Несущая способность винтовых свай

От чего зависит допустимая нагрузка

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:

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.

Диаметр винтовой сваи, мм

Насыпное основание без выполнения работ по уплотнению

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 СП «Проектирование и устройство свайных фундаментов». 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:

Несущая способность свай 89 и 108 мм при диаметре лопасти 300 мм в тоннах с учетом глубины залегания винта

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.

Определение прочностных характеристик грунта


Расчет допустимой нагрузки без точных данных о сопротивлении грунта будет недостоверным. При этом застройщик должен помнить, что на одном участке в пределах небольшой площади может быть несколько типов почвы. Поэтому перед строительством сооружений I и II степени ответственности, в том числе жилых домов, необходимо заказать геологические изыскания застраиваемой площадки.

Альтернатива процедуры – самостоятельный анализ почвы. Для этого бурят в земле несколько шурфов, чтобы взять образцы для анализа.

Затем визуально или экспериментальным путем для каждого образца определяют тип почвы и выбирают из справочной литературы расчетное сопротивление грунта. Нормативный документ СП 22.13330.2016 содержит такие данные. Таблица ниже отражает значение искомых параметров для наиболее популярных грунтов в российских регионах:

Тип почвы Расчетное сопротивление, кг/см2
Пылеватые породы 2
Рыхлая почва с большим содержанием песка и глины 3,5
Песок мелкой фракции, гравий с глинистыми включениями 4
Галька с некоторым содержанием глины 4,5
Песок средней фракции 5
Глина, песок крупной фракции 6

6.3 Расчет буронабивных свай

6.3.1 Расчеты свайных фундаментов и их элементов выполняются в соответствии с общими положениями СП 24.13330.2011, МГСН 2.07-01 [], МГСН 5.02-99 [].

6.3.2 При расчете буронабивных свай из виброштампованного бетона по прочности материала расчетное сопротивление бетона следует принимать с учетом коэффициента условий работы γcb= 1 и коэффициента условий работы, учитывающего влияние способа производства работ при наличии в скважине воды и извлекаемых обсадных труб, γ’cb= 0,9.

6.3.3 Сваю в составе фундамента и одиночную по несущей способности грунта основания следует рассчитывать исходя из условия

                                                               (1)

где N — расчетная вертикальная нагрузка, передаваемая на сваю, кН;

Fd — несущая способность (предельное сопротивление) грунта основания одиночной сваи, кН, называемая в дальнейшем несущей способностью сваи;

γ, γn, γk — коэффициенты, принимаемые согласно п. 7.1.11 СП 24.13330.2011.

6.3.4 Несущую способность Fd буронабивной сваи, работающей на сжимающую нагрузку, следует определять по формулам:

а) при объемном виброштамповании укладываемой бетонной смеси

Fd = γccRRA + UΣγcffihi),                                                (2)

где γс — коэффициент условий работы сваи, γc = 1;

γcR — коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи (для песков и супесей γcR = 1,1; для глин и суглинков γcR = 1; в остальных случаях, согласно п. 7.2.6 СП 24.13330.2011);

R — расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое, согласно п. 7.2.7 СП 24.13330.2011;

А — площадь опирания сваи, м2, принимаемая равной:

— для буронабивных свай без уширения — площади поперечного сечения ствола сваи в уровне подошвы;

— для буронабивных свай с уширением — площади поперечного сечения уширения в месте наибольшего его диаметра;

U — периметр поперечного сечения ствола сваи, м;

γcf — коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности сваи (для любого типа грунта γcf = 0,9);

fi — расчетное сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице приложения ;

hi — толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;

б) при вибровтрамбовывании щебня в грунт ниже забоя скважины или сваи-оболочки, погружаемой с выемкой грунта

Fd = γccR1RA + UΣγcffihi),                                               (3)

где γс — коэффициент условий работы сваи, γс = 1;

γcR1 — коэффициент условий работы, учитывающий особенности совместной работы щебеночного «ядра» в основании сваи и окружающего уплотненного грунта, принимаемый по таблице ;

R — расчетное сопротивление уплотненного грунта под подошвой буронабивных свай, сооружаемых с вибровтрамбовыванием жесткого материала в забой, кПа, принимаемое по таблице приложения ;

А — площадь опирания сваи, м2, принимаемая равной:

— для буронабивных свай без уширения — площади поперечного сечения ствола сваи в уровне подошвы;

— для свай-оболочек, заполняемых бетоном, — площади поперечного сечения оболочки брутто;

U — периметр поперечного сечения ствола сваи, м;

γcf — коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности сваи, принимаемый:

— при объемном виброштамповании укладываемой бетонной смеси (для любого типа грунта γсf = 0,9);

— в остальных случаях, согласно п. 7.2.6 СП 24.13330.2011 в зависимости от способа образования скважины и условий бетонирования;

fi — расчетное сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице приложения ;

hi — толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м.

Таблица 1 — Значения коэффициента γcR1

Значение коэффициента для пылевато-глинистых грунтов с показателем текучести IL

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

для песчаных грунтов

гравелистых

крупных

средней крупности

мелких

пылеватых

Пески средней плотности

0,8

1,0

1,1

Супеси, суглинки и глины

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

Примечания

1 Для промежуточных значений IL значения коэффициента γcR1 определяются интерполяцией.

2 Для гравелистых, крупных песчаных и пылевато-глинистых грунтов с показателем текучести IL < 0,2 определение сопротивлений производится по результатам опытных работ. Для предварительной оценки сопротивления основания под нижним концом сваи по формуле () допускаются принимать γcR1 = 0,5.

6.3.5 При определении несущей способности буросекущихся и бурокасательных свай, воспринимающих сжимающую нагрузку в составе конструкций типа «стена в грунте», следует учитывать уменьшение трения грунта на боковой поверхности сваи, вызванное объединением сечений соседних свай в ряду.

Конкретные цифры для расчётов

В случае, когда сложно либо невозможно определить несущую способность грунта, принимается значение 2,5 кг\см2,  это усреднённый показатель для грунтов российской средней полосы.

Исходные данные для расчёта свайных фундаментов

Максимальный шаг винтовых свай для малоэтажного и хозяйственного индивидуального строительства:

  • строения из бревна или бруса 3 м;
  • сооружения каркасного либо сборно-щитового типа 3 м;
  • здания с несущими стенами из облегчённых блоков 2,5 м;
  • дома из кирпича  и полнотелых бетонных блоков 2 м;
  • монолитные сооружения 1,7 м.

Для кустов свай под печи, колонны и подобные сооружения с сосредоточенной нагрузкой допустимое минимальное расстояние между сваями 1,5 м, для веранд и аналогичных построек 1,2 м.

Вес конструкций и частей зданий

Для сбора весов  допустим приблизительный подсчёт. Ошибка в большую сторону приведёт к небольшому увеличению стоимости работ. Если же реальные нагрузки окажутся больше расчётных, то возможно разрушение фундамента и здания в целом.

Предпочтительный ориентир при отсутствии точной информации максимальное значение.

Стены :

  • кирпичные 600-1200кг\м2;
  • бревенчатые 600 кг\м2;
  • газо- и пенобетонные 400-900 кг\м2;
  • каркасные и панельные 20-30 кг\м2.
  • листовая сталь, в т.ч. металлопрофиль и металлочерепица 20-30 кг\м2;
  • листы асбоцементные 60-80 кг\м2;
  • рубероид и другие мягкие покрытия 30-50 кг\м2.

Перекрытия:

  • деревянные с утеплителем 70-100 кг\м2;
  • цокольные с утеплителем 100-150 кг\м2;
  • монолитные армированные 500 кг\м2;
  • плитные пустотелые 350 кг\м2.

Как рассчитать количество

Рассмотрим пример расчета количества винтовых свай для возведения жилого дома в два этажа общей площадью 6000*8000 мм. Крыша пологого типа, одна несущая стена внутри дома. Тип почвы на участке – глинистая (несущая способность 4,5 кг/ кв. см).

Площадь отдельных конструктивных элементов, которые понадобятся в расчетах:

  • общая площадь перекрытий 1, 2 этажа – 100 кв. м;
  • площадь крыши – 50 кв. м, чердака – 50 кв. м;
  • площадь внутренних стен – 160 кв. м, несущей стены внутри дома – 50 кв. м;
  • общий периметр фундамента – 34 м.

Чтобы узнать нагрузку на фундамент, воспользуйтесь специальными справочными данными, нормативными документами для конкретного региона с учетом применяемых строительных материалов.

https://youtube.com/watch?v=V0lZiQKSIcQ

Получаем следующие величины нагрузок:

  • этажное перекрытие – 10 т;
  • вес внешних стен – 16 т, внутренних – 5 т;
  • перекрытие чердака – 3,5 т;
  • общая полезная нагрузка (вес проживающих, мебели, бытовой техники) – 26 т;
  • вес временной нагрузки (снега) – 5 т (берется из справочника для каждого конкретного региона);
  • общий вес свай и ростверка – 3 т;
  • вес кровли, если в качестве материала берется плоский шифер, – 2,5 т.

Общий вес всей возводимой конструкции выходит 71 т.

Расчетная нагрузка составит примерно 30% от общего веса конструкции. Получаем 92,3 т.

Для данной конструкции нужно использовать СВЛ-108 с литым наконечником. Несущая способность одной сваи – 4,65 т.

Общее количество свай, которое понадобится для дома площадью 48 кв. м, составит 20 штук.

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.

Расчет допустимой тяжести

Чтобы рассчитать максимальную нагрузку, которую сможет выдержать свайное основание, необходимо знать площадь подошвы винта, а также несущую способность грунта.

Формула для расчета:

  • N – максимально возможная нагрузка на основание (кг/см2);
  • Sп – площадь подошвы лепестка (см2);
  • Ro – сопротивление грунта (кг/см2);
  • yk – коэффициент надежности.

Коэффициент yk зависит от количества опор, использованных для строительства фундамента, а также достоверности результатов геологических изысканий участка:

  • yk = 1,7, если количество свай меньше 5;
  • yk = 1,4, если использовано до 20 опорных элементов;
  • yk = 1,2, если сопротивление грунта определено в результате профессиональных геологических изысканий.

Например:

участок строится на глинистом участке (Ro = 6 кг/см2) и в качестве опорных элементов использованы винтовые стержни длиной 2,5 м, диаметром столба 108 мм и диаметром лопастей 300мм. Тогда площадь подошвы лепестков будет равна:

При самостоятельном анализе грунта, а также использовании табличных значений Ro принимают yk = 1,7. Тогда искомая нагрузка на фундамент будет составлять:

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.

Виды фундаментных конструкций с ростверком

В том случае если застройщику удастся правильно рассчитать не только количество свай, необходимых для ростверкового фундамента, но и глубину их погружения, то в процессе эксплуатации несущая конструкция не будет подвергаться промерзанию и пагубному воздействию влаги. Если планируется строительство на участке с небольшим рельефным перепадом, который выравнивать нецелесообразно, тогда можно соорудить комбинированную фундаментную конструкцию, например, свайно-ленточную.

Существуют следующие виды фундаментов с ростверком:

  1. Ленточный. В процессе проведения строительных работ застройщик связывает между собой расположенные по соседству сваи.
  2. Выполненный в виде плиты. В этом случае застройщику приходится связывать каждый оголовок.

Порядок выполнения работ

Шаг 1. Расчёт

На данном этапе производится расчёт всех проектных параметров, необходимых для возведения свайного фундамента. Для этого высчитывается вес строящегося сооружения, после чего определяется количество свай и глубина их залегания.

ВАЖНО!

Согласно строительным нормативам, минимальное расстояние между центрами соседних буронабивных свай должно составлять три диаметра сваи. В противном случае несущая способность фундамента существенно снижается.

Шаг 2. Разметка

Чтобы шнек для буронабивных свай сделал скважины в точности там, где они предусмотрены проектом, участок предварительно размечают. Как правило, для этого используется верёвочный треугольник.

Шаг 3. Бурение

Высокопроизводительная буровая установка может пробурить скважину буквально за час. Работа с бензобуром займёт чуть больше времени, но зато позволит сэкономить средства. В некоторых случаях (при строительстве небольших зданий из дерева или пенобетона) можно и вовсе обойтись ручным буром.

Шаг 4. Обустройство опалубки

Опалубка необходима для того, чтобы застраховать грунт от возможного осыпания внутрь скважины. В ряде случаев, когда плотность грунта высока, можно обойтись без опалубки, что существенно ускорит процесс строительства фундамента. Главное — оборудовать опалубку наверху сваи, чтобы она стала впоследствии её оголовьем. Это можно сделать с помощью рубероида или любого другого материала со схожими свойствами.

Шаг 5. Сооружение подушки

Назначение подушки, отсыпаемой из песка или мелкозернистого щебня, состоит в том, чтобы свести к минимуму последствия морозного пучения. Высота подушки подбирается в зависимости от климатических особенностей региона. Для средней полосы России она, как правило, составляет 12-15 см.

Шаг 6. Армирование

Армокаркас для буронабивных свай играет важную роль в обеспечении прочностных характеристик фундамента. Бетон отличается высоким уровнем прочности на сжатие, в то время как арматура позволяет существенно повысить его прочность на растяжение и на сдвиг.

Шаг 7. Монтаж

В ход идёт шнек для буронабивных свай и цементный насос, подающий раствор в скважину под определённым давлением. Главное на данном этапе, чтобы в теле сваи не образовались пустоты, так как это может сказаться на несущей способности свайного фундамента.

Шаг 8. Отливка ростверка

Отлитый из бетона и усиленный армокаркасом ростверк превращает буронабивные сваи в единую несущую конструкцию, способную принимать вес здания и передавать его на глубокие слои грунта.

Достоинства

Винтовой фундамент можно возвести в сжатые сроки. Такую сваю можно использовать сразу после монтажных работ. Строители утверждают, что в ходе бетонирования внутреннего просвета свайного ствола не произойдет задержка в работах на строительной площадке. Это обуславливается тем, что нагрузка приходится на ее стальную оболочку.

Проведение монтажных работ характеризуется незначительным уровнем шума. Проведение аналогии с забивными сваями свидетельствует об очевидном отсутствии вибрации, повреждающей строения. Их установка характеризуется оперативностью и простотой. Устанавливать можно вручную и с использованием специализированной техники.

При создании фундамента подобным образом объем земляных работ будет существенно снижен, что обуславливает более низкую стоимость по сравнению с разнообразными типами железобетонного. Основание на винтовых сваях за счет наличия лопастей обладает возможностями исключения любых выдергивающих нагрузок.

Производить монтажные работы сваи можно на неровной поверхности, под разными углами к вертикали. Исходя из этих возможностей, он востребован при строении на склонах. Подобный фундамент проявляет устойчивость к эрозии грунта благодаря специальной обработке грунта и основания свай. При использовании данного типа свай рельеф местности не имеет значения, так как цокольный уровень в соответствии с периметром будет идентичным, а глубина проведения монтажных работ определяется рельефными характеристиками.

При использовании винтовых свай вынимается меньший объем грунта, в связи с этим строительные работы можно вести вплотную к уже возведенным постройкам. В связи с этим строительство можно вести на ограниченном пространстве. Характеризуются меньшей трудоемкостью процесса. Возводить можно в любое время года. Обладают природно-климатической неприхотливостью, поэтому их эксплуатируют в значительном диапазоне колебания температурного режима.

Им не страшны грунтовые воды и разбухание грунта. В связи с этим отпадает необходимость в предварительном осушении участка, где будет проводиться строительство. Их можно применять на участках, где отмечается высокий горизонт подпочвенных вод, так как рабочая часть расположена ниже грунтовых вод. Используют на местности, обладающей разнообразным типом грунта, кроме каменистого. Последний неудобен в плане бурения. При установке свай с использованием техники обеспечивается максимальная точность. Можно устанавливать конструкции различного диаметра и разную глубину.

Часто винтовые сваи используют для временно возведенных объектов. После окончания функционирования объекта они могут быть разобраны и использованы повторно. Их используют, как для возведения новых построек, так и для реконструкции старых строений, когда требуется заменить фундаментную основу. Перечисленные положительные свойства относятся к конструкциям, которые произведены промышленным способом, так как они соответствуют международным стандартам.

Определение прочностных характеристик грунта


Расчет допустимой нагрузки без точных данных о сопротивлении грунта будет недостоверным. При этом застройщик должен помнить, что на одном участке в пределах небольшой площади может быть несколько типов почвы. Поэтому перед строительством сооружений I и II степени ответственности, в том числе жилых домов, необходимо заказать геологические изыскания застраиваемой площадки.

Альтернатива процедуры – самостоятельный анализ почвы. Для этого бурят в земле несколько шурфов, чтобы взять образцы для анализа.

Затем визуально или экспериментальным путем для каждого образца определяют тип почвы и выбирают из справочной литературы расчетное сопротивление грунта. Нормативный документ СП 22.13330.2016 содержит такие данные. Таблица ниже отражает значение искомых параметров для наиболее популярных грунтов в российских регионах:

Тип почвы Расчетное сопротивление, кг/см2
Пылеватые породы 2
Рыхлая почва с большим содержанием песка и глины 3,5
Песок мелкой фракции, гравий с глинистыми включениями 4
Галька с некоторым содержанием глины 4,5
Песок средней фракции 5
Глина, песок крупной фракции 6

Изготовление винтовых свай для забора своими руками

Как известно, обустройство винтового фундамента является относительно несложным мероприятием, поэтому многих интересует вопрос, как сделать винтовые сваи самостоятельно, ведь это позволит в существенной степени сэкономить финансовые средства.

Чаще всего своими руками изготавливаются сваи для строительства заборов. Для самостоятельного изготовления свай вначале нужно подготовить такие отдельные компоненты:

  • Трубы с требуемым диаметром.
  • Винтовую часть, с шагом около 5 см.
  • Наконечник, длиной не меньше 15 см.
  • Оголовки, для крепления бруса или балок.

Длина и диаметр труб являются основными техническими параметрами винтовых свай. Длина изделия определяется в зависимости от вида грунта. Ее значение должно быть таким, чтобы обеспечить погружение сваи до уровня устойчивой почвы.

Выбор диаметра сваи зависит от величины усилий, создаваемых непосредственно строительной конструкцией. В соответствии с типом ограждения рекомендуется использовать трубы для изготовления винтовых свай следующих диаметров:

  • 55 мм – для установки легких оград, к примеру, из сетки-рабицы.
  • 76 мм – для монтажа ограждения из металлического профнастила или шифера.
  • 89 мм – для обустройства массивного забора из кирпича или легких блоков.

Рекомендуется для производства свай винтового вида приобретать специальные заготовки с литым наконечником. Но если это невозможно, то он изготавливается самостоятельно непосредственно из используемой трубы. Для этого:

  • Концы трубы разрезаются на отдельные секторы определенного размера по лекалу.
  • Выполняется сварка их в конус.
  • Производится рихтовка швов.

Винтовая часть может быть изготовлена из стали толщиной 5- 6 мм. Сегодня можно приобрести специальные заготовки для винтов, но их стоимость при этом будет выше. Наружный диаметр устанавливаемого винта должен выбираться в зависимости от особенностей грунта, а именно, чем глубже необходимо вкручивать сваю, тем меньший должен быть диаметр винта.

В качестве основания для закрепления сверху винтовой сваи швеллера или балки должен устанавливаться оголовок. Правильно изготовленное изделие выглядит, как показано на фото ниже:

Все подготовленные комплектующие соединяются между собой с помощью сварки

Очень важно следить за качеством сварного шва, чтобы исключить возможное разрушение конструкции при монтаже

Подробная видео-инструкция от мастера с комментариями поможет вам наглядно увидеть процесс создания сваи своими руками.

Виды и типы забивных свай

С позиции материала, используемого при производстве забивных свай, все разнообразие можно разделить на три вида:

сваи забивные металлические. Используются редко из-за дороговизны и меньшей, по сравнению с ЖБ сваями, несущей способностью. Для производства сваи используют трубы, рельсы, швеллер. Преимущество – сравнительно меньший вес. Срок службы – 40-60 лет;

сваи забивные деревянные. Используют только для фундамента небольших, легких строений, преимущественно для деревянных и каркасных домов, т.е. сфера их применения ограничена частным строительством. Существенными недостатками является дороговизна (дорогие породы деревьев: дуб, лиственница, бук, ясень), трудоемкость производства. При установке на твердых породах грунта конус деревянной сваи усиливается металлическим наконечником. Характеристики сваи из дерева: диаметр – 200-400 мм, длина 3-8 м.п. Срок службы – 50 лет;

сваи забивные железобетонные. Бетонные, усиленные армированием конструкции. Срок службы – до 150 лет.

Остальные разновидности будут касаться железобетонных свай и представлены в таблице:

№ п/п Классификационный признак Детализация
1 По типу армирующего каркаса – напрягаемые (применяется термически и механически упрочненная стержневая горячекатанная арматура или высокопрочная проволока); – ненапрягаемые (применяется стержневая горячекатанная арматура).
2 По форме поперечного сечения – квадратное; – прямоугольное; – круглое.
3 По форме продольного сечения – призматические; – цилиндрические.
4 По наполнению внутренней полости – сплошного сечения (цельные) – 10 типоразмеров¬; – полые (с круглой или квадратной полостью) – 26 типоразмеров.
5 По возможности наращивания – монолитные; – составные (состоящие из нескольких частей с цанговым или сварным стыком).
6 По типу формирования нижнего наконечника – цилиндрические; – с расширением; – с пятой.

Маркировка железобетонных свай

Рекомендации по маркировке забивных ж/б свай содержатся в ГОСТ 19804-91 и ГОСТ 23009. Маркируются сваи буквенно-числовой последовательностью, в которой:

  • вторая – номер варианта армирования (при использовании ненапрягаемой арматуры) и класс (для сваи с напрягаемой арматурой);
  • первая группа – тип сваи, и ее размеры;
  • третья – характеристики сваи.

Существующие типы забивных свай в соответствии с положениями ГОСТ 19804-91 приведены в таблице:

Подбираем по диаметру и длине винтовые сваи – расчет для фундамента

Спиральные опоры отличаются диаметром рабочей поверхности. Указанный размер зависит от вида возводимых объектов:

  • установка облегченных ограждений и небольших деревянных заборов производится с использованием элементов с витками диаметром 57 мм;

Чтобы не ошибиться со сваями и правильно рассчитать их длину, необходимо определить разницу высоты разных точек участка

  • прочность фундаментов для хозяйственных помещений, бытовок, оград из металлопрофиля обеспечивает размер спирали, равный 76 мм;устойчивость массивных оград, фундаментов каркасных строений, а также различных пристроек достигается благодаря увеличенному до 89 мм диаметру;возведение многоэтажных зданий, сооружение бревенчатых и каменных пристроек требуют увеличенного до 108 мм сечения;монтаж каркасных многоэтажных строений, массивных построек и сооружение пирсов требует мощной основы с диаметром спирали 133 мм.

Для обеспечения устойчивости возводимых строительных конструкций в различных регионах используют опоры, отличающиеся длиной.

Размер определяется следующими моментами:

  • особенностями климата;плотностью почвы;высотными перепадами;глубиной промерзания;действующими нагрузками;сопротивлением грунта;глубиной расположения твердых слоев.

Расчет количества винтовых свай выполняют с учетом габаритов и веса дома, который будет установлен на фундамент

Специалисты рекомендуют учитывать следующие рекомендации при выборе длины:

  • применять элементы длиной 1–1,2 м в южных регионах;использовать опоры размером 2–2,5 м в северных зонах.

Используя так называемый способ контрольного ввинчивания, несложно определить максимальную глубину погружения до уровня плотного несущего пласта почвы.

Для этого следует ввинтить одну спиральную опору, контролируя правильность ее расположения по вертикали. Значительное возрастание усилия завинчивания свидетельствует о достижении рабочей частью твердых слоев. Обязательно увеличьте на 20–40 см допуск на длину опоры, особенно в условиях сложного рельефа с высотными перепадами.

Рассчитав нагрузки и определив рабочие размеры, приступайте к следующему этапу работ.

Оцените статью
ЛогикаРемонта
Добавить комментарий