Сваи винтовые для фундамента расчет нагрузки

Содержание:

Расчет свайно-винтового фундамента: общие сведения

Согласно типовым рекомендациям, указанным в соответствующих СП и СНИП, расчет оснований выполняется следующим образом:

  • В самом начале, на основе инженерно-геологических изысканий, определяют параметры опорного грунта (несущую способность, состав, плотность, физические и химические свойства). Эти данные будут использованы в последующих расчетах. И от их точности зависит процесс оптимизации сметы строительства.
  • На следующем этапе выполняется сбор нагрузок – аккумулирование всех сил и моментов, нагружающих основание. Причем в качестве источников нагрузки рассматривают как статические (вес строения и прочее), так и динамические (снеговую нагрузку и так далее) усилия.
  • Далее наступает этап предварительного проектирования, в процессе которого формируется «черновая» конструкция фундамента.
  • Все параметры, вычисленные на этапе «чернового» проектирования нуждаются в проверке. Поэтому на следующем этапе предварительную конструкцию «прогоняют» сквозь специальные программы, моделирующие процесс взаимодействия основания с грунтом и строением. В итоге получается оптимизированная под конкретные условия конструкция.
  • В финале, на основе окончательных расчетов выполняются чертежи, и составляется прочая проектная документация.

Этапы проектирования свайно-винтовых оснований

С учетом вышеуказанных рекомендаций расчет основания на винтовых сваях предполагает следующие действия:

  • Па первом этапе определяется состав почвы. Для этого на участке бурят несколько скважин, заглубленных на 12 метров (максимальная длина одинарной сваи). Извлеченный из скважин грунт исследуется в лаборатории, где определяют его несущую способность, влажность, глубину промерзания и прочие характеристики. Кроме того, на особо сложных участках кроме исследования грунта выполняют еще и статические испытания натурных и контрольных свай, нагружаемых до отказа опоры.
  • На следующем этапе выполняют сбор нагрузок, вычисляя вертикальные и горизонтальные усилия, влияющие на опоры и ростверк.
  • Следующий этап —  расчет винтовых свай для фундамента – предполагает вычисления, проводимые на основе информации о нагрузках, несущей способности основания и прочностных характеристиках конструкционного материала опор. В результате этих вычислений определяют габариты опор, высоту цоколя, количество свай и форму свайного поля.
  • В финале, по полученным данным выполняют расчет стоимости фундамента на винтовых сваях, проводимый на основе усредненной стоимости строительных материалов и работ, проводимых в процессе сборки фундамента.

Но хватит теории. Давайте перейдем к практике и проведем черновой расчет свайного основания для дома из бруса с габаритами 6 на 4 метра, разделенного одной межкомнатной перегородкой.

Оптимальное размещение столбов

Рациональное расстояние между опорными элементами выбирается на этапе проектирования сооружения, когда есть чертеж постройки, а также известны геологические особенности участка.

Как правило, при строительстве тяжеловесных сооружений с использованием винтовых свай сокращают расстояние между ними до тех пор, пока решение остается экономически целесообразным.

На практике шага в размере 1,5 м будет достаточно, чтобы фундамент равномерно распределял максимально возможные нагрузки на грунт, если была реализована технология обвязки опор деревянным, металлическим или бетонным ростверком.

Увеличить расстояние между силовыми элементами можно за счет выбор свай с большим диаметром. В этом случае можно повысить несущую способностью основания для тяжелых сооружений.

Вся самая важная и полезная информация о свайно-винтовом фундаменте представлена в данном разделе.

Виды опор и параметры допустимой тяжести

На текущей момент рынок предложений представлен различными типоразмерами винтовых свай, что позволяет выбрать подходящие опорные элементы под конкретные виды возводимых строений.

Площадь лепестковой подошвы – один из определяющих параметров, от которого зависит несущая способность фундамента. Величину рассчитывают по классической формуле:

В частном домостроении в большинстве случаев используют стержни диаметром 59-159 мм. Так, сваи, диаметр которых равен 89 мм, применяют для строительства веранд и беседок.

Сваи с большим диаметром трубы (108–159мм) подходят для строительства кирпичных построек, бань из бруса, одноэтажных домов и двухэтажных каркасных построек. Назначение некоторых свай с типичными параметрами отражены в таблице:

Диаметр ствола, мм Длина сваи, м Диаметр винта, мм Толщина стенки, мм Несущая способность одной сваи, т Назначение фундамента
54, 76 1,5–4 150–200 2–3 0,8–2,5 опоры для ограждений, беседок, террас
54–89 2–3 150–200 2–3 2,5–4 опорные стенки для борьбы с оползанием грунта
89–108 1,5–4 200–250 3–4 2–7 для уселения проблемных фундаментов
89–108 2–4 200–250 3–4 4–7 для усилия причалов
89–114 2–4 200–300 3–5 4–8 в качестве фундамента для деревянных, каркасных, кирпичных, щитовых домов, бань, хозблоков и других легковесных построек
108–168 2–4 200–300 3,5–3 5–9 в качестве опорных элементов для фундамента, усиленного ростверком

Винтовые сваи с большим диаметром трубы (до 325мм) характеризуются высокими допустимыми нагрузками, что позволяет их использовать для строительства тяжелых конструкций, в том числе промышленных объектов.

Длину столба выбирают, зная глубину промерзания грунта. Для большинства российских регионов для почвы характерна точка промерзания, равная 1,5 м. Поэтому сваи длиной 2–2,5 м (с учетом высоты цоколя) считаются традиционными.

Фундамент из винтовых свай – расчет нагрузок

Для того чтобы правильно выполнить расчет винтовых свай, следует определить усилия, действующие со стороны строения на опоры.

Суммарную нагрузку на один элемент определяйте следующим образом:

  • просуммируйте массу всех элементов здания;
  • разделите полученное значение на общее количество опор;
  • умножьте результат на коэффициент запаса прочности, равный 1,1–1,2.

При определении общего веса строения необходимо учесть массу:

  • капитальных стен;
  • внутренних перегородок;
  • балок перекрытия;
  • кровли;
  • основания;
  • снежного покрова;
  • мебели;
  • предметов интерьера.

От правильного определения длины свай зависит крепость будущей конструкции, и если эти важные элементы фундамента окажутся короткими, дом может просесть под своей тяжестью

При выполнении работ следует учитывать:

  • суммарную весовую нагрузку, которую оказывает здание на основу;
  • несущую способность почвы на участке, где производятся строительные работы.

Удобно использовать теоретические значения нагрузочной способности для различных почв:

  • глинистый грунт способен воспринимать от 4 до 6 килограмм на каждый квадратный сантиметр площади винтовой линии;
  • супесчаные и суглинистые почвы характеризуются расчетным сопротивлением, составляющим 3,5–5,5 кг/cм².

Следует ответственно отнестись к определению нагрузок при сооружении свайного основания.

Как определить площадь свайной подошвы

Лопасти при ввинчивании в грунт, сдавливают его пласты и осуществляют почвенное уплотнение. Когда свая установлена, она начинает играть роль подошвы и воспринимает на себя нагрузку здания. Для расчета нагрузки, которую могут выдержать опоры-трубы, нужно вычислить площадь подошвы каждого изделия.

Вычисляемая площадь представляет собой окружность, и образуемая винтовой лопастью фигура – круг. Расчет основан на формуле:

S=πR².

Значение радиуса в данном случае равно удалению самой крайней точки на лопасти винта от оси сваи. Обычно завод-изготовитель винтовых изделий снабжает свою продукцию готовыми таблицами, в которых указана площадь подошвы каждого вида изделий.


Заводские сваи с остроконечной лопастью

Какие факторы учитываются при расчете фундамента каркасного дома?

  • Форма и конструкция фундамента, количество основных несущих и промежуточных стен;
  • Необходимо обязательно предусмотреть нагрузку на фундамент, ее характеристики, основные направления воздействия и тип;
  • Особенности грунта, уровень влажности, наличие грунтовых вод и глубина их залегания, а также степень увлажнения почвы за счет дождевой воды;
  • Степень распределения бруса по подошве ростверка.

Если говорить о способе и степени распределения свай по подошве ростверка, то оно бывает рядное и шахматное. Если предусматривается рядное распределение, тогда сваи устанавливаются в один ряд параллельно к боковым граням ростверка.

Фундамент каркасного дома на винтовых сваях.

Расстояние при этом устанавливается по промежутку между опорами. А вот шахматное распределение предусматривает установку свай под углом к ростверку, расстояние в таких случаях предусматривает диагональ между сваями. Рекомендуется всегда устанавливать минимальное расстояние между брусьями, потому что в противном случае здание получится неустойчивым.

Если использовать рядное расположение свай, тогда и нагрузка будет распределяться равномерно. Такая конструкция фундамента сразу предотвратит образование крена в одну сторону, но далеко не всегда стоит использовать одинаковое расстояние между сваями. Часто оно рассчитывается индивидуально через отличные свойства отдельных пластов грунта, а также в зависимости от наличия уклона в одну сторону самой почвы.

В таких случаях дистанция между конструкциями может существенно отличаться. Как правило, максимальное расстояние между сваями не должно превышать 6d (6 диаметров самой свайной конструкции). Если превысить это значение, тогда каждая опора будет испытывать повышенные нагрузки, что со временем приведет к разрушению конструкции. Не удивительно, что часто свайная конструкция используется для строительства зданий из бруса.

Порядок расчета допустимых нагрузок на сваи

На запас прочности опорного столба влияет его длина и диаметр. Пример зависимости этих показателей можно увидеть в таблице 1.

Таблица 1. Несущая способность винтовых свай.

Большое значение для расчетов имеет тип грунта на участке застройки, глубина залегания плотного несущего слоя, уровень промерзания почвы. При проектировании фундамента нужно подбирать такое количество стержней, чтобы проектная нагрузка на основание была меньше табличной, то есть обязательно должен быть запас прочности.

Основные составляющие расчетов нагрузки на сваи:

  • диаметры ствола и лопастей;
  • длина свайной конструкции;
  • характеристики грунта.

Самый простой способ расчета выполняется при помощи формулы H = F / уk, где:

  • H — вес, который выдерживает свайная конструкция;
  • F — «чистая» нагрузка;
  • уk — поправочный коэффициент.

Коэффициент надежности зависит от количества столбов в свайном поле, нагрузки на почву. Для определения поправочного коэффициента используют следующие данные:

  • Коэффициент 1,2. Его используют в том случае, если были проведены точные геологические исследования с зондированием почвы, сбором образцов, лабораторными исследованиями грунта. Этот способ редко используют при строительстве частных домов из-за высокой стоимости геологической экспертизы.
  • Значение 1,25. Такой коэффициент используется если было проведено пробное бурение. Сваю-эталон вкручивают в нескольких точках на участке застройки. Таким способом определяют глубину залегания несущего пласта, его толщину. Для выполнения пробного бурения нужны практические навыки, а также определенные познания в области геологии.
  • Значение 1,75. Этот показатель применяется при самостоятельном исследовании грунта и использовании справочных данных. Он подходит для свайных фундаментов при количестве опорных столбов до 22 штук.

Для частного строительства лучше применять 2 способ, поскольку провести полноценную геологическую экспертизу своими силами невозможно.

Чтобы рассчитать неоптимизированную несущую нагрузку нужно выполнить вычисления по следующей формуле F = S x Rо, где Ro это прочность основания, а S — площадь лопасти. Ее вычисляют по специальной формуле или используют исходные данные, которые предоставляют изготовители винтовых свай.

Таблица 2. Размеры и вес свайных конструкций.

Диаметр столба, мм

Диаметр лопасти, мм

Толщина стали (ствол), мм

Толщина стали (лопасть), мм

При определении длины опорных конструкций нужно учитывать тип грунта и особенности климата данной местности. Поскольку сваи вкручивают ниже точки промерзания необходимо знать на какую глубину промерзает почва. Средние показатели для Москвы и Московской области:

  • глинистые почвы и суглинки — 135 см;
  • песчаные — от 164 до 176 см;
  • каменистые — 200 м.

Для определения прочности основания (Ro) применяют табличные данные.

Таблица 3. Тип почвы и ее несущая способность.

Rо на глубине 150 см и более, кг/см2

Галька с включениями глины

Гравелистый с включениями глины

Песчаные почвы (крупная фракция)

Песчаные почвы (средняя фракция)

Песчаный (мелкая фракция)

Глинистые почвы и супеси

Вязкие глинистые почвы

Просадочный грунт или насыпное основание (с уплотнением)

Насыпной грунт (без уплотнения)

Данные из таблиц подставляют в формулу и находят ориентировочную нагрузку на основание. Полученное число умножают на коэффициент надежности и определяют проектную нагрузку на один опорный столб.

Более точное значение можно получить, используя множество коэффициентов: от глубины залегания лопастей и силы бокового трения до характера работы опоры, величины выдергивающих или сжимающих сил. Чтобы упростить работу используют данные из таблиц.

Таблица 4. Несущая способность одной свайной опоры (Ф ствола 108 мм, Ф лопасти 300 мм).

Несущая способность сваи в кг при глубине залегания лопасти, см

песчаные (крупная и средняя фракция)

песчаные (мелкая фракция)

Запас прочности свайных опор диаметром 108 мм позволяет использовать их в качестве основания для строительства каркасных, бревенчатых, брусовых домов в один этаж. Для двухэтажных построек, а также сооружений из кирпича и блока используют сваи большего диаметра.

Лучше быть во всеоружии

Свая винтовой конструкции состоит из ствола, который может быть цельным или составным, и наконечника. Суть её применения заключается в том, чтобы за счёт поворотных усилий пройти слабые слои грунта и зацепиться за плотные, несжимаемые пласты. В грунте она фиксируется благодаря лопастям, их же поверхностью, а не только стволом, опирается на грунт.

Принцип работы винтовой сваиИсточник avocet.ru

Если сравнить винтовой вариант свай с забивным, то преимущества первых очевидны, если сравнивать с точки зрения трудоёмкости монтажа, наличия шума и вибраций. Опять же, в условиях небольшого объекта можно обойтись и без бурильной или сваебойной техники. Однако не всё так прекрасно, как хотелось бы.

Так ли надёжно винтовое основание, как принято считать

Свайные фундаменты, в том числе и винтовые, закладываются в сложных гидрогеологических условиях, когда ленточный вариант неприемлем. И они должны точно так же проектироваться, как и любые другие, с расчётом по несущим состояниям: сопротивлению грунта, прочности материала свай и ростверков, осадке от вертикальных нагрузок. Мало того, что при самостоятельном строительстве этого никто не делает, так ещё и опоры надлежащего качества найти практически невозможно:

  • В погоне за возможностью удешевления, современные производители убирают из винтовых свай до нескольких миллиметров металла, который раньше являлся антикоррозийным запасом прочности, и предусматривают вместо него более дешёвое антикоррозийное покрытие.
  • К минимуму свели и диаметр лопастей, а так как толщина ствола пропорционально зависит от этого размера, то и он стал меньше. В новом формате, далёком от идеала, свая, наиболее часто применяемая в малоэтажном строительстве, имеет размеры 300/108 (диаметр лопасти/диаметр ствола) с толщиной стенки 4 мм. Кстати, такие параметры винтовых опор в западных странах просто недопустимы.

Современный (бюджетный) формат винтовой сваиИсточник ecodom-kostroma.ru

Выдержка из документаИсточник ecodom-kostroma.ru

  • Тем не менее, и сегодня производители гарантируют металлическим сваям полувековой срок службы, хотя при этом они стали почти вдвое дешевле буронабивных свай – капитальных, проверенных временем и очень надёжных. В чём-то же должен быть тут подвох!
  • А состоит он вот в чём. Монтировать металлические опоры с современными параметрами свай не стоит в том случае, если срок службы стенового материала больше тех самых 50 лет (бетоны, кирпич, натуральный камень). И даже деревянный сруб, при надлежащей обработке и внешней защите может прослужить дольше, чем этот «очень надёжный» фундамент.

Железобетонный ростверк прослужит дольше опорИсточник evroctandart.su

Получается, что строить дом на винтовых сваях имеет смысл, только если он возводится по каркасной технологии. В неё данный конструктив фундамента вписывается просто идеально: нагрузки на опору минимальные, и ему не надо «конкурировать» со стенами по долговечности. В первую очередь это касается лёгких хозяйственных построек, на столь длительный срок службы которых вряд ли кто-то рассчитывает.

Целесообразность такого решения весьма сомнительнаИсточник www.hebelblok.ru

Как убедиться в качестве свай

Это было про общие возможности фундамента. Теперь про кустарное производство, избавиться от которого в нашей стране в принципе невозможно. Поэтому до того, как вкручивать винтовые сваи на своём участке, нужно озадачиться поисками приемлемой по качеству продукции. Готового рецепта тут нет, но несколько советов по этому поводу можем дать:

Вряд ли на захудалой металлобазе можно приобрести качественные металлические сваи, так как их производство является технологически сложным процессом и требует хорошей организации труда и материального обеспечения.

Так вырезают лопасти для свайИсточник chelny.zoon.ru

Если у свай толщина минимальная – те пресловутые 4 мм, о которых говорилось выше, значит, производитель обязан обеспечить надёжную антикоррозийную защиту. Не верьте, если вам рассказывают о наличии цинкового покрытия – на дешёвых сваях его не может быть по определению, да и установки для его нанесения вещь дефицитная. На практике покрытия применяются другие (например, грунтовка ГФ-021), иногда даже и нормального качества. Но в этом нужно убедиться.

Качество очевидноИсточник bibliostroy.ru

Следующий совет опять же касается толщины стенки сваи. Она и так уже уменьшена донельзя, и если замерите этот размер рулеткой и обнаружите недостающий миллиметр – откажитесь от покупки. Из-за него срок службы поставленного на такой фундамент дома может сократиться лет на 10.

Расстояние между винтовыми сваями под фундаменты со сложным контуром

При монтаже винтовых фундаментов со сложным контуром ( с большим количеством углов под эркеры ) под каждый угол следует устанавливать винтовую сваю.

Винтовой фундамент для дома с эркером

Такой способ монтажа сохраняет целостность конструкции и равномерно распределяет нагрузку по всей площади фундамента. Независимо от размеров крыльца под выступающие части обязательно устанавливаются сваи. Это не даст не желательных просадок в дальнейшей эксплуатации строения.

Особенно необходимо устанавливать сваи под каждый угол при монтаже швеллера на них. Расстояние между промежуточными сваями не должно превышать трех метров.

Получить консультацию и заказать фундамент можно позвонив нам по телефону 981-84-08

Шаг винтовых свай

Как видно из вышеперечисленного шаг между винтовыми сваями выбирается исходя из необходимых требований к каждой конструкции

Но важно учесть, что три метра между сваями это крайнее расстояние. При устройстве заборов на основе винтовых свай шаг между сваями берется произвольный, при условии

что сваи не испытывают больших нагрузок в процессе эксплуатации. К примеру сетка «рабица» и тому подобные легкие материалы.

Расстояние между винтовыми сваями

Какое расстояние между винтовыми сваями оставлять? Выбрать необходимый шаг не сложно, особенно для легких дачных построек таких как каркасные дома, пользующихся все большей популярностью в последнее время

важно учитывать, необходимо что бы все части конструкции постройки опирались на свои точки распределения веса. Не должно когда часть элементов конструкции строения «повисает» в воздухе и не опирается на предназначенную точку на винтовой свае

Следовательно другие сваи будут испытывать усиленную критическую нагрузку, что в свою очередь возможно может привести к негативным последствиям. Устраивать постройку на свайном фундаменте нужно так, что бы вес располагался равномерно, если особенности конструкции или дефекты такие, что не позволяют контактно перенести полезную нагрузку на сваю, то необходимо предусмотреть промежуточный связующий элемент между элементами строения и фундамента, такими материалами могут быть дерево или металл. Каждая свая принимает на себя расчетную нагрузку от всей постройки, причем учитывается и снеговая нагрузка в зимний период. При обвязки свайного поля швеллером или другим тяжелым материалом (бетонная лента, плита) необходимо учитывать и эту нагрузку на винтовые сваи. Как описывалось выше расстояние между винтовыми сваями не должно превышать трех метров, особенно для каркасных домов. где расстояние более 3 м. способствует провисанию бруса или доски.

Расстояние между винтовыми сваями для каркасного дома

Расстояние между винтовыми сваями для каркасных домов может различаться исходя из особенностей архитектурных решений при проектировании. Обязательно устанавливаются сваи в местах замковых соединений первого венца постройки, под углами эркеров, в местах где должны ложиться лаги. необходимо помнить, что чем больше свай в «поле» фундамента, тем большую нагрузку фундамент способен держать и наоборот. Так же особенности грунтов и рельефа могут влиять на количество и расстояние при размещении свай. Участки с сильным уклоном, болотистые, сильно заводненные в низинах требуют при устройстве винтовых фундаментов использовать большее количество свай, особенно это справедливо для болотистых с большим слоем торфа и подвижных грунтов, с использованием силового каркаса в виде обвязки швеллером и других связующих стальных материалов.

Минимальное расстояние между сваями Описание выбора расстояния между винтовыми сваями. Установка винтовых свай под сложные фундаменты. В этой статье описывается выбор расстояния меду винтовыми сваями учитывая нагрузку строения на фундамент.

Типы грунтов

Прежде всего, нужно определить тип грунта. Для этого тщательно изучают состав почвы, полученный с помощью бура.

Использование свай позволяет соорудить надежное основание на торфяных почвах

Рассмотрим качественные характеристики грунтов:

  • Песок считают крупным, если средний размер песчинок достигает размеров от 0,25 мм до 5 мм. Песчаное основание не подвержено пучинистости. Грунт такого типа при увеличении уровня влажности не меняет свой объём и не теряет своих свойств;
  • Супесь – это песок с примесью глины не более 10%. Шар, скатанный из супеси, непластичен и легко разрушается от лёгкого надавливания. Высокое содержание песка в составе породы практически делает её непластичной. Малая пористость грунта положительно влияет на его стойкость к пучению;
  • Суглинок формируется из смеси 70% песка и 30% глины. Раздавленный шар из суглинка, образует блин с трещинами по краям. Такое явление показывает то, что данный грунт обладает большой пористостью и подвержен пучению;
  • Глина наиболее часто встречающееся грунтовое основание. Если в образце почвы содержание глинистых частиц составляет 30% и более, то породу определают, как глину. Раздавленный шар из глины образует сплошной блин без трещин и разрывов. Почва такого типа наиболее подвержена пучению при замерзании;
  • Торф по своей сущности является грунтом органического происхождения, не обладающим несущей способностью. Строительство объектов на таких участках можно производить на винтовых сваях, при условии прохождения этих опор через торфяной слой к плотному грунту. Глубина залегания плотного основания является основным фактором при расчете длины винтовых свай.

Глубина и высота

Глубина сваи определяется, исходя из расположения твердого несущего пласта, а также точки сезонного промерзания почвы. Уровень промерзания грунта находят по формуле:

где:

  • Mt  – суммарное значение среднемесячных отрицательных температур за зиму;
  • d0 – коэффициент (принимается равным: для крупнообломочных грунтов – 0,34, песков средней крупности – 0,3, супесей – 0,28, глин – 0,23).

Согласно нормативным требованиям, минимальная высота цоколя – 20 см, но эксперты рекомендуют придерживаться величины 30–45 см. Для деревянных домов нижний этаж можно поднять на 50 см от уровня земли, а для регионов с высоким снежным настилом – на 90 см и более.

Пример для каркасного дома

Найдем количество силовых элементов фундамента для каркасного дома, проектируемого на грунте с несущей способность 3,5 кг/см².

Вначале необходимо определить суммарный вес сооружения и фундамента, а затем добавить к нему запас прочности 30%. Например, вес здания с учетом всех характеристик будет равен 150 тонн.

Определим площадь подошвы сваи круглого сечения диаметром 50 см по классической формуле πR²: 3,14 х 252 = 3892,5 см².

Рассчитаем количество свай для распределения нагрузки: 150 000 / 3892,5 = 38,54; получаем: 38,54 / 3,5 = 11,01 шт.

Таким образом для заданных условий потребуется 11 свай. Опорные элементы располагают под углами конструкции, а также под несущими стенами с шагом 1,5–2,5 м.

Порядок расчета несущей способности винтовых свай

Определив площадь подошвы лепестка и несущую способность грунта, можно приступать к расчету несущей способности опоры. Для этого надо просто перемножить эти две величины.

Например, если площадь подошвы составила 706,5 кв. см (при диаметре 300 мм), а сопротивление грунта – 6 кг/кв. см, несущая способность сваи составит:

706,5 х 6 = 4200 кг

Однако вышеприведенный расчет не соответствует реальной картине по одной просто причине: в нем не учтен такой важный параметр, как запас прочности винтовой сваи.

Для получения более точного результата следует произведение площади лепестка и сопротивления грунта разделить на коэффициент запаса прочности.

Его значение зависит от количества свай, которые будут установлены в основание постройки и находится в диапазоне 1,4-1,75. При установке пяти свай коэффициент запаса равен 1,75, двадцати – 1,4. Промежуточные значения рассчитываются методом интерполяции.

Если опорная способность грунта определялась при помощи эталонной сваи, коэффициент запаса следует принимать равным 1,25. При полноценном исследовании с привлечением лабораторий он будет равен 1,2.

То есть несущая способность сваи с диаметром лопасти в 300 мм на глине с учетом коэффициента запаса составит 4200/1,2 = 3500 кг.

Способы установки винтовых свай

Небольшие по длине (до 2 м) опоры устанавливают ручным способом. Сваи диаметром 108 мм и больше, длиной 2,5 м и более монтируют механизированным методом.


Установка винтовой сваи вручную

Ручная установка винтовых опор

  1. ВС длиной до 2,5 м часто устанавливают вручную. Это делают следующим образом:
  2. Сначала делают разметку свайного поля. Колышками и шнуром отмечают места установки опор.
  3. Ручным буром делают воронку глубиной 30 – 40 см. Это задаст вертикальное направление погружения ВС в грунт.
  4. Если в верхней части ствола отсутствуют монтажные отверстия, то их прорезают самостоятельно. Это можно сделать газовой горелкой или ацетиленовым резаком.
  5. Опору опускают в ямку. В монтажные отверстия вставляют концы рычагов (это могут быть отрезки водопроводной трубы).
  6. В работе участвуют 3 человека. Двое работников вращают ствол с помощью рычагов. Третий рабочий контролирует вертикаль ВС.
  7. С помощью нивелира делают отметки на стволах опор, фиксирующие проектную высоту наземной части свай.
  8. Угловой машинкой срезают лишние части стволов опор.
  9. В зависимости от конструкции ростверка формируют опорные части оголовков ВС.
  10. Устанавливают ростверк.


Установка 3 м винтовой сваи механизированной установкой

Механизированная установка винтовых опор

Силовая установка для вращения ВС устанавливается на подающей стреле любого передвижного грузоподъёмного механизма. Существуют специализированные передвижные установки для ВС.

Скорость формирования фундаментного основания с помощью механизированной установки значительно сокращают сроки строительства объекта.

Область использования

Высокая несущая способность винтовых свай и минимум расходов на их монтаж способствуют тому, что область применения данных оснований довольно широка:

  1. Винтовые сваи являются отличными основаниями для ЛЭП, рекламных бигбордов, различных мачт.
  2. При возведении каркасных зданий использование винтовых свай как нельзя кстати. При строительстве временных хозяйственных построек каркасного типа (теплиц, бытовок, сооружения ангаров) логичней использовать свайные фундаменты, чем массивные и дорогостоящие бетонные основания.
  3. Если выполняется реконструкция дома или достройка к нему, то используя фундамент на сваях, мы убережём смежные конструкции от разрушений, которые могут быть вызваны вибрациями при устройстве оснований другого типа.
  4. При проведении строительных работ на обводнённом грунте (мосты, пристани и т.п.) винтовые сваи просто незаменимы.
  5. Высокая несущая способность винтовых свай может использоваться и во вспомогательных целях, например, для укрепления бетонного основания.

Несущая способность винтовых свай влияет на выбор элемента

Несущая способность винтовых свай

Винтовая свая (ВС) способна выдерживать значительные осевые нагрузки. Проседание происходит не по причине деформации от нагрузки, а по причине слабой несущей способности грунта, на который опирается свая.

Очевидно, что наилучшими грунтами для опоры ВС являются пески, кроме мелких и очень влажных, а также твердые сухие глины, щебенистые и гравийные грунты. Несущую способность сваи можно увеличить за счет большего количества, увеличения диаметра лопасти и перераспределения нагрузки.

Иногда у покупателя возникает желание предварительно рассчитать сколько и каких ВС понадобится. Под строение 10х10 м устанавливают 4 угловые сваи, затем равномерно расставляют остальные с условием расстояния между ними не более 3-метров. Дополнительно устанавливают под несущими внутренними стенами. Всего получится не менее 25 штук. Затем рассчитывают диаметр сваи и лопасти, определить длину с учетом глубины установки и перепада высот свайного поля.

  1. Находим вес дома вместе с ростверком. Учитываем вес несущих внешних и внутренних стен, вес перекрытий пола, мансарды, стропильной системы, крыши – вычисляется суммированием веса, используемого материала.
  2. Затем добавляют вес полезной нагрузки – площадь дома умножают на 150 кг/м 2
  3. Прибавляют снеговую и ветровую нагрузки – это еще примерно 140 кг/м 2 на площадь проекции крыши.
  4. Затем результат умножают на коэффициент запаса прочности 1,2 и получают полную нагрузку на фундамент. Допустим получили 50 т.

Узнаем нагрузку на винтовую сваю 50/25= 2,0 т. Возьмем 108-сваю с лопастью диаметром 300 мм, находим площадь лопасти: 3,14х30х30/4=706,5 см 2 . Теперь смотрим на таблицу и находим тип грунта, на который будет опираться свая. Допустим 3 кг/м 2 . Умножаем площадь лопасти 706,5х3 – получим 2,2 т. Такую нагрузку выдержит грунт. ВС по расчету давит 2,0 т, что меньше несущей способности грунта, а, следовательно, выбор 25 штук из 108 трубы с лопастью 300 мм сделан верно.

Нагрузка на винтовую сваю зависит от веса строения. Например, для легкого забора из сетки рабица подойдут 57 мм или 76 мм сваи, под ворота лучше заказывать 89 или 108 мм. Длина рассчитывается глубиной установки. Допустим надо установить ВС на глубине 1,7 м. Если взять 2,5 метра, то она будет возвышаться 0,8 метра над уровнем земли. ВС обрезаются не менее 15 – см, от верхнего конца, потому что имеют отверстия для крепления приспособления для ввинчивания. Останется 0,6 м от уровня земли.

Винтовая свая/диаметр лопасти, мм Нагрузка, тонн Для каких строений подходят:
Диаметр 57/200 1-1.5 Забор сетка рабица, открытое крыльцо, настилы и т.д.
Диаметр 76/250 2-2.5 Заборы из профнастила, веранды, легкие хозяйственные постройки, беседки и т.д.
Диаметр 89/250 3-4 Бани, легкие каркасные дома, сараи, хоз. блоки, пристройки открытого и закрытого типа и т.д
Диаметр 108/300 5-7 Дома каркасные, брусовые, из сруба, бани и т.д.
Диаметр 133/350 8-10 Тяжелые деревянные дома из бруса и бревна, промышленные объекты.

Нагрузка на винтовые сваи:

  1. Несущая способность сваи от 1,5 т для 57 мм с лопастью 200 мм, до 8-9 т для 133 мм с лопастью 350 мм. Для деревянного дома чаще заказывают 108 мм с лопастью 300 мм. Для дачных домов и легких строений сгодится 89 мм ВС с лопастью 250 мм.
  2. ВС следует выбирать по несущей способности грунта, на который будут опираться.
  3. Снизить нагрузку винтовой сваи можно следующим способом:
  • увеличить диаметр лопасти;
  • перераспределить нагрузку от веса строения на дополнительные ВС;
  • установить ВС в грунт с высокой несущей способностью.

Компания имеет многолетний опыт монтажа ВС в Подмосковье. Специалисты подберут правильную глубину установки ВС. После пробного завинчивания, которое необходимо в исключительных случаях, заказчик точно будет знать сколько и каких свай понадобится для монтажа фундамента. Для оформления заявки на пробное ввинчивание и получение расчета позвоните по номеру телефона 8-495-127-05-63 или оставьте заявку по форме обратной связи на сайте.

Что может снизить долговечность?

Факторы, которые оказывают непосредственное влияние на срок службы свайного фундамента:

  1. Подвижность земельных масс. На площадках с нестабильным грунтом на сваи воздействуют горизонтальные и выталкивающие силы, которые приводят к деформации труб и, как следствие, уменьшению из износостойкости.
  2. Сезонные температурные перепады. Металл имеет свойство сужаться и расширяться под действием низких и высоких температур. В результате этого появляются трещины в покрытии, куда проникает влага, провоцируя появление коррозии. Если в регионе, где строится фундамент, наблюдаются большие температурные перепады, экономически целесообразно приобрести сваи и высокопрочной легированной стали.
  3. Агротехническая эрозия почв. Негативное действие особенно выражено на участках с холмистым рельефом. Действие фактора приводит к локальному растрескиванию поверхности металла. Наличие в грунте мелких камней, царапающих внешнее покрытие, увеличивают скорость разрушения.
  4. Химическая коррозия. В почве с высоким уровнем кислотности образование ржавчины происходит быстрее. Проблему решают пескоструйной обработкой стержня перед погружением в почву.
  5. Воздействие на металл электрически проводящей среды. Блуждающие в почве токи увеличивают скорость окисления металла. Негативному действию в большей степени подвержены фундаменты, рядом с которыми под землей проложены кабеля или объекты промышленного назначения.
  6. Несоблюдение правил транспортировки и хранения, а также нарушение технологии монтажа. Перечисленные аспекты приводят к повреждениям поверхности свай и снижает тем самым степень защиты от многих внешних факторов.
Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector