Фундамент на винтовых сваях
Что такое винтовые сваи? В чем их особенность и удобство? И как с их помощью сделать фундамент? Винтовые сваи — это такая опорная конструкция. Представляет она собой систему труб, которые погружены в грунт на определенную глубину. В нижней части этих труб приварены спиралевидные лопасти (как на фото). Эта конструкция позволяет вкручивать сваи в грунт. А лопасти играют роль нарезки, примерно с таким же эффектом действия, как и на шурупах. Острый наконечник сваи позволяет легче ей входить в грунт. А нарезка помимо того, что используется для вкручивания, также является опорным узлом, на который собственно и опирается свая.
За счет чего держится опора и на сколько она надежна, спросите вы? Отвечаем: такая свая держится за счет силы трения, которая возникает между грунтом и боковыми поверхностями сваи (трубы). Усиливают такую конструкцию те самые лопасти, о которых мы уже говорили. На них и о приходится часть нагрузки, что делает такую опору весьма надежной, при грамотной установке конечно. Кстати, сама установка таких свай имеет массу тонкостей, которые нужно соблюдать. Несоблюдение их может привести к тому, что свая будет хлипкой и ненадежной. Так вот, чтобы равномерно распределить нагрузку на каждую сваю, установка выполняется по заранее просчитанной схеме. Образуется так называемое свайное поле. Оно обеспечивает равномерную нагрузку на каждую опору.
Ростверк
Когда сваи уже погружены их верхние части срезают таким образом, что бы получилась ровная плоскость. Затем делают ростверк или по другому называют несущий пояс. Он-то и является основной конструкцией, которая распределяет нагрузку от стен. А самое главное, благодаря ему нагрузка на систему свай распределяется равномерно, не перегружая не одну из свай, что придает данной конструкции надежность и долговечность.
Строение и функции ростверка очень схожи с конструкцией ленточного фундамента. Отличием в данной конструкции является то, что у ростверка, вместо опоры на грунт, как у ленточного фундамента происходит на сваи. Для того чтобы конструкция приобрела жесткость и была менее восприимчива к боковым нагрузкам, полые трубы свай заливают бетоном после их установки. Это и создает дополнительную устойчивость и жесткость конструкции.
Конечно, и плюсы и минусы свайного фундамента имеют место быть. Но явным плюсом винтовых свай является то, что при их установке не обязательно погружать их до контакта с плотными слоями грунта, как с другими сваями. Особенность их конструкции позволяет надежно удерживать здание при достаточном углублении в грунт. Винтовые сваи являются висячим типом свай.
Устройство ростверка
Расчет обоснования применения ленточно-винтовой основы
Если нет специальных теоретических и практических знаний и умений, рассчитать все параметры будущего фундамента будет очень сложно. Рекомендуется обратиться за помощью к подготовленным специалистам проектировщикам. Это позволит избежать различных недочетов и критических ошибок, что повлияет как на общую стоимость строения, так и на такие показатели как безопасность, срок службы и эксплуатационные качества.
Для проведения точного расчета надежного фундамента потребуются:
Исследования геологии участка. Данные о структуре и составе почвы, глубине ее промерзания, наличии или отсутствии грунтовых вод, перепадах рельефа.
Инженерный проект будущего строения.
Рассчитанные значения максимально возможных нагрузок на фундамент, исходя из общего веса всех стройматериалов, потраченных на здание, а также, всех остальных предметов, находящихся в нем.
Значения возможных просадок, пределы деформирования как некоторых элементов строения, так и всей конструкции в целом на любом этапе строительства и эксплуатации.
Расчетные данные о ширине и глубине фундамента дома.
Данные о методике соединения и устройства ростверка.
Для точного расчета надежного и качественного основания вышеперечисленных значений будет достаточно. Необходимо лишь вычислить нужный размер свай, глубину их вкручивания, взаимное расположение и их количество по табличным значениям. Кроме этого, по ним нужно выбрать тип армировки и гидроизоляции.
Винтовые сваи
Основой такого фундамента являются опоры из металлических трубных заготовок с поверхностью, покрытой защитным антикоррозийным составом.
К нижнему, предварительно заостренному концу такой трубы привариваются винтовые лопасти, обеспечивающие возможность вворачивания (вкручивания) её в землю. Указанный способ монтажа свай примечателен тем, что при вворачивании трубных опор грунт под фундаментом не разрушается, а лишь частично уплотняется, что не снижает его несущей способности.
Различные виды фундаментных винтовых опор отличаются по следующим параметрам:
- диаметром трубного основания, зависящего от предполагаемой нагрузки на фундамент;
- длинной, шагом и шириной винтовых частей свай, выбор которых зависит от качества и характеристик грунта в месте застройки;
- наличием на вворачиваемых в грунт частях полноценных лопастей или имитирующей их винтовой нарезки.
Повышенные размеры лопастей выбираются в случае влажных и рыхлых грунтов.
Сваи с имитацией винтовой нарезки востребованы в северных регионах страны, где нежелательно разрушение слоёв вечной мерзлоты.
Вид и форма винтовой сваи зависит от конкретной фирмы-производителя.
Виды опор
Рассмотрим, какие виды винтовых опор используются в современном строительстве:
По области применения
Использование этого типа фундамента ведется гораздо шире, чем это может показаться на первый взгляд.
Винтовые сваи успешно применяются в следующих областях:
- Капитальное строительство.
- Индивидуальное жилое строительство.
- Мосты, причалы, прочие гидротехнические сооружения.
- Несущие опоры ЛЭП, мачты и т.п.
- Ангары.
- Теплицы.
- Заборы или ограждения и т.д.
Рост популярности этого типа основания значительно расширил область применения, и этот процесс еще не закончен.
Размеры
Используются стальные трубы разных диаметров. Наиболее распространены трубы 108 мм, этот размер обеспечивает достаточно высокую несущую способность при хорошем вхождении в грунт.
Общий диапазон диаметров труб находится в пределах 57-219 мм, но в некоторых случаях используются и более толстые опоры.
В частном домостроении трубы более 159 мм не используются из-за сложности погружения.
Длина труб также имеет много вариантов. Существуют типоразмеры от 1650 до 9000 мм, используемые в соответствующих условиях.
Чем меньше прочность и плотность грунта, тем длиннее должен быть ствол.
Количество лопастей
Существуют одно- и многолопастные конструкции. Однолопастные используются на относительно надежных грунтах.
Превышение нагрузки или реверс сваи при установке приводят к потере сцепления с грунтом.
Для ответственных построек на слабонесущих грунтах используют многолопастные сваи, которые демонстрируют большую устойчивость к возможным нагрузкам.
Кроме того, увеличение количества лопастей позволяет уменьшить диаметр ствола, что облегчает погружение.
При этом, толщина стенок должна обеспечивать необходимую жесткость.
Наконечники
Наконечник принимает на себя нагрузку при погружении, что выдвигает довольно жесткие требования к его конструкции.
Существуют:
- Сварные наконечники. Изготавливаются путем заужения диаметра трубы путем удаления клиновидных участков и соединения полученных фрагментов в конус. Швы свариваются и образуется заостренный конец. Применяются для относительно слабых, мягких грунтов.
- Литые наконечники. Изготавливаются (отливаются) отдельно и прикрепляются к трубе. Обладают большой толщиной, способны разрушать встречающиеся препятствия. Используются на плотных и сложных грунтах.
Материал изготовления
Используются разные марки стали — от обычной Ст 3, до более прочной Ст 20.
Для применения в сильноагрессивных грунтах с большими нагрузками и возможностью электростатической коррозии используются прочные марки стали 30 ХМА и 09Г2С.
Тип защитного покрытия
Наиболее эффективным покрытием считается нанесение слоя цинка. При этом, сам материал должен быть достаточно устойчивым к возникновению коррозии.
Полимерные материалы, нанесенные на сваи, стираются при погружении и свою задачу выполнить не могут.
Они необходимы только для защиты наружной части опор и требуют периодического обновления.
Многие инженеры предлагают свои варианты защиты, от мастик до нанесения слоя резины, но большого распространения эти методы пока не получили.
Какими они бывают
Винтовые сваи различаются между собой по довольно большому числу параметров. Это может быть и длина, и вес. Но всё же главную роль играет тип крепления лопастей и диаметр.
По типу крепления лопастей они делятся на:
C литым наконечником. Такие наконечники делают на производстве, применяя метод точного литья в вакуумной среде из стали наиболее прочных марок. Толщина такого наконечника может достигать 13 мм для изделия диаметром 300 мм. Он вставляется в конец трубы и обваривается;
- Из оцинкованной трубы с таким же наконечником. Такое изделие отличается повышенной стойкостью к коррозии;
Со сварным наконечником. В отличие от литого, этот тип отличается простотой изготовления — просто к его концу приваривается острая буровая лопасть. Её толщина достигает всего 5 мм для диаметра сваи в 300 мм.
Естественно, наиболее надёжным считаются сваи с литой лопастью, особенно изготовленные из оцинкованной трубы. Выше и их несущая способность, которая может достигать шести тонн. Но они меньше подходят для потребителей с ограниченным бюджетом, поскольку их стоимость на четверть выше сварных.
Сама по себе их теоретическая надёжность не является гарантией качества на практике. Относительная сложность, которую имеет технология, необходимость делать точный расчёт, повышает опасность наткнуться на халтуру. Потребителю стоит проверять сертификаты и другие документы на литые наконечники.
Сварные винтовые сваи, в свою очередь, менее надёжны, но и заметно дешевле. Но дешевизна тут достигается использованием менее качественных материалов. А бывает, и менее качественной работой. Строители рискуют тем, что лопасть оторвётся и вырастет нагрузка на соседние сваи, дом просядет.
Изначально эти трубы применяются в нефте-газовой промышленности.
Существует довольно большое разнообразие диаметров свай. Всё зависит от того, для каких целей они будут применяться. Чем тяжелее постройка, тем больше должен быть диаметр. На сегодняшний день самыми популярными являются такие сваи:
- Диаметром 57 мм;
- 89 мм;
- 108 мм;
- 133 мм;
- 300 мм.
Наиболее тонкие делают в большинстве случаев сварными и ставят для заборов. Сваи же от 89 мм популярны в домостроении. Средняя несущая способность свай варьируется в зависимости от диаметра и толщины стенок трубы в пределах 4–7 тонн. Этого вполне достаточно для абсолютного большинства проектов частных жилых домов, в том числе и возводимых на сложных почвах.
Конечно, не стоит рисковать и возводить капитальный дом на фундаменте из 89-миллиметровых свай, лучше начинать со 108-миллиметровых, если дом из бруса или бревна и имеет небольшие размеры. Для домов из тяжёлых брёвен или пеноблоков уже вполне подходят сваи в 133 мм.
Маркировка свай по диаметру обычно выглядит так: СВ:133х350, где буквы обозначают, что это «свая винтовая», первые цифры — диаметр в миллиметрах, а последние — диаметр лопастей.
Оголовки
Другой важной частью конструкции являются оголовки. Их главное предназначение — работать как опора для плит или балок дома
Их устанавливают не всегда (например, в них нет необходимости, если дом строится из пенобетона), но когда они нужны, то их установка обязательна.
Оголовки делятся на несколько категорий. Во-первых, они бывают:
- Съёмными;
- Приваренными.
Первый вариант используется при наиболее распространённом, ручном, вкручивании свай. Последние вкручиваются на глубину промерзания грунта, после чего их концы срезаются, так, чтобы они были на одной высоте. После этого одевают изделие.
Что касается приваренных оголовков, то их основных применением являются винтовые сваи, вкручиваемые ямобуром. Главным преимуществом такого способа крепления является то, что внутрь сваи не попадают её главные враги — влага и воздух, что снижает уровень коррозионности.
Также оголовки бывают в зависимости от формы:
- П-образными;
- Т-образными.
Разную форму используют для укладки на них разных типов перекрытий. П-образные оголовки служат как опора для балок и только для них, в то время как Т-образные применяются как для балочного, так и для плиточного ростверка. Верхняя часть оголовка может быть в виде круга, квадрата или любой другой фигуры.
Что касается размеров, то они полностью зависят от диаметра сваи и удельного веса конструкции, которая будет опираться на оголовок. Их делают так, чтобы внутренний диаметр несколько превышал размер сваи. Оголовки также бывают простыми и усиленными. Последние делают с четырёхсторонними косынками и из особо прочных марок стали.
Достоинства и недостатки винтового фундамента
В сравнении со всеми известными технологиями, винтовой фундамент является самым экономичным основанием для любых наземных конструкций. Достоинствами СВФ являются:
- строительство в сложных условиях – холмистая, болотистая местность, прибрежная зона, плотная застройка, наличие на участке деревьев, прохождение сторонних коммуникаций;
- минимальный бюджет – практически полное отсутствие бетонных, земляных работ, опалубки, ожидания набора прочности бетонными конструкциями, аренды спецтехники;
- вариабельность технологий строительства – винтовой фундамент пригоден для срубов, кирпичных, панельных построек, щитовых, фахверковых каркасных зданий, контуров заземления дома, заборов, МАФ;
- максимальная этажность – допускаются разрешенные в индивидуальном строительстве трехэтажные здания с мансардой;
- высокий ресурс – при нормальной антикоррозионной обработке срок службы винтовых свай составляет 75 – 100 лет.
Единственным недостатком СВС является непригодность для проектов с цокольным/подвальным этажом. Ручной монтаж винтовых свай, не только допустим, но и рекомендован специалистами. При погружении этих конструкций спецтехникой сложнее контролировать усилие затяжки при достижении несущих пластов.
Домик на сваях – достоинства винтовых опор
Решив построить домик на сваях, разберитесь с преимуществами данных опор и их слабыми местами. Дом на сваях обладает следующими достоинствами:
- не требователен к почве. Он может строиться при повышенной концентрации глины и песка в почве, а также на влажных грунтах и плывунах;
- не зависит от влияния природных факторов. Сохраняет устойчивость при температурных колебаниях, морозном пучении грунта, усадке и эрозии почвы;
- требует малых денежных расходов, связанных со строительством фундамента. Свайное поле из опорных элементов – бюджетное решение;
- возводится за короткое время. После монтажа свайных элементов, установка которых займет не более 2 дней, можно начинать постройку;
- может строиться в любое время года. Технология погружения в грунт винтовых опор позволяет выполнять работы в любых погодных условиях;
- низкой трудоемкостью. Конструкция свайного фундамента позволяет возвести его самостоятельно без применения специальной строительной техники;
- может возводиться возле имеющегося здания. При этом исключается возможность усадки и отрицательного влияния рядом расположенных строений.
К несомненным преимуществам колонн также относятся:
- возможность демонтажа опорных элементов и применения их повторно;
- отсутствие усадки, позволяющее значительно ускорить строительный цикл;
- простота технологии, не требующая специальной строительной подготовки.
Конструкция этого основания предоставляет возможность строить дома в условиях наклонного рельефа, а также при отсутствии подъездных путей для крупной строительной техники.
Материал для изготовления опор применяют в зависимости от вида грунта
Устройство свайного фундамента
Порядок расстановки свайных опор, глубина их погружения и размер сечения определяются проектным заданием. Проектируя фундамент на винтовых сваях для каркасного дома, следует учитывать определенные факторы:
- общую массу объекта;
- результаты геологической разведки;
- уровень промерзания почвенного состава;
- рельеф участка, отведенного под застройку.
Свайные опоры устанавливаются по угловым участкам, в точках пересечения стен, по всему периметру и пол межкомнатными перегородками с интервалом в полтора – три метра, в местах предполагаемых нагрузок. Ввинчивание свай выполняется до достижения ими прочного грунта, но не меньше, чем на глубину замерзания почвы.
Предварительно проводится разметка участка, в местах, где предполагается установка опор, устраиваются приямки. Опускается вертикально свая, в ее отверстие вставляется металлический стержень, надеваются рычаги из стальных труб, длина которых достигает четырех метров.
Закрутив свайные опоры на необходимую глубину, верхние их части подрезаются по отметке предполагаемого фундаментного основания. Полости заливаются бетонным раствором, что придает несущей конструкции дополнительную прочность и устойчивость к воздействию коррозии на внутренние стенки свай.
Наступает очередь приваривания оголовков, установка которых контролируется по горизонтально натянутому шнуру или с помощью нивелира. Все стыковочные участки обрабатываются антикоррозийным средством.
Заключительный рабочий этап связан с обустройством ростверка. Деревянные брусья или металлический уголок укладываются на свайные оголовки, фиксируются к ним болтами. Предварительно по оголовкам настилается два слоя рубероидного материала с целью создания гидроизоляции.
Для каркасных домов рекомендуется использовать брус сечением 15 на 15 см. Такой размер обусловлен толщиной утеплительного материала, закладываемого в несущие стены. Древесина должна содержать минимальное количество влажности, до начала монтажных работ ее следует обработать антисептиками.
Ростверк
Схема ростверка
Ростверком называется конструкция, при которой все изделия на поле соединяются между собой. Очевидные преимущества, которые обеспечивает эта технология, в том, что нагрузка равномерно распределяется по всей поверхности фундамента. Наиболее надёжной считается обвязка, при которой используется швеллеры.
Технология предусматривает, что на винтовые сваи вяжется арматура. Её диаметр должен быть между 1,2 и 1,8 см, а расстояние между прутьями должно быть равномерным и соответствовать 15–30 см. Перевязка делается вязальной проволокой. После чего производится устройство опалубки и заливается бетон.
Материалы, из которых делается обвязка
Виды обвязки
Обвязка ростверка может делаться из разных материалов:
- Швеллера;
- Брусьев;
- Металлических уголков;
- Профилированных труб.
Выбор и установка того или иного материала зависит от того, какую нагрузку показал расчёт. Преимущества металлических обвязок естественно в том, что они могут выдержать более тяжёлые здания.
Строительство домов на винтовых сваях – общая информация
У застройщиков, возводящих строения на проблемных грунтах, пользуются популярностью винтовые опоры. Решение построить дом на сваях винтовых принимают в определенных ситуациях:
- при расположении участка строительства на сыпучих почвах, слабых грунтах, а также влажных почвах с близким расположением грунтовых вод;
- при значительных перепадах высот в районе строительной площадки, а также при возведении здания в условиях наклонного рельефа;
- при недостатке финансовых ресурсов для закупки строительных материалов, предназначенных для возведения другого типа основания;
- при необходимости осуществить строительство легкого каркасного строения или деревянного дома за ограниченное время;
- при отсутствии финансовой возможности соорудить дренажную систему в болотистом грунте для строительства дома.
От правильно выбранного вида основания зависит надежность и срок эксплуатации постройкиВинтовые сваи для дома имеют простую конструкцию и состоят из следующих элементов:
- стальной трубы, воспринимающей осевую нагрузку от постройки;
- рабочего наконечника, приваренного к концу трубы.
Постройка дома на винтовых сваях производится по определенному алгоритму. Последовательность действий:
- Проведите исследование почвы.
- Разработайте проектную документацию.
- Определитесь с конструкцией и размерами элементов.
- Рассчитайте количество опорных элементов.
- Разметьте координаты расположения.
- Подготовьте материалы, инструменты и оборудование.
- Завинтите колонны в грунт.
- Обрежьте трубы по общему уровню.
- Приварите к трубам подпятники.
- Смонтируйте ростверк.
- Утеплите опорную конструкцию.
- Стройте здание согласно проекту.
Оценим особенности технологии.
Благодаря этой технологии строительство можно вести на воде и неустойчивых грунтах
Срок службы винтовых свай
Если взять идеальные условия, а это значит, что грунт не обладает разрушительным воздействием на материал свай, отсутствует коррозия и так далее, то опора способна прослужить примерно 300 лет. А если добавить еще и оцинковку сваи, то и все 800 лет.
Такие заявления делают продавцы, производители и маркетологи винтовых свай. Хотя, если взглянуть трезво, оснований для таких заявлений у них не так уж и много. Все дело в том, что с момента изобретения винтовых свай прошло все ничего времени. Еще и 300 лет не исполнилось. Это дает право не относиться к таким заявлениям и уловкам серьезно. Конечно, и идеальных условий не бывает, хотим мы того или нет, но на сваю будет оказываться воздействие, да и банальная усталость металла не исчезала.
Готовые сваи
Вот и получается, что реалистичным сроком службы свайного фундамента на винтовых сваях можно считать примерно 60-75 лет. Это зависит от условий в которых предстоит работать свае и качества установки, а также соблюдения рекомендаций при обработке. Но так или иначе, это не абсолютные значения, а значит возможны отклонения в любую из сторон. Но вот интересный факт. Первый инженер-изобретатель винтовых свай, который их и запатентовал, Александр Митчелл (13 апреля 1780 – 25 июня 1868) строил сооружения именно на винтовых сваях. Впервые такие сваи он предложил в качестве опоры в 1833 году в Англии. И вот что интересно, некоторые сооружения стоят и используются до настоящего времени. А уже прошло почти 200 лет…
Александр Митчелл в возрасте 86 лет (13 апреля 1780 – 25 июня 1868)
Свайно-винтовой фундамент своими руками
Свайно-винтовой фундамент устанавливается в четыре этапа:
- Сперва размечается участок.
- Затем сваи погружаются и выравниваются.
- Полости заливаются бетоном.
- Заключительный этап — обвязка ростверком.
Поскольку установка СВФ не требует земляных работ, сделать разметку для фундамента не трудно: намечаются оси стен, перегородок и дополнительных конструкций путем установки кольев на небольшом отдалении от углов будущей постройки, а между ними натягиваются шнуры. На остальных этапах стоит остановиться подробнее.
Ввинчивание свай и выравнивание
Ввинчиваются сваи всегда по одному принципу, который не зависит от вида лопастей, наконечников и особенностей грунта.
Сначала в земле делаются направляющие приямки при помощи ручного или мотобура. Глубина скважин должна составлять 0.3-0.5 м, а в диаметре они должны быть чуть меньше лопастей. Так трубы можно более точно расположить и легче погрузить в землю.
Для ввинчивания в технические отверстия на сваях протягивается лом или труба с толстыми стенками нужного диаметра и при помощи силы двух человек сваи вкручивают в землю
Важно контролировать вертикальное положение конструкции при помощи строительного уровня
Для механического погружения понадобиться использовать спецтехнику.
Инструкция по закручиванию свай вручную
Сваи обвязывают ростверком в качестве которого выступают балки из дерева, бетона или металла. Для этого опоры фундамента должны располагаться в одной плоскости по горизонтали. Выравнивают сваи при помощи обрезки трубы болгаркой по заранее выполненной разметке.
Часто сваи вывинчиваются на этапе регулировки высоты, что ухудшает несущую способность конструкции: под опорой образуется рыхлый слой почвы. Из-за избыточных нагрузок фундамент проседает и конструкция деформируется.
Иногда из-за подземных препятствий на этапе заглубления опор, они могут отклоняться от вертикальной плоскости, смещаясь в сторону.
Траектория отклонения не должна превышать двух градусов. Если отклонение оказалось выше нормы, необходимо изменить размер опоры, соединив верхний сегмент и плоскость надстройки.
Заливка полостей свай
Заливка свай бетоном
Полости труб заливают бетоном для того, чтобы на внутренних поверхностях не образовывался конденсат, от которого не спасают даже полностью приваренные оголовки. Кроме того, бетон дает конструкции дополнительную жесткость.
Сваю нужно бетонировать до конца. Дополнительно сваи снаружи обрабатываются специальной смолой.
Ростверк и обвязка
Обвязка винтовых свай
Ростверк сооружают на расстоянии 0.5-0.7 м от земли. В его качестве могут служить деревянные и металлические балки. Также подойдет заливка монолитной лентой из железобетона. Технология обвязки зависит от материала:
- Железобетон — самый дорогой материал для обвязки, но позволяет возводить на СВФ даже кирпичные здания. Сперва собирается опалубка, затем изготавливается армирующий каркас, который связывается со сваями рифленой арматурой, а после конструкция бетонируется.
- Деревянные балки в качестве обвязки используют для строительства домов из бруса или бревна. Для крепления бруса привариваются плоские оголовки, балки соединяются в полдерева и крепятся к оголовкам болтами, саморезами или гвоздями.
- В качестве металлических балок используют швеллеры, которые приваривают к оголовкам.
Не фатальной, но существенной ошибкой может стать отказ от обрезки технологических отверстий. Игнорирование этой процедуры приводит к снижению эксплуатационного срока фундамента. Если необходимо приварить оголовок и сформировать сварочные швы, их в обязательном порядке нужно окрасить.
Свайно-винтовой фундамент несложно монтировать без помощи профессионалов. конструкция мало зависит от внешних факторов, хорошо себя показывает практически на любом грунте, а ее возведение занимает немного времени.
Такое решение позволяет сэкономить на строительной бригаде и заказе спецтехники. Главное — правильно определить как глубоко залегают несущие пласты грунта, рассчитать шаг установки свай и их оптимальное количество.
Критерии выбора винтовых свай
Какие винтовые сваи выбрать для строительства каркасного дома? При покупке этого элемента нужно обратить внимание на несколько следующих нюансов: предназначение строения, и какой будет нагрузка на фундамент. В целом, при выборе нужно обращать внимание только на диаметр изделия
Винтовые сваи разделяются на несколько разновидностей:
- Изделие с диаметром трубы 57 мм. Этот вариант используется только для ограждений маленькой массы;
- Второй вариант — 76 мм в диаметре. На них можно возводить легкие строения бытового назначения. Общая нагрузка на фундамент из таких свай может достигать максимум 3 тонн;
- Более прочный вариант — 89 мм. Такой фундамент способен выдерживать нагрузку 3-5 тонн. Их используют только для одноэтажных зданий, или пристройки к основному зданию;
- Самый надежный вариант свай для фундамента, изделия с диаметром 108 мм. Они рассчитаны на нагрузку от 5 до 7 тонн. На них можно возводить многоэтажные каркасные, деревянные или даже каменные дома.
Важно! Иногда, если длина купленных свай кажется недостаточной, приходится их удлинять методом сварки. В этом процессе важно сохранить все качества изделия, поэтому в месте соединения двух отрезков обязательно используется металлическая муфта
Также винтовые сваи можно разделить еще на две разновидности, что тоже важно при покупке изделия:
Изделия со сварным наконечником. Лопасти привариваются к нижней части свай. Для этого используется специальный способ варки, с помощью электросварки и плазменной резки. Толщина лопастей – 3-5 мм. Для предотвращения коррозии изделие покрывается оцинкованным покрытием, которое наносится холодным и горячим способом;
Изделия с литым наконечником. Они служат минимум 100 лет. Они изготавливаются специальной методикой точного литья с холодной теплообработкой (это предназначено для повышения прочности), а в качестве сырья используется сталь высшего качества. Для предотвращения ржавчины готовое изделие покрывается эпоксидной смолой, либо эмалью.
В этом случае разница между сваями, сварными и литыми, заключается в их долговечности и стоимости. В целом, оба варианта считаются хорошими, все зависит от предполагаемого эксплуатационного срока жилища.
Этапы проектирования фундамента на винтовых сваях
Расчеты для устройства фундамента на сваях делает конструкторское бюро на этапе разработки проектно-технических документов для строительных работ. Самостоятельные расчеты проводятся при помощи СП 24.13330. Для основы здания на винтовых сваях необходимо рассчитать несущую способность слоя грунта на уровне расположения спиральных лопастей. Этот параметр необходим для определения несущей способности сваи.
Далее необходимо определить число свай, вычислить их шаг монтажа на прямых участках, там, где стыкуются стены, а также в местах расположения каминов, печей, генераторов и прочих спецконструкций.
Чтобы не прибегать к полноценному геологическому изысканию, определить тип грунта можно путем тестового вкручивания. Таким образом определяется глубина залегания несущего слоя, состав почвы и высота залегания грунтовых вод. Однако, данные полученные таким путем будут очень условными, поэтому для объективации картины несущей способности грунта в расчетах используют поправочный коэффициент 1.6-1.7.
Расчет количества винтовых свай
Пример расчета свайно-винтового фундамента
Исходные данные для расчета фундамента под двухэтажный брусовой дом с размерами в плане 6 на 6 метров:
- грунты на участке — суглинок и суспеси;
- диаметр используемых свай — 108 мм, диаметр лопасти — 300 мм;
- масса дома, со всеми нагрузками от стен, перегородок, перекрытий, полезной и снеговой нагрузкой — 60 тонн.
- периметр наружных стен — 24 м, в нашем случае внутренних несущих стен нет.
Узнаем несущую способность грунта. Для этого воспользуемся таблицей ниже.
| Тип грунта | Rо на глубине 150 см и более, кг/см2 |
| Галька с включениями глины | 4,5 |
| Гравелистый с включениями глины | 4,0 |
| Песчаные почвы (крупная фракция) | 6,0 |
| Песчаные почвы (средняя фракция) | 5,0 |
| Песчаный (мелкая фракция) | 4,0 |
| Пылеватый песок | 2,0 |
| Глинистые почвы и супеси | 3,5 |
| Вязкие глинистые почвы | 6,0 |
| Просадочный грунт или насыпное основание (с уплотнением) | 1,5 |
| Насыпной грунт (без уплотнения) | 1,5 |
Несущая способность разных видов почв
Из таблицы видно что для суглинков и супесей параметр равен 3,5 кг/см². Коэффициент надежности по нагрузке принимаем 1,75 (для обеспечения запаса по надежности). Остается вычислить площадь лопасти сваи:
S = (πD²)/4 = 3,14*30/4 = 706,5 см² (значение диаметра лопасти в расчет берется в сантиметрах).
F = S*Rо = 706,5*3,5 = 2472 кг.
Вычисляем допустимую нагрузку:
N = F/γk = 2472/1,75 = 1412 кг ≈ 1,4 т.
Далее рассчитаем минимальное количество свай, которые способны удержать данный дом:
60 т/1,4т ≈ 43 шт.
Дальше определяем шаг между сваями. Для этого длину стен дома делят на количество свай:
24 м/42 шт = 0,57 м — максимальное расстояние между опор.
Получилось довольно большое количество свай для такого небольшого дома, т.к. мы приняли, что геологические изыскания не проводились, и пришлось принять поправочный коэффициент равный 1,75, если провести исследования хотя бы пробным вкручиванием (эталонным), тогда количество свай можно снизить до 18 штук, а это существенная экономия. В каждом случае нужно считать, что обойдется дешевле — геологические изыскания или самостоятельный расчет и перестраховка по несущей способности.
