Подробный обзор винтовых лопастных свай разных типов

Классификация свай

По методу погружения в грунт:

Сравнительная схема 4 видов свай

• Забивные, погружаемые в грунт без его выемки с помощью копровых молотов, вибропогружателей, свае-вдавливающих установок.
• Сваи-оболочки, заглубляемы с помощью вибропогружателей с выемкой грунта.
• Буровые железобетонные, устраиваемые в грунте методом бетонирования скважин.
• Винтовые металлические, вкручиваемые в грунт.

Основное применение в массовом строительстве имеют забивные железобетонные сваи. В ряде случаев допустимо использовать деревянные и металлические стальные забивные сваи.

По способу опоры на грунт:

Сравнение свай по способу опоры на грунт

• Сваи-стойки — опираются на скальные и малосжимаемые слои. Передают нагрузку через пяту сваи.
• Висячие сваи — опираются на сжимаемые слои. Передают нагрузку боковой поверхностью и пятой.

Далее рассматриваются виды свай по типу конструктивного исполнения.

Подготовка данных

На странице Общие данные в группе Сваи-стойки или Висячие сваи указывается вид сваи. В зависимости от вида сваи из выпадающих списков выбираются значения коэффициента надежности грунта γg, коэффициентов условий работы сваи в грунте γc и грунта под нижним концом сваи γcR.

Если площадка строительства находится в сейсмическом районе и указана висячая свая, то следует активизировать соответствующий маркер и выбрать в появившихся списках класс бетона, расчетную сейсмичность площадки и повторяемость сейсмического воздействия, а также задать в таблице значения расчетных нагрузок (M и Q), приложенных к свае в уровне поверхности грунта при особом сочетании нагрузок с учетом сейсмического воздействия. Для сваи-стойки дополнительные данные не требуются и для учета сейсмического района достаточно активизировать маркер.

Следует обратить внимание, что в существующей редакции СНиП II-7-81* «Строительство в сейсмических районах» отсутствуют информация о повторяемости землетрясений, хотя в таблице 12.1 Свода правил есть ссылка на эти данные. Вероятно, эти данные следует брать из старой редакции СниП II-7-81*.

На странице Конструкция в зависимости от выбранного типа сваи назначается сечение сваи и его размеры, а также вводятся дополнительные данные. Для различных видов сваи-стойки это может быть глубина заделки сваи в скальный грунт и, если свая полая, высота заполнения полости бетоном.

Для висячих свай к дополнительным данным относятся также глубина погружения нижнего конца сваи, глубина котлована, параметры планировки территории, а для сваи с уширением — диаметр уширения и характер сопряжения сваи с ростверком (шарнирное или жесткое).

При задании размеров сечения сваи предусмотрена возможность сохранить их под уникальным именем в базе данных (кнопка — ), а также загрузить из базы (кнопка — ). Контроль сечения выполняется нажатием кнопки Предварительный просмотр — .

Характеристики грунтов задаются в таблице на одноименной странице. Перед вводом характеристик очередного слоя грунта (включая первый) следует нажать кнопку Добавить, после чего в таблице будет добавлена новая строка. Тип грунта выбирается из списка. Если выбран песчаный грунт, то в списке столбца Разновидность песка устанавливается его вид. Для пылевато-глинистых грунтов необходимо задать показатель текучести. Для удаления строки или нескольких подряд идущих строк необходимо отметить эти строки (установить курсор на номер слоя и нажать левую кнопку мыши; не отпуская кнопку, провести курсором по номерам других удаляемых слоев) и нажать кнопку Удалить.

Поскольку при расчете несущей способности сваи СНиП требует информацию о том, является ли тот или иной слой песчаного грунта плотным, — в таблице грунтов для песков запрашивается информация о коэффициенте пористости. Вывод о плотности делается на основании рекомендаций таблицы 10 Пособия к СНиП.

Если висячая свая расположена в сейсмическом районе, то для песчаных грунтов следует дополнительно задать информацию о водонасыщенности того или иного слоя (маркер Водонасыщенность в соответствующих строках таблицы грунтов).

Контроль заданного пакета грунтов выполняется нажатием кнопки Предварительный просмотр — .

Особенности и преимущества буронабивного фундамента

В некоторых случаях при сооружении жилых зданий нет возможности устанавливать ленточный фундамент. Например, из-за наличия вблизи уже возведенных зданий или коммуникационных узлов. Такая проблема особенно актуальна в населенных пунктах, где площади участков небольшие и каждый владелец пытается возле дома разместить максимальное количество построек.

Разрешить ситуацию так, чтобы не принести вреда основаниям уже существующих сооружений, позволяет использование буронабивного фундамента на сваях. При его сооружении есть возможность проводить все процессы с максимальной точностью. Кроме того, уровень вибрационных колебаний в процессе работы минимальный, что предотвращает разрушительное влияние на размещенные поблизости постройки.

Преимущества использования свай при сооружении фундамента:

Относительная дешевизна сооружения. Монолитное или ленточное основание, если провести правильный расчет материалов, обойдется значительно дороже применения. С помощью такого фундамента можно соорудить основание на любом типе грунта, включая участки, расположенные вблизи установки на глубину промерзания решение подходит для конструкций из любых материалов.

Например, для домов из кирпича, бруса или сооружения. На его строительство уходит около 5-7 При постройке полностью исключена возможность негативно повлиять на уже готовые здания или нанести вред ландшафту.

Еще одна особенность использования свай – заливка прямо на месте строительства. К проблематике сооружения такого фундамента можно отнести только бурение скважин для заливки, которые вырыть с помощью техники возможно не всегда, и вся работа проводится вручную.

Выбор материала ростверка

Схема устройства ростверков свайных фундаментов

На данный момент, ростверки могут возводиться из следующих строительных материалов:

1. Деревянный брус, колода или бревно. Масса конструкции незначительная, плотность составляет до 1 кг/м2. Рекомендуется для малых сооружений типа бань, сараев или иных хозяйственных построек, армирование свай и ростверк не практикуется.
2. Бетон и железобетон. Здесь рекомендованная марка бетона не ниже В20, размеры, такие как ширина составит не менее толщины несущих стен с добавочным коэффициентом 1,2, длина проектная, толщина – не менее 25 см.

Минимальная толщина ростверка рассчитывается с учетом сечения опоры. В свою очередь опора, особенно железобетонная, должна быть жестко заделана в контур ростверка на высоту не менее двух диаметров конструкции, толщина плиты подбирается в результате расчета максимальной нагрузки на продавливание. Высота ростверка иногда составляет до 1,2 метра, рассчитывается исходя из параметров самого здания. После проведения расчета диаметра и максимальной нагрузки на прогиб, рекомендуется уточнить размеры ростверка, исходя из расчетного количества опор.

Максимальная несущая способность винтовых свай

Ну а теперь, когда мы знаем все тонкости процесса определения несущей способности винтовой опоры, можно, наконец, определить максимально возможную величину нагрузки, передаваемой на одну сваю.

Для этого мы воспользуемся следующими вводными данными:

• В качестве грунта возьмем обычный песок с его максимальной несущей способностью – 15 кг/см2.
• В качестве опоры возьмем сваю марки 219 – диаметр лепестков такой опоры равен 600 миллиметрам.
• Ну а коэффициенту надежности присвоим значение 1,75 – говорящее о точном определении несущей способности грунта и количестве свай не более 5 штук.

В итоге, максимально возможная несущая способность винтовой сваи определяется свежующим образом:

• Площадь лепестковой опоры равняется 2826 см2 (30х30х3,14).
• Неоптимизированное значение опорной способности равняется 42,4 тонны (2826х15).
• Точное значение несущей способности опоры равняется 24,23 тонны (42,4/1,75).

Таким образом, одна опора, с лепестком радиусом в 30 сантиметров, углубленная в плотный песок, выдерживает более 24 тонн. И винтовые фундаменты ценят именно за это!

• купить арматуру 12 мм цена за метр в Москве

Достоинства

Фундамент на сложном ландшафте Винтовые сваи активно используются в частном строительстве. Такой фундамент с ростверком из бетона или без него отлично подходит для возведения малоэтажных зданий. Он без проблем выдерживает вес небольшого кирпичного или деревянного дома, подсобных сооружений из пенобетона и каркасных хозяйственных построек. Основа с металлическими опорами проста в установке, надежна и доступна по цене. Но самое главное – конструкция может монтироваться на сложных грунтах с различным рельефом в любое время года и при любой погоде. Экофундамент не требует вырубки растительности и под него необязательно проводить вертикальное планирование участка. Стоит отметить, что в некоторых случаях винтовые сваи под фундамент являются единственным и незаменимым решением.

Размеры опор

Изготовление винтовых свай в заводских условиях регламентируется положениями ГОСТа, созданными на основании многочисленных лабораторных испытаний, расчётов и практических наблюдений. Прежде всего, нормативами определяются марки стали, допустимые для производства опор, их длина и диаметр. От этих параметров полностью зависят долговечность их эксплуатации и несущая способность.

Стандартными размерами винтовых свай, согласно ГОСТ, являются:

По длине они могут быть от 1,6 до 12 м.

Технические характеристики

Ключевым параметром для определения несущих способностей служат размеры винтовых свай, прежде всего, их диаметр. Длина же опоры может регулироваться путём обрезки непосредственно на строительном участке. Таким образом, диаметр сечения является основным параметром сваи, от которого отталкиваются при проектировании несущего фундамента для будущего здания. Зная несущую способность винтовых свай, архитектор-проектировщик сможет вычислить минимально допустимое сечение опоры и расстояние между ними.

При расчёте несущих способностей того или иного вида сваи следует принимать во внимание также характеристики грунта. Чем слабее показатель прочности слагающей его породы, тем меньше допустимая нагрузка на сваю.

Принимаемая за среднюю величину несущая способность винтовых свай такого типа составляет 0,8 т. Подобные опоры широко используются для возведения деревянных, каркасных и прочих облегчённых малоэтажных строений на просадочных и пучинистых грунтах.

Также 57-мм сваи могут применяться при необходимости возвести постройку на участке, имеющем значительный уклон. Как правило, заглубление стоек подобного диаметра производится вручную при помощи рычага-сваекрута.

Винтовые сваи подобного диаметра могут выдерживать, при условии установки на прочном грунте, до полутора тонн внешних нагрузок. Область применения опор такого сечения – бревенчатые, брусовые или газобетонные строения в 1 – 2 этажа, возводимые на насыпных грунтах, болотистых почвах или на участках с высоким уровнем грунтовых вод. Процесс заглубления происходит, в зависимости от прочности грунта, либо вручную, либо с применением техники.

108-мм

Несущие способности 108-мм винтовых свай достигают 3 – 3,5 т. Благодаря этому они могут воспринимать гораздо большие нагрузки: на подобном фундаменте можно строить одноэтажные кирпичные или железобетонные строения, ангары с металлическими каркасами, складские помещения и т.д. Монтировать такие фундаментные конструкции без использования специализированной техники весьма затруднительно, особенно, если глубина опускания составляет 5-10 метров.

Винтовые стойки различного диаметра

133-мм

Данный тип свай обладает самой высокой несущей способностью, превышающей 6 т на одну опору. Они могут использоваться для возведения массивных особняков, коттеджей и загородных домов из кирпича, камня или монолитного железобетона. Заглубление опор, имеющих такой диаметр, на сколько-нибудь значительную глубину без спецтехники невозможно из-за большой массы сваи и увеличенной силы сопротивления грунта.

На видео показано, как можно самостоятельно с применением подручных материалов и инструментов сделать лёгкие винтовые сваи для забора. Впрочем, опоры подобной конструкции вполне подойдут и для строительства лёгких хозяйственных построек: бани, сарая и гаража. С помощью винтовых свай можно создать недорогое и, главное, прочное и долговечное основание для малоэтажной постройки практически любого типа. Необходимо лишь правильно произвести вычисления общего веса будущего строения и в соответствии с этим правильно выбрать тип опоры.

Что такое свайно-ростверковый фундамент

Свайный фундамент, наверное, представляют себе все: это некоторое количество свай, заглубленных в грунт до уровня несущего слоя или ниже уровня промерзания. В чистом виде этот тип фундамента используется редко. Виной тому своеобразная конструкция, которая не позволяет перераспределять между сваями нагрузку от дома. Потому свайный фундамент в основном делают под срубы из бревна или бруса, иногда — под каркасные постройки. Эти типы стройматериала, из-за своих особенностей, сами перераспределяют нагрузку. С домами из других материалов они совместимы плохо.

Зато их усовершенствованный вид — свайный фундамент с ростверком — лишен многих недостатков и может использоваться и под кирпичные, и под блочные постройки.  В них все опоры завязаны при помощи ленты из металла или железобетона (бетона) в единую конструкцию. Эта лента и называется ростверком.

Так выглядит свайно-ростверковый фундамент вынутый из земли

Ростверк — это часть фундамента, объединяющая оголовки свай и служащая опорой для стен. Именно ростверк принимает, и за счет замкнутой конструкции, перераспределяет нагрузку, передавая ее на сваи.  Он может быть металлическим, деревянным, бетонным или железобетонным. По типу исполнения бетонные (железобетонные) ростверки бывают низкими и высокими.

Различают свайные фундаменты с высоким и низки ростверком

Как работает ростверк и что он дает

Любой дом в разных частях будет давать разную нагрузку: отделка, мебель, санфаянс, другие вещи размещены неравномерно. Следовательно, и нагрузка от разных его частей будет разной. Ростверк принимает на себя эти неравномерные нагрузки и перераспределяет их. Сваям уже передается «выровненная» нагрузка.

Чем отличаются свайные и свайно-ростверковые фундаменты (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Чем это хорошо? Тем, что при одинаковой нагруженности свай, меньше шансов на то, что они будут усаживаться неравномерно. А неравномерная усадка ведет, как известно, к трещинам в фундаменте и стенах. Потому свайно-ростверковый фундамент более стабилен. Хотя главный недостаток свайных фундаментов остается: мы не можем знать, что за грунт находится под каждой из свай.  Потому спрогнозировать их поведение нереально. Именно поэтому их не очень любят архитекторы: гарантировать многолетнюю эксплуатацию дома невозможно.

Ленточный фундамент на сваях

Более предсказуемы в этом плане низкие ростверки. Они начинаются обычно ниже уровня земли и отливаются из армированного (или нет — зависит от проекта) бетона. Причем арматура свай связывается с арматурой ростверка.

В этом случае ростверк — это мелкозаглубенный ленточный фундамент и изготавливается он по той же технологии. Отличается тем, что имеет жесткую связь со сваями, что в разы повышает надежность и устойчивость конструкции. Еще такие фундаменты называют ленточными на сваях или свайно-ленточными. Такая конструкция является почти идеальной: сочетает в себе плюсы свайного и ленточного фундамента, в значительной мере компенсируя их недостатки.

Устройство свайно-ленточного фундамента (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Как он работает? Нагрузка от дома передается на ленту. Благодаря наличию продольной арматуры перераспределяется по всей площади. Так как лента опирается и на грунт, то часть нагрузки передается ему, остальная приходится на сваи. При этом нагрузка и усадка равномерны: их «выравнивает» лента.

В зимнее время, когда начинают на фундамент воздействовать силы пучения, проявляются все плюсы свайно-ленточного фундамента. Если дом стоит на пучнистых грунтах, их глубина заложения ниже уровня замерзания, очень сложно представить условия, при которых дом перекости или он даст неравномерную усадку.

При воздействии сил пучения на ленту, «пятки» свай, да и они сами, не дают возможности грунтам сдвинуть фундамент. Потому ленточно-свайные фундаменты — отличный выбор на сильно пучнистых почвах. Затраты при этом гораздо выше, чем при строительстве обычного свайного фундамента, но намного ниже, чем при строительстве ленты ниже глубины промерзания.

Самостоятельное изготовление

Схема строповки сваи

Для легких грунтов, сваи до 4-6 м длиной не сложно изготовить и самостоятельно, без сложных подсчетов их параметров. Для забора или небольшого строения такого изделия будет достаточно.

Для примера, возьмем сваю с однооборотным винтом, целиком приваренным к трубе. Ствол можно изготовить из любого доступного материала от 80 мм диаметром. Для изготовления винта используют сталь толщиной не менее 4 мм.

Линия его реза должна равномерно проходить от наружного к внутреннему диаметру. В этом случае, получается выпуклая режущая кромка, которая будет легче погружаться в почву. Затачивать режущую кромку лучше на обычный клин.

При растягивании винта, его внутренний диаметр станет меньше.

Для сборки сваи необходимо 2 человека, работы выполняют в таком порядке:

1. Для винта подготавливают выкройку, и вырезают заготовки.
2. Их свободно надевают на стержень сваи.
3. Болгаркой на подготовленной стальной трубе с учетом ее диаметра прорезают 3-6 фестонов.
4. Сводят их ударами в конус и сваривают вместе.
5. К получившемуся таким образом наконечнику, подбивают заготовку будущего винта и крепят сварочным аппаратом с помощью прихваток внутреннюю часть режущей кромки.
6. Вытягивают винт с помощью прута или монтировки в спираль, при этом, шаг винта немного изменится, но это не критично.
7. Прихватывают в таком положении внутренний край.
8. Окончательно проваривают все места соединений.

Количество материала и монтаж

Варианты установки свай винтового фундамента

Диаметр, толщина трубы и количество опор для здания, определяют, учитывая характеристики грунта, массу конструкции при допустимой нагрузке на сваи.

Для каждого здания эти параметры индивидуальны, готовых рецептов не существует. Необходимо добавить, что проектируются фундаменты на винтовых сваях как отдельные опоры, ленты или как несколько ввинченные вместе изделия, к примеру, для установки колонн — здесь вкручиваются сваи из одной точки, только под разным углом и в разном направлении, для тяжелых зданий создаются особые свайные поля.

Установка таких изделий может быть ручной и механической. Вручную устанавливают сваи, если въезд на участок невозможен или при небольшом количестве свай. Если размер лопасти сваи более 250 мм, то предварительно нужно вырыть небольшой приямок до 0.5 м, что упростит закручивание опор.

Устанавливают сваи с помощью простейших инструментов: металлический рычаг большой длины или лом, на который насаживают длинные трубы. Во время ввинчивания опор необходимо проверять их вертикальность.

При установке свай с помощью бурильных агрегатов, можно использовать изделия, длина которых зависит только от размера стрелы установки. При этом, есть только одна сложность — достать до верхнего конца длинной сваи, и закрепить ее на наконечнике стрелы.

Скорость устройства поля из свай с помощью механизмов конечно выше чем при ручной работе, но затраты на аренду техники нередко станут причиной отказа от ее использования при постройке частных домов.

Подрезка свай

Твердый слой почвы, в котором должны держаться лопасти опор, никогда не находится на одном уровне. Естественно, и сваи, вкрученные до него, также на одном уровне располагаться не могут. По этой причине, хвостовики качественно установленных свай будут находиться на разном уровне и их необходимо подрезать на одной высоте. Для подрезки концов опор есть еще одна — отверстие хвостовика имеет диаметр 35-50 мм. Это ослабляет всю конструкцию, и при вкручивании, его края слегка деформируются (а сам хвостовик скручивается).

Если представители организации, делающей вам свайный фундамент, не желают подрезать хвостовики, сразу отказывайтесь от их работы.

Трубы свай необходимо заполнить бетоном для того, чтобы защитить ее внутреннюю часть от воздуха и воды, и как результат, снизить возможность появления коррозии. Для этого, применяют пескобетон М300 в виде жидкой кашицы.

Создание ростверка

Ростверк на винтовых сваях” width=”300″ height=”200″ />Это элемент конструкции дома, необходимый для распределения нагрузки от массы дома на сваи.

Чаще всего, используют висячие ростверки, которые бывают:

1. Бетонные.
2. Металлические.
3. Деревянные.

Ростверк из бетона хорошо подходит при постройке зданий из дерева с небольшой массой на неровном участке или при постройке домов из блоков или кирпича.

При создании ростверка из металла, вершины свай связывают вместе двутавровой балкой или швеллером. Чем больше промежутки между сваями, тем шире используют балки. Все части соединяют болтами или сваривают.

Расчет несущей способности по грунту

Несущая способность — это значение, необходимое для выполнения правильных расчетов. Выполнить расчет можно с помощью нескольких методов.

Предварительный теоретический расчет по формуле Fd = Yc * (Ycr * R * A + U * ∑ Ycri * fi * li), где:

• А — площадь опирания на грунт нижней части единицы конструкции;
• Yc, Ycr, Ycri — коэффициенты, учитывающие условия работы фундамента, основания, сил трения;
• U — периметр разреза сваи;
• fi — сила трения на боковых стенках;
• R — величина несущей способности грунта в месте опирания;
• li — длина боковых частей.

Метод статических нагрузок — это комплекс полевых работ, связанных с практическим нахождением несущей способности.

Этонаиболее точный метод:

• На площадке устанавливают пробную сваю;
• Дают конструкции набраться прочности в течение положенного срока;
• Установленный на сваю ступенчатый домкрат передает на нее нагрузку;
• Специальный прибор замеряет усадку сваи;
• На основе полученных данных проводятся расчеты.

Методы определения несущей способности грунта

Несущая способность почвы — один из важнейших параметров, учитываемых во время проектирования свайных оснований .

Данная величина демонстрирует, какую нагрузку из вне способна переносить условная площадь грунта (она, как правило, существенно ниже несущей способности самой сваи). Несущая способность почвы рассчитывается в двух показателях — тонн/м2 либо кг/см2.

На несущую способность грунта оказывают непосредственное влияние следующие факторы:

Совет эксперта. Почва, чрезмерно насыщенная влагой, относится к категории проблемных грунтов, поскольку чем большее количество влаги она содержит, тем меньшими будут ее несущие характеристики.

Чтобы определить несущие свойства грунта необходимо проводить геодезические изыскания — для этого выполняется бурение пробной скважины, из которой берутся пробы разных слоев почвы. Все исследования и расчеты проводятся в строительно-испытательных лабораториях с применением специального оборудования.

Представляем вашему вниманию таблицу несущей способности основных типов грунтов:

Таблица 1.1. Несущая способность разных видов грунтов

При отсутствии возможности провести геодезические исследования вы можете самостоятельно определить ориентировочную несущую способность грунта, для этого с помощью ручного бура создайте скважину (до двух метров), опознайте тип почвы и сопоставьте ее с табличными данными.

Определение диаметра опор

Винтовые сваи, которые применяются при монтаже фундамента под жилые и хозяйственные постройки, имеют диаметр 57, 76, 89 и 108 мм. Этот параметр подбирается в зависимости от того, какой вес будет иметь готовое сооружение:

• 57 мм – используют для строительства самых простых и легких конструкций (заборы и ограды из сетки рабицы);
• 76 мм – выбирают в качестве основы под легковесные хозяйственные постройки или заборы из дерева или профнастила. Несущая способность таких элементов не превышает 3000 кг;
• 89 мм – применяют там, где несущая нагрузка не будет превышать 5000 кг. Это отличное решение для возведения одноэтажного здания (каркасного или щитового), бань, летних кухонь, сараев и массивных заборов;
• 108 мм – фундаментируют площадку под строительство дома из пеноблоков, деревянного бруса, каркаса (1-2 этажа) с небольшим весом. Несущая способность винтовых свай такого диаметра достигает 7000 кг.

Статья по теме: Фундамент под глинистую почву

Диаметр элементов зависит от веса постройки

Конструктивные особенности свайного фундамента

Винтовой фундамент состоит из двух конструктивных элементов — свайных опор и их обвязки (ростверка). Опоры передают нагрузку, исходящую от здания, на грунт, минуя поверхностные низкоплотные пласты земли и перенося вес дома на глубинную, уплотненную почву.

В зависимости от схемы размещения свай, выделяют два типа винтовых фундаментов:

• с последовательным расположением опор — сваи размещаются на равноудаленном расстоянии друг от друга по периметру внешних и внутренних стен дома;
• с расположением в виде свайного поля — опоры равномерно распределены по всей площади здания.

Исходя из схемы расположения свай выбирается способ их обвязки. Для последовательных свай применяются ленточные ростверки, тогда как сваное поле обвязывается сплошным, плитным ростверком.

Ростверк винтового фундамента выполняет три функции:

• равномерно распределяет между опорами вес дома;
• выступает в качестве опорной поверхности для цокольного перекрытия;
• увеличивает устойчивость свай в грунте.

Устойчивость опор достигается за счет того, что сваи соединяются между собой и начинают работать как единая конструкция, что дает повышенное сопротивление к опрокидывающим нагрузкам и защищает опору от крена, который может произойти с одиночной сваей.

В зависимости от материала, ростверк на сваях может быть монолитным (железобетон) из бруса либо швеллера. Для строительстве тяжелых домов предпочтительна железобетонная обвязка винтового фундамента, для легких домов — брусовая.

Типы используемых свай

Используемые в фундаментном строительстве винтовые сваи отличаются типом лопастей и диаметром:

• сваи ∅ 57 мм — применяются для возведения легких заборов и навесов;
• сваи ∅ 57 мм — пригодны для возведения легких вспомогательных помещений (сараев, беседок) и тяжелых заборов;
• сваи ∅ 89 мм — используются для каркасных домов, гаражей и одноэтажных построек из легких материалов;
• сваи ∅ 108 мм — имеют высокую несущую способность по материалу (до 6 тонн), позволяют строить дома высотой 1-2 этажа из бруса, сруба, пенобетона.

В малоэтажном строительстве применяются широколопастные сваи, соотношение диаметра ствола и лопастей в которых превышает 1,5.

Нагрузки на грунт

В конечном счете, давление от здания, передающееся на сваю, передается на грунт. Поэтому несущая способность сваи – это не только способность материала сваи выдержать те или иные нагрузки, а величина, связывающая как прочность самой сваи, так и прочность грунта.

Несущая нагрузка опоры в общепринятом смысле – это такое давление, которое выдерживает свая от элемента стоящего на ней здания без ее  продвижения вглубь грунта. Другими словами – это способность опоры уравновешивать давление от веса здания и силу сопротивления грунта.

Существует несколько методов определения несущей способности сваи:

• Расчетный (теоретический)ДинамическийПробный

Теоретический метод основан на табличных данных СНиП 11-17-77. В них приведены примерные значения несущей способности той или иной сваи в зависимости от того или иного грунта.

Приведем алгоритм расчета несущей способности сваи. Геологические испытания грунта на участке позволяют определить сопротивляемость грунтов. Для этого нужно знать состав грунта на той глубине, на которую погружается свая.

Основные нагрузки на фундамент

Табличные данные, полученные опытным путем, дают возможность оценить сопротивляемость того или иного грунта, то есть его несущую способность.

Приведем некоторые табличные значения из данных по сопротивлению глиняных и песчаных грунтов, наиболее распространенных для возведения зданий (в кг/см2):

Глина – 4-6

Суглинки и супеси – 3-4

Пески средние – 15

Пески мелкие – 8

Пески пылеватые — 5

Насыпной грунт без уплотнения – 1

Насыпной грунт с уплотнением – 1.5

Особенности грунтов в расчете несущей способности свай

Сила F, с которой лопасть сваи давит на грунт, определяется по формуле:

F=S*Ro

S – площадь опоры, т.е. лопасти

Ro – прочностная характеристика грунта

Площадь опоры приблизительно берется равной площади лопасти, в проекции, без учета ее изгиба. Упрощенно для расчета площади берется радиус лопасти, а площадь круга высчитывается по известной формуле S=пR2.

Обычно для свай различных диаметров лопасти выполняются по одним стандартам, т.е ширина лопасти увеличивается с увеличением диаметра трубы. Общепринятые стандарты для лопастей:

1. Для трубы 89 мм – 250 ммТрубы 108 мм – 300 ммТрубы 133 мм – 350 мм

Следует отметить, что с углублением плотность грунта возрастает, что также вносить изменения в расчеты.

Для упрощения расчетов можно воспользоваться следующей таблицей для наиболее распространенных свай с диаметром 89 и 108 мм с лопастью 300 мм:

Тип грунтаНесущая способность сваи при глубине залегания1,5 м2,0 м2,5 м3,0 мПолутвердая глина4,75,46,06,7Мягкая глина3,74,45,05,8Тугопластичне суглинки3,94,65,36,0Песок средний9,710,411,1Песок мелкий6,37,07,7Песок пылевидный4,95,66,3

Назначение и разновидности свайных фундаментов

Свайные фундаменты применяются на грунтах, где невозможно использование других типов оснований:

• болотистые, торфяники, подтопляемые;
• зыбкие, пучинистые;
• вечная мерзлота.

На мягких, но стабильных грунтах также допускается применение свайных фундаментов. Однако осуществляется это исключительно из экономических соображений удешевления строительства.

Важно! Существуют некоторые ограничения на установку свай. К примеру, забивные или винтовые сваи не получится использовать на скальных грунтах или почвах, состоящих из крупнообломочных пород.

Область использования:

• малоэтажное строительство – коттеджи, хозяйственные и технические объекты;
• каркасные сооружения – ангары, навесы;
• МАФы – беседки, крытые и открытые павильоны, детские игровые площадки;
• сезонные или временные сооружения для проведения концертов;
• опоры ограждений как сеточных, так и капитальных.

Отличие от столбчатых оснований и классификация

В отличии от столбчатого, свайный фундамент для дома имеет гораздо большую глубину залегания и может использоваться на зыбких грунтах. Наиболее распространенные типы свайных опор:

1. Стойки – проходят насквозь слабый грунт, опираются на прочную породу. Выдерживают значительные нагрузки, практически не дают усадки.
2. Висячие – удерживаются в грунте силой трения боковых поверхностей. Отличаются развитой, нередко, ребристой контактной поверхностью.

По конструкции и способу установки в частном строительстве различают сваи следующих типов:

1. Забивные – железобетонные, деревянные, металлические.
2. Винтовые – металлические.
3. Буронабивные – монолитные железобетонные, заливаются в заранее обустроенную скважину.