Какие факторы влияют на длину свай для фундамента

Длина сваи под фундамент зависит от ряда факторов, включая характеристики грунта, уровень грунтовых вод и нагрузку на фундамент. Важно учитывать, какие виды несущих слоев находятся под поверхностью, поскольку это влияет на устойчивость и безопасность конструкции.

Также значительную роль играет проектирование фундамента, где необходимо учитывать как статические, так и динамические нагрузки. Правильно рассчитанная длина сваи помогает обеспечить долговечность и надежность всего строительного объекта.

Какая длина винтовых свай необходима для фундамента?

«Какая длина винтовых свай необходима для фундамента моего дома (бани, беседки…)?», – вопрос, который часто возникает при самостоятельном расчете фундамента.

При проектировании свайно-винтового фундамента нужно учитывать:

• грунтовые условия на участке строительства;
• нагрузки;
• расстановку свай в фундаменте.

Эти и некоторые другие вопросы мы уже рассмотрели в другой статье, здесь же хотели бы подробнее остановиться на выборе длины винтовых свай.

Параметры,
влияющие на длину ствола

• уровень залегания грунта с достаточной несущей способностью;
• расчетная глубина промерзания;
• количество, расположение лопастей;
• высота цоколя;
• расположение участка с монтажным отверстием.

Глубина залегания грунта с достаточной
несущей способностью

Грунт с достаточной несущей способностью – имеющий относительно высокие прочностные и деформационные характеристики. Он расположен всегда ниже уровня промерзания, так как в большинстве грунтов в пределах этого слоя происходит действие сил морозного пучения. В регионах с незначительным уровнем промерзания необходимо учитывать толщину почвенно-растительного слоя.

Интересующий слой может быть расположен на большей глубине. Если применить длинные сваи или другой тип фундамента, может произойти удорожание. Здесь нужна комплексная оценка грунтовых условий в верхней части геологического разреза. Если знать механические характеристики этого слоя, то можно подобрать надежное и экономичное решение.

Но если выполнять весь комплекс инженерно-геологических изысканий, то экономии можно не достичь. Как сказано выше, достаточно получить только механические характеристики, поэтому из всего комплекса изысканий можно выполнить часть работ, что поможет значительно удешевить процедуру.

Определить механические характеристики грунта, а также уровень залегания слоя с достаточной несущей способностью возможно с помощью полевых методов исследования. Это простые, сравнительно недорогие процедуры.

Часто компании, которые строят фундаменты из винтовых свай, предлагают для уточнения условий участка выполнить пробное завинчивание, которое не является методом исследования грунта.

Для применяющих этот метод основным является принцип: «Если свая тяжело крутится на предполагаемой глубине установки, то ее несущая способность является достаточной», который не обеспечивает получение объективной информации о несущей способности.

Во-первых, результаты очень сильно зависят от времени года, когда производят завинчивание, из-за влияния разных факторов: уровень промерзания, степень влагонасыщения и др. Во-вторых, процедура пробного завинчивания не дает никакой информации о типе и свойствах грунта под сваей. Поэтому контроль величины крутящего момента (который может быть определен при пробном завинчивании) должен применяться только для подтверждения ранее полученной расчетом предельно-допускаемой нагрузки на сваю.

Глубина промерзания

Негативное влияние на надежность и срок службы фундамента может оказать морозное пучение:
верхние слои грунта зимой подвергаются воздействию отрицательных температур,
вода в порах замерзает, увеличиваясь в объеме (при кристаллизации вода увеличивает свой объем
в среднем на 12 %). Возникают выдергивающие сил на боковой поверхности свай.

К пучинистым относятся глины, а также мелкие пылеватые пески. Степень влажности, а также близость к поверхности грунтовых вод являются факторами, увеличивающими пучинистость грунта. Если вы закрутили сваю в таком слое, она будет приподниматься вместе с грунтом, что приведет к выдергиванию, а значит, ухудшению эксплуатационной надежности фундамента. Поэтому она должна закручиваться так, чтобы лопасти находились ниже расчетной (не путать с нормативной) глубины промерзания.

Она зависит от разных параметров: нормативной глубины промерзания, типа грунта, условий эксплуатации. Например, при утепленных цоколе и отмостке расчетная глубина будет меньше за счет теплоизоляции основания под зданием, а если это жилой дом и полы выполнены без термоизоляции, то температура в цокольной части будет положительной и промерзание не произойдет. То есть учет конструктивных особенностей и условий эксплуатации будущего здания может помочь при подборе оптимальной длины сваи.

Изменение нормативной глубины
промерзания в зависимости от региона

Уровень расположения лопасти

Когда мы говорим об установке сваи ниже уровня промерзания и о необходимости расположения ее в выбранном слое, мы имеем в виду лопасть, а не острие конуса. То есть верхняя кромка лопасти определяет глубину заложения.

Высота цоколя

Что нужно учитывать при выборе высоты цоколя?

Эстетика. Здание будет смотреться лучше с высоким цоколем, чем с низким или вообще без него.

Снеговой покров. Если высота цоколя дома расположена ниже уровня снегового покрова, стены (материал не имеет значения) в весенний период будут активно замачиваться днем, замерзая ночью, что снизит срок их службы. Поэтому рекомендуемая минимальная высота – 0,5 м.

Капиллярное замачивание. Любой материал, из которого выполняются стены, обладает пористостью, что приводит, при соприкосновении с грунтом, к замачиванию вследствие капиллярного поднятия влаги. Чтобы защитить стены нужно обеспечить высоту цоколя не менее 0,5 м. Это позволит избежать развития гнилостных и коррозионных процессов.

Расположение участка с монтажным отверстием

Немаловажным, с точки зрения определения длины сваи, является и участок с монтажным отверстием (0,1 м), который спиливается после установки в проектное положение.

Расчет длины ствола

Выполняется по схеме: глубина расположения лопасти (определяется результатами геотехнических исследований и расчетной (не нормативной!) глубиной промерзания) + Высота цоколя + Расположение участка с монтажным отверстием = Длина винтовой сваи

Длина сваи:

Выбор оптимальной длины сваи зависит от ряда факторов, таких как тип грунта, нагрузки, климатические условия, архитектурные особенности и бюджет. Важно учесть следующие аспекты, чтобы обеспечить надежное и долговечное строительство:

• Различные типы грунта имеют разную несущую способность. Песчаные грунты могут иметь лучшую несущую способность, чем глинистые. Чем менее прочный грунт, тем глубже нужно вбивать сваи.
• Определите, какие нагрузки будут действовать на сваи. Это могут быть нагрузки от здания, ветровые, от снега и т.д. Необходимо учесть как вертикальные, так и горизонтальные.
• Если грунтовые воды находятся близко к поверхности, это может повлиять на долговечность свай из-за возможного разрушения древесины или коррозии металлических свай.
• Возможности оборудования для вбивания свай могут ограничить максимальную длину, которую вы можете использовать. Длинные сваи обычно стоят дороже. Необходимо учесть бюджет проекта при выборе длины свай.

Оптимальная длина определяется путем выполнения пробного бурения на участке, где будет проводиться строительство. Альтернатива — грунтовые исследования и расчеты. Рекомендуется проконсультироваться с профессиональными инженерами или геотехническими специалистами, чтобы получить наилучшие рекомендации для вашего конкретного случая.

Расчетная длина сваи

Конец сваи должен иметь опору на прочный грунт (за исключением случаев использования подвесных свай). Длина сваи определяется как расстояние от подошвы фундаментной плиты до устойчивого грунта, с учетом местного рельефа. Затем проводится проверка на соответствие условию S ≤ Su (где S — расчетное оседание, а Su — предельно допустимое оседание), чтобы обеспечить минимальное оседание фундамента.

Для обеспечения надежности фундамента при возведении здания также необходимо правильно рассчитать глубину погружения железобетонных свай. В зависимости от характеристик грунта, при строительстве каркасных домов глубина забивки свай может варьироваться от трех до десяти метров, а сечение свай может быть в пределах 150-250 мм.

Минимальная длина свай

В соответствии с СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты» (Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85) основное назначение свай – это установка на плотных слоях грунта для передачи действующей нагрузки. Основание с заостренным концом сваи должно опираться на твердые грунты, обеспечивая высокую прочность и устойчивость конструкций.

• На территориях, подверженных сейсмическим воздействиям, установлена минимальная глубина погружения свай 4 метра.
• В случае, если наконечники свай должны погружаться в водонасыщенные песчаные грунты, требуется глубина не менее 8 метров. Однако это значение может быть изменено после проведения дополнительных геологических исследований.
• Также следует учесть предписания, установленные в СНиП для определенных регионов.
• В остальных случаях минимальная длина свай зависит от их типа.

Длина винтовых свай

Согласно требованиям, свая должна быть забита в грунт на глубину, превышающую уровень промерзания (не менее 1,5 метра). Например, в Подмосковье, погружают сваи на глубину от 2 до 3 метров.

Что касается длины винтовых свай, максимальная длина одиночной сваи составляет 12 метров, но это значение не является пределом – при необходимости сваи могут быть удлинены.

В зависимости от типа здания выбирают сваи такого размера (диаметр/длина трубы в мм):

• 108*2500 – для жилых объектов.
• 89*2000 – для навесов, террас, веранд.
• 76*1500 –для саун и домашних бань.

Длина забивных свай

Стандартная длина обычно находится в диапазоне от 3 до 16 метров. Минимальные длины для железобетонных свай составляют:

• 3 метра для сплошных свай.
• 4 метра для полых свай.

В зависимости от потребностей, можно заказать сваи большей или меньшей длины. При значительной глубине погружения обычно используются составные сваи, и метод забивки применяется реже, чаще используется комбинированный подход.

Диаметр железобетонных свай может достигать до 80 сантиметров.

Сводная таблица