Глубина вкручивания винтовых свай

вкуривают сваи

В процессе монтажа винтовых свай под фундамент ключевым моментом является глубина, на которую будет произведено вкручивание сваи. Именно она во многом определяет как устойчивость отдельной сваи в грунте, так и трудоемкость работ по закладке фундамента в целом. Глубина вкручивания свай зависит от нескольких основных факторов.

Contents

1. Роль глубины погружения сваи в расчете фундамента

Расчет свайного фундамента под любую конструкцию определяется во многом исходя из несущей способности винтовой сваи. Она, в свою очередь, зависит от плотности удерживания сваи в грунте и плотности опоры, на которую давит лопасть сваи. Существует две основных силы, препятствующие погружению сваи при нагрузках от веса здания – это сила сопротивления грунта в месте соприкосновения с лопастью и силы упругости, действующие на стенки тела сваи. Чем выше сопротивление грунта погружению сваи, тем большую роль в устойчивости сваи играет именно прочность опоры.

Именно поэтому немаловажно, чтобы лопасть сваи достигла как можно более плотных слоев грунта, иначе сил упругости, удерживающих сваю ее от дальнейшего погружения под действием веса конструкции на фундамент будет не хватать. Другими словами, именно глубина залегания плотных слоев грунта в наибольшей степени определяет устойчивость винтовой сваи и в целом стойкость всего фундамента.

2. Основные факторы, влияющие на определение глубины вкручивания сваи

Существуют основные факторы, определяющие глубину вкручивания винтовых свай, среди которых основными по опыту строителей являются:

  1. Назначение винтовой сваи в каждом конкретном случае
  2. Требования к несущей способности сваи
  3. Свойства грунта в месте установки сваи
  4. Глубина залегания плотных слоев грунта
  5. Глубина промерзания грунта в данной местности
  6. Требования к высоте цоколя здания
  7. Особенности конструкции свай, в частности расположение монтажных отверстий на свае и лопасти

Рассмотрим эти факторы подробнее

3. Назначение винтовых свай

Винтовые сваи имеют широкий спектр использования, например:

  • Под общий фундамент здания
  • В качестве дополнительных опор к имеющимся фундаментам
  • В качестве опор под одиночные столбы, например для забора
  • Отдельные опоры для ремонта старого фундамента

Очевидно, что в разных случаях сваи можно вворачивать на различную глубину. Так, для строительства крупногабаритного здания как правило, сваи погружаются на большую глубину, чем для установки легких опор под навесы или легкие постройки. В каждом конкретном случае глубина вкручивания определяется в расчете фундамента под то или иное здание или сооружение.

4. Требования к несущей способности свай

Данный фактор вытекает из предыдущего – чем выше предполагаемые нагрузки на сваю, тем выше должна быть ее несущая способность – тем больше предполагается глубина вкручивания. Следует отметить, однако, что с увеличение расстояния, на которое свая уходит в грунт, пропорционально увеличиваются и

  • Трудоемкость монтажа сваи.
  • Расход материала, т.е. длина трубы, из которой сделана свая

В большинстве случаев приходится выбирать баланс между необходимой глубиной вкручивания и повышенными затратами на монтаж.

Глубина вкручивания винтовых свай

Ручной монтаж — трудоемкое дело

5. Роль грунта в определении глубины погружения сваи

Несомненно, состав грунта во многом вносит решающий вклад в устойчивость всего фундамента. Преимущество винтовых свай в качестве основы для дома по сравнению с другими типами фундаментов как раз и состоит в том, что влияние состава грунта может быть нивелировано – как раз из-за того, что сваи достигают наиболее плотных слоев грунта.

Свайно-винтовые фундаменты успешно устанавливают на песчаные, неустойчивые грунты. Большую роль играет глубина промерзания грунта. Она различна для разных регионов. В частности, это параметр может составлять от 70-80 см в южных районах России до двух и более метров в северных районах и в Сибири. Иногда глубина промерзания достигает и 2-2,5 метров. На большей территории нашей страны глубина промерзания оценивается в 1.2-1,5 метра. Именно на эту глубину как минимум должны быть завинчена свая.

Роль глубины промерзания определяется таким свойством грунтов, как пучинистость – объемные колебания грунта при замерзании и размерзании. Они могут колебаться в пределах 5-12 процентов в зависимости от свойств грунта. Очевидно, что степень пучинистости зависит в первую очередь от исходной влажности земли, так как именно она при замерзании-размерзании меняет свой объем. Таким образом, при замерзании почвы сваи, если они находятся выше точки промерзания, могут быть вытолкнуты на высоту вплоть до 5-10 см, что существенно может изменить параметры всего фундамента.

При расчете фундамента значение промерзания грунта можно узнать из общих характеристик земель в данном регионе.

6. Глубина залегания плотных слоев грунта

Чем ниже слои грунта, тем он плотнее – это обусловлено, конечно, в первую очередь силами давления от более высоких слоев. Кроме того верхние слои грунта, являющиеся плодородными, содержат большее количество воздуха, что делает его более рыхлым. Имеющиеся данные показывают, что плотный грунт расположен обычно на глубине около 1,5-2 метров. В каждом конкретном случае эту характеристику определяет пробное вкручивание – плотный слой начинается там, где сваю становится очень трудно вворачивать ручным способом. Стандартная глубина плотного слоя – около 1,8 метра, именно на такую глубину и более рекомендуется вворачивать винтовые сваи.

7. Расположение лопасти и монтажных отверстий

В зависимости от конструкции сваи лопасть может быть расположена на том или ином расстоянии от заостренного конца. Стандартное расстояние между лопастью и наконечником – около 20 см, именно его нужно закладывать в определении глубины вкручивания.

Монтажное отверстие расположено обычно в 10-15 см от верхнего края трубы. Поскольку для правильной установки свай, монтажные отверстия должны быть удалены, то нужно учитывать и это расстояние. Обрезка свай происходит на некоторой высоте – в зависимости от типа фундамента.

8. Высота цоколя нижнего этажа

Чем выше планируется поставить цокольную облицовку, тем меньшую глубину вворачивания следует планировать – при равной длине сваи. Высота цоколя определяется несколькими факторами – особенностями конструкции здания, требованиями к его утеплению, дизайном дома и тому подобное. Так, здание с высоким цоколем смотрится более эстетично, чем с низким. Кроме того, высока роль и снежного покрова – чем выше цоколь, тем меньше будет пагубное влияние на фундамент при его таянии. Рекомендуется устанавливать цоколь на высоту порядка 50 см. Это тоже надо учитывать при вкручивании сваи на определенную глубину.

9. Расчет глубины вкручивания

Обобщая сказанное, можно определить оптимальную глубину, на которые нужно вкручивать сваи. По оценкам специалистов она различается для разных районов:

  • Центральные районы (Московская область, Ленинградская, Ярославская, Пензенская) – порядка 2,6 метров (0,2 м лопасть + 1.8 твердый слой почвы + 0,5 метра вывод трубы над поверхностью + 0,1 м над оголовком)
  • Аналогичным образом рассчитаны параметры глубины для Уральского, Поволжского, Зауральского регионов – 2,6 метра.
  • Для Западной Сибири (Новокузнецк, Новосибирск, Красноярск, Тюмень) – 3,1 метр (здесь глубина слоя промерзания 2,3 метра)
  • Для Восточной Сибири (от Иркутска и далее) – 3,6 метра (глубина промерзания 2,8 метра)
  • Для Южных районов, где выше слой промерзания, но ниже уровень плотной почвы – 2,6 метра
Читайте также:  Состав и структура статей, активов и пассивов баланса банка

10. Заключение

В каждом конкретном случае необходимая глубина вкручивания сваи может несколько отличаться. Однако с большей долей вероятности она определяется климатическими особенностями вашего региона. Следует обратиться к профессионалам, а если хозяин решает устанавливать свайно-винтовой фундамент самостоятельно – уточнить данные по промерзанию почвы в регионе.

Прочный фундамент — одно из обязательных условий безопасной эксплуатации жилых и производственных зданий. Его технические характеристики и потребительские качества во многом зависят от соблюдения технологии возведения и грамотного проектирования.

Чтобы построить надежный фундамент для дома или хозяйственных помещений, необходимо правильно определить глубину его залегания. Для свайного основания потребуется рассчитать длину опор.

Условия строительства

Глубина заложения сваи фундамента определяется на основе данных гидрогеологических изысканий, проводимых на месте возведения объекта. При этом учитывают такие факторы, как:

  • физико-механические свойства грунта и возможность их изменения в процессе строительства и эксплуатации дома;
  • расположение подземных вод;
  • максимально вероятный уровень осадков в течение весны и осени;
  • склонность почвы к вспучиванию в зимний период;
  • глубина промерзания.

Помимо гидрогеологических характеристик участка при расчете уровня залегания свайного основания имеют значение архитектурные и конструктивные особенности сооружаемых объектов.

Монтаж свай

Среди них можно выделить:

  • вид здания, количество этажей и наличие подвальных помещений;
  • уровень залегания несущих конструкций окружающих строений;
  • величина и характер предполагаемых нагрузок, которые будут воздействовать на фундамент после введения объекта в эксплуатацию;
  • расположение инженерных коммуникаций.

После проведения анализа гидрогеологических и инженерно-архитектурных условий строительства выбирают тип и материал свай, определаются с их конструкцией и рассчитывают диаметр сечения, количество и длину.

Виды и характеристики почвы

Поскольку свойства грунта оказывают существенное влияние на выбор технологии строительства зданий, то при закладке свайного фундамента обращают внимание на прочность почвы и ее устойчивость к сжиманию. При возведении дома или хозяйственных сооружений можно воспользоваться традиционными технологическими картами, разработанными для определенной местности. Однако стоит учитывать, что они актуальны для объектов промышленного и гражданского строительства. Более точные данные получают, исследуя почву непосредственно на площадке.

Еще одной характеристикой грунта является глубина промерзания, которая влияет на уровень закладки основания. Она зависит от месторасположения строительства, вида почвы на участке и теплотехнических параметров дома. Если возводимое здание предполагается отапливать, то уровень промерзания грунта снижается на 20-30 %. При строительстве холодных ангаров и других аналогичных сооружений он увеличивается примерно на 10 %.

Ошибки в определении основных параметров грунта и возможное его проседание могут стать причиной деформации основания дома, появления трещин на поверхности и повреждения несущих конструкций.

Расположение грунтовых вод

Не менее важным параметром наряду со свойствами почвы на строительной площадке является уровень грунтовых вод.

Расположение грунтовых вод

Если он расположен достаточно низко относительно основания, то глубина его заложения определяется с учетом вида и характеристик грунта. При высоком уровне подземных вод все расчеты проводятся на основе данных о промерзании почвы. Кроме того, следует обращать внимание на динамику содержания влаги в почве.

При непостоянном уровне грунтовых вод, который повышается во время обильных осадков целесообразно сооружение специальных кювет на территории расположения объекта. Они предотвращают негативное воздействие влаги на фундамент и служат для отвода ее излишков. Снизить высокий уровень грунтовых вод, который сохраняет стабильные показатели в течение года, помогут дренажные системы или их комплекс.

В качестве дополнительной защиты от влаги нужно предусмотреть гидроизоляцию несущей конструкции.

Определение длины свай

Согласно положениям СНиП 2.02.03-85 и его актуализированной версии СП 24.133300.2011 выбор длины свай осуществляется в соответствии с параметрами грунта на строительной площадке и уровнем расположения подошвы ростверка. При этом нужно учитывать имеющееся в наличии оборудование и технологические возможности возведения фундамента.

Нижние концы свай должны быть заглублены в прочном грунте не менее, чем на 0,5-1 м. Точные данные зависят от характеристик почвы и показателей ее текучести. При возведении оснований для производственных помещений с недорогим оборудованием, складов с малоценным сырьем, деревянных построек и других зданий III класса допустимо опирать сваи на пылевато-глинистые и песчаные грунты.

Длина сваи соответствует расстоянию от подошвы ростверка до твердого грунта с поправкой на особенности рельефа участка и величину предельно допустимой осадки. Ее минимальная величина составляет:

  • для сейсмически активных районов — 4 м;
  • на территориях с насыщенными влагой песками — 8 м.

В остальных случаях минимальная длина определяется видом свай для основания зданий и сооружений. Корректировку проектных данных проводят с помощью пробной забивки, а также статистических и динамических методов испытания.

Размеры свай разного вида

Помимо геологических условий и конструктивных особенностей возводимых зданий глубина заложения свайного основания зависит и от типа опор.

Винтовые

Для определения параметров опор оснований под легкие постройки небольших размеров иногда достаточно поверхностного анализа на участке. Если в самом низком месте строительной площадки на глубине до 50 см встречается глинистый или песчаный грунт повышенной плотности, то длина винтовых свай должна быть не менее 2 м. В других условиях производят расчет, учитывая уровень промерзания почвы.

К примеру, для строительства различных объектов в Подмосковье чаще всего используют винтовые сваи длиной 2-3 м. Конструктивные элементы небольшого диаметра востребованы при возведении заборов и беседок, а аналогичные изделия значительного сечения применяют для сооружения частного дома в несколько этажей.

Буронабивные

Они заливаются в предварительно подготовленные скважины, количество и расположение которых определяется проектом здания и технической документацией. Глубина бурения зависит от вида опор, которые могут быть без уширения, с корневидным основанием или уширенной пятой. При выборе конструкции определенного вида учитывают характеристики почвы и воздействующие на фундамент нагрузки.

Длина буронабивной сваи в грунте должна составлять не менее 3 м от подошвы ростверка или поверхности земли. Если используют конструкции без уширения, то их заглубляют в опорный пласт минимум на 1 м. Погружение опор в связный грунт с уширенной пятой не может быть менее 2 м или величины ее диаметра. Если строительство проводится на участках с погребенным слоем торфа, то конец свай располагают на 2 м ниже.

Диаметр стволов буронабивных опор определяется их длиной и высотой дома, и составляет:

  • для конструкций до 10 м — 400 мм;
  • для сооружений до 15 м — 500 мм.

Прочность свай размером от 15 до 30 м обеспечивается за счет стволов диаметром 600 мм.

Забивные

В зависимости от вида используемых материалов забивные сваи бывают деревянными, металлическими или железобетонными. Конструкции из дерева или металла перед погружением обрабатывают защитными составами. Посмотрите видео, как монтируют забивные сваи.

Минимальная длина железобетонных опор не превышает:

  • для полых — 4 м;
  • для сплошных — 3 м.

Стандартный размер может составлять от 3 до 16 м. Если глубина установки железобетонных опор предполагает значительное расстояние от поверхности до точки опоры, то используют составные сваи и комбинированный способ монтажа.

Славятся своей универсальностью: сваи можно ввинчивать там, где столбчатый фундамент уже через полгода подвергся бы нещадной деформации из-за сил морозного пучения, а ленточный – и вовсе невозможно было бы установить из-за высокой обводненности грунта. Какой же грунт лучше всего подходит для винтовых свай, а в каком — лучше отказаться от применения свайно-винтовых решений?

В каких грунтах не обойтись без винтовых свай?

Несущая способность грунта является одной из определяющих характеристик при проектировании будущего фундамента. Она зависит от таких факторов:

  • Природный состав грунта;
  • Его плотность и однородность;
  • Насыщенность влагой.

Чтобы определить тип грунта и его несущую способность проводятся инженерно-геологические изыскания. На нашем сайте вы можете не только заказать винтовые сваи, но и вызвать геолога на объект для получения необходимых данных.

Читайте также:  Решение о зачете излишне уплаченной суммы

Наиболее распространенные в наших широтах грунты имеют различные показатели расчетной сопротивляемости (то есть несущей способности). Согласно приложению к СниП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» выделяют следующие типы грунтов:

Применение свай для разных типов грунтов

Винтовые сваи в крупнообломочных породах

Крупнообломочные грунты представляют собой не связанные обломки скальных и выветрившихся пород (щебень, дресва, гравий, галечник) с содержанием не менее 50% обломков крупнее 2 мм.

Крупнообломочные и скальные породы – единственные грунты, в которых нельзя устанавливать свайно-винтовые фундаменты. Крупные обломки препятствуют ввинчиванию ствола сваи и могут повредить лопасть. Впрочем, если пласты таких пород залегают на глубине более 1,5 метра (ниже уровня промерзания грунта) – монтаж свай возможен: в этом случае крупнообломочный пласт служит опорой для шнека и даже принимает на себя часть несущей нагрузки.

Винтовые сваи в песчаных грунтах

Песчаные грунты состоят из мелких (более 0,1 мм) зернистых шаровидных частиц. Грунт является несвязным и непластичным – размер пор между частицами достаточно большой, установление прочных связей между песчинками невозможно (сухому песку невозможно придать стабильную форму, влажный – рассыпается от малейшего давления.

Пески плохо удерживают воду, потому практически не подвержены влиянию морозного пучения, потому на песчаных почвах можно использовать сваи небольшой длины (уже на глубине 1,5 метров песчаный грунт имеет достаточную плотность для строительства фундамента).

Из всех песчаных грунтов гравелистые и крупные пески считаются наиболее подходящими для строительства, поскольку имеют наибольшую несущую способность.

Винтовые сваи в непросадочных пылевато-глинистых грунтах

Пылевато-глинистые грунты являют собой комбинацию пылеватых (от 0,05 до 0,005 мм) и глинистых (меньше 0,005 мм) частиц. Здесь можно выделить в отдельные группы глинистые грунты, супеси и суглинки.

Глинистые грунты состоят из частиц размером менее 0,005 мм чешуйчатой формы, примесь частиц песка – минимальна. Глины – достаточно связные грунты, частицы имеют большую удельную поверхность соприкосновения между собой. Однако поры между частицами, часто заполнены водой, потому такие грунты – склонны к морозному пучению.

Глина наиболее подвержена морозному пучению из всех существующих типов грунтов.

Супеси и суглинки представляют собой смесь глины и песка.

В супесях процентное содержание глины не превышает 10%, поэтому такой грунт менее пластичен, и в виду низкой пористости – он менее подвержен пучению.

Противостояние морозному пучению

Морозное пучение представляет собой увеличение объемов грунта вследствие воздействия отрицательных температур и замерзания влаги, содержащейся в нем. Это возникает из-за разницы в плотности воды в обычном и замерзшем состоянии (плотность воды – 1000 кг/м3, плотность льда – 916 кг/м3): при замерзании объем увеличивается приблизительно на 9%.

При изменении состояния и объемов содержащейся в грунте влаги происходит давление на его верхние пласты. Это давление приводит эти пласты в движение, вследствие чего и возникает «выдавливание» опор, не закрепленных в глубинных пластах, ниже уровня промерзания.

Поздравляем вас со Светлым Христовым Воскресеньем — Христос воскресе!
Ну, а если вы далеки от православия, то примите поздравления с Днём Весны и Труда!

Спешим сообщить вам, что все майские праздничные и выходные дни наша компания для удобства клиентов работает в обычном режиме: с понедельника по воскресенье, без выходных, с 9:00 до 22:00.

Расчет фундамента — ответственный этап проектирования. Если при его выполнении допустить ошибку, то можно не правильно задать шаг свай или их сечение. Ошибки приводят к снижению надежности опор под знание и возникновению вероятности сильной усадки или крена строения, вследствие которых образуются трещины и повреждения основных строительных конструкций здания. Одним из самых важных характеристик свайно-винтового фундамента (как и любого другого) является его несущая способность.

Если давать определение понятию несущая способность, то она представляет собой максимально допустимое давление на элемент фундамента, которое он выдерживает. Расчетная нагрузка на одну винтовую сваю всегда должна быть меньше ее несущей способности. Равность значений нежелательна, поскольку стоит предусмотреть запас на случай возникновения непредвиденных обстоятельств.

Допустимая нагрузка на винтовую сваю зависит от следующих факторов:

  • диаметр трубы и лопастей;
  • прочность грунта основания;
  • длина сваи.

При выполнении простейших расчетов для частного дома потребуется знать только прочностные характеристики основания и площадь лепестковой подошвы (лопасти). Расчет выполняется по следующей формуле:

В этой формуле N -несущая способность винтовой сваи (сколько она способна выдержать), F — значение несущей способности (неоптимизированное), γк — коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый в зависимости от количества опор для здания и способа выполнения геологических изысканий.

Коэффициент γk назначается равным следующим значениям:

  • 1,2 при проведении точных геологических испытаний грунта основания, путем выполнения зондирования и лабораторных исследований. Выполнить это самостоятельно невозможно. Способ не подходит для частного домостроения из-за высокой стоимости, которая сильно увеличит бюджет строительства.
  • 1,25 при проведении испытаний с помощью сваи-эталона. Хотя этот способ проще, чем предыдущий, определить, сколько сможет выдержать грунт, способен только человек, имеющий знания в области геологии.
  • При самостоятельных исследованиях почвы и использовании табличных показателей прочности коэффициент принимается в зависимости от количества опор. Если несущая способность определяется для винтовой сваи с низким ростверком, то значение составит 1,4-1,75 при количестве опорных элементов в пределах 5-20 штук.

Важно! Практичнее всего использовать второй способ т.к. полноценные геологические изыскания дороги, а самостоятельное изучение грунта на глубине вкручивания свай практически нереально.

Чтобы найти F, потребуется выполнить вычисления по следующей формуле:

Здесь S — площадь лопасти, которая вычисляется по формуле для круга (S = πR² = (πD²)/4). Исходные данные приводятся производителем винтовой сваи. Для наиболее распространенных диаметров винтовой сваи можно воспользоваться таблицей ниже.

Эти элементы чаще всего применяются для легких частных строений.

После того, как определено, сколько составляет площадь лепестковой подошвы винтовой сваи, нужно выяснить прочностные характеристики грунта основания (в формуле буква Rо). Для этого потребуется выполнить как минимум простейшие геологические изыскания с помощью ручного бурения или отрывки шурфов. Грунт можно изучить визуально и на ощупь, рекомендуется выполнять определение с применением .

Таблица ниже рассматривает, какую прочность основания нужно взять в расчет для различных грунтов.

Грунт основания, определенный по итогам изысканий Rо на расстоянии 1,5 м и более от поверхности земли, кг/см 2
Галька с глиняными частицами 4,50
Гравий с глиняными частицами 4,00
Песок крупной фракции 6,00
Песок средней фракции 5,00
Песок мелкой фракции 4,00
Пылеватый песчаный грунт 2,00
Суглинки и супеси 3,50
Глины 6,00
Просадочное основание или насыпное с проведением уплотнения 1,50
Насыпное основание без выполнения работ по уплотнению 1,00

Зная сколько способен выдержать грунт на один квадратный сантиметр и площадь опорной части винтовой сваи можно найти предварительное значение несущей способности F (без учета коэффициента по надежности). Значение подставляют в первую формулу и находят окончательную максимально допустимую нагрузку на один элемент фундамента.

Более подробно определить, сколько сможет выдержать свая можно по формуле 7.15 пункта 7.2.10 . Здесь учитываются все моменты, которые способны повлиять на несущую способность, а именно:

  • условия работы;
  • характеристики грунта;
  • глубина залегания лопасти (прибавляется боковое трение);
  • диаметр лопасти;
  • характер работы сваи (на выдергивание или на сжатие).

Выполнить расчет достаточно сложно, потребуется найти множество коэффициентов и характеристик грунта (здесь учитывается не только несущая способность, но и угол внутреннего трения, удельное сцепление, удельный вес и др.). Для упрощения работы можно воспользоваться таблицами, которые приводятся для наиболее распространенных диаметров свай (чаще всего для частного домостроения используют 89 мм, 108 мм, 133 мм).

Для свай диаметром 89 и 108 мм можно привести следующую таблицу:

Тип грунта Несущая способность свай 89 и 108 мм при диаметре лопасти 300 мм в тоннах с учетом глубины залегания винта
1,5 м 2,0 м 2,5 м 3,0 м
Мягкопластичный лесс 2,2 2,9 3,6 4,3
Полутвердая глина 4,7 5,4 6,0 6,7
Тугопластичная глина 4,2 4,9 5,6 6,3
Мягкопластичная глина 3,7 4,4 5,0 5,8
Полутвердые суглинки и супеси 4,4 5,1 5,8 6,5
Тугопластичные суглинки и супеси 3,9 4,6 5,3 6,0
Мягкопластичные

суглинки и супеси

3,5 4,2 4,8 5,5
Песок средней и крупной фракции 9,7 10,4 11,1
Песок мелкой фракции 6,3 7,0 7,7
Песок пылеватый 4,9 5,6 6,3

Несущая способность элементов диаметром 89 достаточна для того, чтобы использовать их в качестве фундаментов под одноэтажные дома из легких материалов (каркасные, бревенчатые, брусовые). При возведении двухэтажных строений лучше вместо 89 диаметра выбрать 108 или больший. Если опирать на такие свайные фундаменты кирпичные и бетонные здания, при расчете получится очень большой диаметр элементов и частое их расположение (зависит от характеристик грунта), да и не в каждой компании найдется специалист способный рассчитать массивное здание на винтовых сваях. Выгоднее использовать другие типы фундаментов.

Пример упрощенного расчета

Исходные данные для расчета фундамента под двухэтажный брусовой дом с размерами в плане 6 на 6 метров:

  • грунты на участке — глина;
  • диаметр используемых свай — 133 мм, диаметр лопасти — 350 мм;
  • масса дома, полученная в результате сбора нагрузок от стен, перегородок, перекрытий, полезного и снегового нагружения — 59 тонн.
  • периметр наружных стен — 24 м, внутренних несущих стен нет.

Сначала находится прочность грунта основания. Воспользовавшись приведенной ранее таблицей находим, что для имеющегося типа почвы она составляет 6,0 кг/см². Коэффициент надежности по нагрузке принимаем 1,75 (для обеспечения запаса по надежности). Остается вычислить площадь лепестковой подошвы:

S = (πD²)/4 = 3,14*352/4 = 961,6 см² (значение диаметра лопасти в расчет берется в сантиметрах).

Находим неоптимизированную несущую способность:

F = S*Rо = 961,6*6,0 = 5770 кг.

Вычисляем допустимую нагрузку:

N = F/γk = 5770/1,75 = 3279 кг ≈ 3,3 т.

Для дальнейшего расчета определяем минимальное количество свай, которые способны удержать данный дом:

59 т/3,3т = 17,87 шт, округляем до целых в большую сторону и принимаем в дальнейший расчет 18 шт.

Чтобы завершить вычисления для возведения фундаментов, нужно определить шаг между сваями. Для этого длину стен дома делят на количество опорных элементов:

24 м/18 шт = 1,33 м — максимальный шаг фундаментов.

Получилось довольно большое количество свай для такого небольшого дома, т.к. мы приняли что геологические изыскания не проводились, и пришлось принять γk = 1,75, если провести исследования хотя бы пробным вкручиванием (эталонным), тогда количество свай можно снизить до 12-13 штук, а это существенная экономия. В каждом случае нужно считать что обойдется дешевле — геологические изыскания или самостоятельный расчет и перестраховка по несущей способности.

Определение максимальной нагрузки на сваю — только часть вычислений для проектирования. Как показано выше, на этом расчет не заканчивается. Окончательными результатами вычислений должны стать следующие данные для свай:

  • сечение;
  • длина;
  • распределение под несущими стенами.

Применение свайного типа фундамента стало очень популярным. С практической точки зрения данная технология позволяет получать высокую экономическую выгоду при достаточной прочности и долговечности конструкции. Одним из вариантов свайного основания является винтовой, при котором опоры вкручиваются в грунт на заданную глубину. Процесс строительства такого основания занимает минимум времени, но требует большого внимания к множеству деталей. Один из таких моментов — на какую глубину вкручивать винтовые сваи?

Практически невозможно дать однозначный ответ на такой вопрос. Конкретной универсальной цифры просто не существует – для каждого проекта она определяется индивидуально. На показатель влияет большое количество параметров, главным из которых является грунт и его характеристики.

Для каких грунтов пригоден фундамент на винтовых сваях

Для строительства свайного основания обязательно проведение инженерно-геологических изысканий. Они должны проводится для любого строительства, но в случае установки опор особенно важны. Путем извлечения кернов грунта и получается набор данных, которые важны для последующей разработки проекта.

Геологи могут дать точную информацию о глубине залегания грунтовых вод, а также характеристики этих вод – это важно для оценки негативного воздействия химических элементов на опоры.

Свайное основание подходит для любого типа грунтов, что делает их «лидером» в сравнении с и аналогами. Строительство винтовых опор позволяет выйти на любую глубину, на которой, по данным геологических работ, залегает слой грунта, имеющий необходимую несущую способность.

При разработке проекта оценивается экономическая составляющая реализации строительства, которая определяет переход к производству работ.

Конечное решение на какую глубину закручивать винтовые сваи определяет архитектор проекта, который должен располагать детальной картиной подстилающих грунтов и характеристиками будущего строения.

Винтовые сваи и необходимая глубина их погружения

В общем виде, винтовая свая представляет собой стальную трубу определенной длины, которая имеет заостренный наконечник и приваренный на протяжении трубы спиралевидный участок. Последний предназначен для перемещения грунта на поверхность и служит основой для ввинчивания конструкции. играют важную роль для вкручивания опор.

Винтовые конструкции отличаются большим разнообразием и могут применяться для любых типов грунтов. Их можно монтировать как вручную, так и с привлечением специальной техники.

Погружение выполняет плавно и начинается со снятия (или прохождения) растительного горизонта. Глубина вкручивания винтовых свай устанавливается с небольшим запасом прочности для обеспечения достаточной несущей способности. Минимальная глубина погружения сваи должна соответствовать глубине промерзания почвы в зоне строительства фундамента. Соответствующий показатель можно взять в СНиП 23-01-99. Например, в южных регионах (Белгород, Воронеж) глубина промерзания составляет примерно 1 м, в то время, как в северных может быть более 2,4 м. Следует помнить, что глубина промерзания песчаников выше, чем у глинистых почв.

Основное правило строительства свайного основания: чем глубже ввинчена свая, тем надежнее фундамент.

Диапазон параметров винтовых свай может различаться в широких пределах. При выборе ствола для строительства фундамента для дома, обычно выбирают сваю диаметром от 57 до 325 мм. При этом, толщина стенки обычно составляет от 2 до 5 мм. Длина опоры варьируется от 1,5 до 12 м. винтовые сваи выдерживают высокие нагрузки на сжатие, а также показывают хорошие значения при напряжении на выдергивание. Для строительства основания опоры более чем выгодны.

Преимуществами свай в виде винта выделяются следующие:

  • Прохождение слабых грунтов и выход на слои достаточной прочности – универсальность строительства в любых условиях.
  • Возможность повторного использования опор, что выгодно при строительстве временных сооружений.
  • Сохранение почвы и растительности при производстве работ по вкручиванию вручную, без привлечения техники.
  • Минимальный шум при выполнении работ.
  • Высокая скорость возведения.
  • Высокая прочность материала и созданной конструкции.

Экономическая выгода при высокой прочности служат главными причинами использования винтовых свай. Кроме того, в отдельных ситуациях такая технология единственная из доступных.

Завинчивание свай

После того, как Вы определились для каких грунтов подходят винтовые сваи и выгодно ли их применение для конкретного участка, следует переходить непосредственно к строительству. Строгое следование правилам монтажа свай приводит к достижению желаемого результата.

После проведения детальных расчетов и определения параметров сваи следует выполнить пробное вкручивание. Эта процедура важна для определения соответствия расчетов реальности и подбора оптимальной техники. Также оценивается степень, с которой подходит применяемая свая для определенного объекта. Устанавливается глубина промерзания и особенности прохождения грунта.

Завинчивание начинается с определения точек установки, которые выносятся в натуру по проекту с помощью рулетки, а в сложных конструкциях с привлечением геодезической службы.

Постепенно ввинчиваются все опоры. Монтаж осуществляется до выхода на определенную глубину. Это важно для обеспечения расчетной прочности конструкции.

По завершению монтажа и выходу всех свай на установленную отметку, выполняется обвязка основания для соединения опор в единый проект.

Винтовые сваи гарантируют долгосрочность эксплуатации здания. Простота конструкции, скорость возведения и гибкость в плане решения нестандартных задач определяют распространенность свай для разнотипных проектов.

Читайте также:  Перспективы развития машиностроительного комплекса
Рейтинг
( Пока оценок нет )
admin/ автор статьи
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Банкирия