сертифікат ДСТУ ISO 9001:2015, який підтверджує впровадження на виробництві системи керування якістю за міжнародними стандартами.
FAQ
Як визначити необхідну довжину та кількість геошурупів?
Для визначення довжини та кількості геошурупів необхідно проаналізувати комплекс факторів – експлуатаційні навантаження, планування будівлі, тип та характеристики ґрунту. Звертайтеся в нашу компанію – ми розрахуємо геошурупи для вашого проекту.
Які ґрунти не підходять для монтажу геошурупів?
Геошурупи можна монтувати у всі типи ґрунтів за умови правильного проектування та проведення якісних інженерно-геологічних вишукувань. Деякі випадки потребують спеціальної підготовки та супутніх робіт – наприклад, для скелястих ґрунтів потрібно додаткове буріння. Доцільність використання геошурупів має оцінювати спеціаліст, зваживши технічні переваги та економічну вигоду такого рішення.
Чи потрібне обслуговування для геошурупів?
Якісні геошурупи з цинковим антикорозійним покриттям не потребують спеціального обслуговування в процесі експлуатації.
Як ремонтувати або демонтувати геошурупи при потребі?
За потреби геошуруп можна демонтувати – для цього необхідно зняти оголовок та викрутити стовбур з ґрунту ручним або механізованим способом залежно від довжини і діаметру гвинтової палі. Після демонтажу геошуруп може бути направлений на ремонт чи змонтований на іншій ділянці.