Выдержка свайного фундамента зависит от нескольких факторов, включая тип свай, особенности грунта, глубину забивания и конструктивные нагрузки на здание. Обычно сваи проектируются на срок службы не менее 50 лет, однако при правильном уходе и своевременном обслуживании этот срок может быть значительно увеличен.
Важно также учитывать, что воздействие внешних факторов, таких как коррозия, подвижки грунта и уровень грунтовых вод, могут влиять на долговечность фундамента. Регулярное обследование и контроль состояния свай помогут предотвратить серьезные проблемы и продлить срок службы фундамента.
Нагрузка на винтовые сваи: максимальные возможности
Какие допустимые нагрузки способны выдерживать винтовые сваи и какая у них несущая способность? Какой диаметр винтовой сварной сваи (свсн) будет самым подходящим для устройства свайно-винтового фундамента? – это самые задаваемые вопросы на этапе проектирования строительства. Ошибки в расчётах, как правило, снижают надёжность опор под зданиями, приводят к усадке или крену строений. И, в конечном счёте, к повреждениям их основных конструкций.
Допустимая нагрузка – важнейший показатель винтовых элементов фундамента
Важной характеристикой винтовых свай, влияющей на правильный их подбор при устройстве фундаментов под конкретные сооружения, является несущая способность.
Это ничто иное, как учитывающая деформации почвы максимальная нагрузка, которую выдерживают сваи без потери своих функциональных качеств. Для грунтов с различными прочностными характеристиками, а также изделий, отличающихся длиной, диаметром трубы и лопастей – она разная.
Далее ознакомимся с параметрами, от которых зависит допустимая нагрузка на винтовые сваи, а также с правильным её теоретическим расчётом.
Виды свай и их параметры
Разнообразие типоразмеров этих изделий связано с применением их под конкретные виды возводимых объектов.
В частном домостроении преимущественно используются винтовые элементы фундаментов с диаметрами трубы от 89 до 159мм. Так, допустимая нагрузка на винтовую сваю 89мм делает возможным их применение при возведении каркасных одноэтажных домов, веранд и беседок. С увеличением диаметра трубы увеличивается цена и расширяется диапазон их применения: 108мм, 133мм и 159мм – для устройства фундаментов двухэтажных каркасных домов, а также одноэтажных из бруса, пенобетона и кирпича.
А допустимая нагрузка на винтовую сваю 325мм приемлема при использовании её в проектировании тяжёлых конструкций домов или промышленных объектов.
При расчётах допустимых нагрузок на сваи используют такой важный параметр, как площадь её конструктивного элемента – лепестковой подошвы.
При этом за радиус подошвы принимают расстояние от центра сваи до крайней (образующей контур лепестка) точки.
Для вычисления площади используют известную математическую формулу: возведённый в квадрат радиус лопастей умножают на 3,14 (число Пи). Для разных диаметров труб она составляет:
- 89мм – 490см2;
- 108мм –706см2;
- 159мм – 1590см2;
- 325мм – 9567см2 (для расчётов значения диаметров лопастей всегда берут в сантиметрах).
На выбор длины детали влияют характер грунта (в том числе уровень его промерзания) и перепады высот на стройплощадке.
Длина свай стандартизована и составляет:
- для коротких – 160-250см;
- для длинных – до 11,5м (с шагом 50см).
При правильной установке они должны упираться лопастями в плотный слой грунта.
Прочность грунта основания
Одним из исходных данных при расчёте допустимой нагрузки на винтовые сваи являются прочностные характеристики грунта на участке строительства. Их точное определение возможно при выполнении изыскательского бурения.
Если вызов геологов не предусмотрен бюджетом – можно самостоятельно оценить залегающий грунт. Для этого достаточны информация о составе грунтов на конкретном участке и умение использовать в справочниках соответствующие данные. Примерные значения расчётных сопротивлений (кг/см2) грунтов на глубине 1,5м следующие:
- глина – 3,7–4,7;
- суглинки и супеси – 3,5–4,4;
- песок (от мелких фракций до крупных) – 4–6.
Такие данные содержат и строительные справочники, и СНиПы.
Определение максимально возможной величины нагрузки на винтовую сваю
Для расчёта нагрузок, которые способны выдержать элементы свайно-винтового фундамента, нужно знать площадь подошвы их лепестков и прочностные характеристики (максимальная несущая возможность) грунта. Перемножив между собой величины этих показателей, получают желаемое значение несущей способности винтовой опоры – максимально возможной выдерживаемой нагрузки.
Для примера определим, какую нагрузку выдерживает винтовая свая 108х2500мм. Исходные данные для упрощённого расчёта принимаем такими:
- грунт на строительном участке – глина;
- диаметр лопасти сваи 108мм – 300мм.
Воспользуемся данными таблиц в справочнике и определим несущую способность грунта (Rо) в месте установки фундамента: Rо = 6кг/см2. Площадь лепестковой подошвы этого вида свай мы определили ранее (смотри выше), S = 706см2.
Искомую нагрузку получим в результате перемножения:
F = Rо х S = 6 х 706 = 4,23 (тонны).
Именно такую расчётную (среднюю) нагрузку выдерживает одна свая 108мм, упираясь лопастью в слой глины.
Однако, её значение есть неоптимизированным, так как не учитывает коэффициент надёжности (γk). Он зависит от количества опор в фундаменте и способа производства геологических изысканий. При известных результатах таких изысканий на участке его значение составляет 1,2.
Выполняя самостоятельные исследования почвы на участке и используя табличные показатели прочности грунта, необходимо увеличивать запас надёжности. Для этого надо использовать в расчётах коэффициент надёжности порядка 1,7–1,4. Его величина зависит от количества свай в фундаменте: при минимальном количестве (до 5) он будет максимальным – 1,7. С увеличением опор до 20 коэффициент уменьшится до 1,4. При этом устанавливаемые сваи должны иметь низкие ростверки.
Таким образом, с учётом коэффициента надёжности расчёты максимально возможной нагрузки на сваи N (при пользовании табличными данными о грунтах) показывают её уменьшение по сравнению с расчётной нагрузкой F:
N = F : γk = 4,2 : 1,7 = 2,47 (т).
В качестве заключения
Качественный монтаж свайно-винтовых фундаментов зависит от правильного расчёта нагрузок на винтовые сваи, включающих и геологическую оценку грунта. Ошибки в расчётах приведут к занижению несущей способности фундамента или же большому перерасходу материала.
Мы были рады Вашему вниманию к нашей продукции!
Несущая способность винтовых свай
Винтовая свая (ВС) способна выдерживать значительные осевые нагрузки. Проседание происходит не по причине деформации от нагрузки, а по причине слабой несущей способности грунта, на который опирается свая.
Очевидно, что наилучшими грунтами для опоры ВС являются пески, кроме мелких и очень влажных, а также твердые сухие глины, щебенистые и гравийные грунты. Несущую способность сваи можно увеличить за счет большего количества, увеличения диаметра лопасти и перераспределения нагрузки.
Иногда у покупателя возникает желание предварительно рассчитать сколько и каких ВС понадобится. Под строение 10х10 м устанавливают 4 угловые сваи, затем равномерно расставляют остальные с условием расстояния между ними не более 3-метров. Дополнительно устанавливают под несущими внутренними стенами. Всего получится не менее 25 штук. Затем рассчитывают диаметр сваи и лопасти, определить длину с учетом глубины установки и перепада высот свайного поля.
- Находим вес дома вместе с ростверком. Учитываем вес несущих внешних и внутренних стен, вес перекрытий пола, мансарды, стропильной системы, крыши – вычисляется суммированием веса, используемого материала.
- Затем добавляют вес полезной нагрузки – площадь дома умножают на 150 кг/м 2
- Прибавляют снеговую и ветровую нагрузки – это еще примерно 140 кг/м 2 на площадь проекции крыши.
- Затем результат умножают на коэффициент запаса прочности 1,2 и получают полную нагрузку на фундамент. Допустим получили 50 т.
Узнаем нагрузку на винтовую сваю 50/25= 2,0 т. Возьмем 108-сваю с лопастью диаметром 300 мм, находим площадь лопасти: 3,14х30х30/4=706,5 см 2 . Теперь смотрим на таблицу и находим тип грунта, на который будет опираться свая. Допустим 3 кг/м 2 . Умножаем площадь лопасти 706,5х3 – получим 2,2 т. Такую нагрузку выдержит грунт. ВС по расчету давит 2,0 т, что меньше несущей способности грунта, а, следовательно, выбор 25 штук из 108 трубы с лопастью 300 мм сделан верно.
Нагрузка на винтовую сваю зависит от веса строения. Например, для легкого забора из сетки рабица подойдут 57 мм или 76 мм сваи, под ворота лучше заказывать 89 или 108 мм. Длина рассчитывается глубиной установки. Допустим надо установить ВС на глубине 1,7 м. Если взять 2,5 метра, то она будет возвышаться 0,8 метра над уровнем земли.
ВС обрезаются не менее 15 — см, от верхнего конца, потому что имеют отверстия для крепления приспособления для ввинчивания. Останется 0,6 м от уровня земли.
| Винтовая свая/диаметр лопасти, мм | Нагрузка, тонн | Для каких строений подходят: |
| Диаметр 57/200 | 1-1.5 | Забор сетка рабица, открытое крыльцо, настилы и т.д. |
| Диаметр 76/250 | 2-2.5 | Заборы из профнастила, веранды, легкие хозяйственные постройки, беседки и т.д. |
| Диаметр 89/250 | 3-4 | Бани, легкие каркасные дома, сараи, хоз. блоки, пристройки открытого и закрытого типа и т.д |
| Диаметр 108/300 | 5-7 | Дома каркасные, брусовые, из сруба, бани и т.д. |
| Диаметр 133/350 | 8-10 | Тяжелые деревянные дома из бруса и бревна, промышленные объекты. |
Нагрузка на винтовые сваи:
- Несущая способность сваи от 1,5 т для 57 мм с лопастью 200 мм, до 8-9 т для 133 мм с лопастью 350 мм. Для деревянного дома чаще заказывают 108 мм с лопастью 300 мм. Для дачных домов и легких строений сгодится 89 мм ВС с лопастью 250 мм.
- ВС следует выбирать по несущей способности грунта, на который будут опираться.
- Снизить нагрузку винтовой сваи можно следующим способом:
- увеличить диаметр лопасти;
- перераспределить нагрузку от веса строения на дополнительные ВС;
- установить ВС в грунт с высокой несущей способностью.
Компания имеет многолетний опыт монтажа ВС в Подмосковье. Специалисты подберут правильную глубину установки ВС. После пробного завинчивания, которое необходимо в исключительных случаях, заказчик точно будет знать сколько и каких свай понадобится для монтажа фундамента. Для оформления заявки на пробное ввинчивание и получение расчета позвоните по номеру телефона 8-495-127-05-63 или оставьте заявку по форме обратной связи на сайте.
Наши услуги
- Монтаж винтовых свай
- Демонтаж свай
- Обвязка свай брусом
- Обвязка свай профильной трубой
- Обвязка свай швеллером
- Термоусадочная трубка / рукав
- Оцинковка свай и оголовка
Несущая способность винтовой сваи
При проектировании фундамента, одна из основных дилемм это выбор диаметра винтовой сваи. Его выбор основывается на сопоставлении несущей способности опоры и массы постройки. В низу я приведу таблицу.
От чего зависит несущая способность?
1. Площадь лопасти
Чем больше диаметр лопасти, тем больше её площадь опоры на грунт. А следовательно больше и несущая способность винтовой сваи.
Так эту площадь можно увеличить, добавив второй винт. Но такие опоры используются крайне редко.
2. Плотность, состав грунта
- Чем плотнее грунт, тем больше несущая способность опоры. Бывает, что нужно пройти сваей мягкие слои и дойти до твердого, на который можно опереться.
- Влажность, высокие грунтовые воды уменьшают максимально допустимую нагрузку.
- Тяжелее всего свая заходит в грунт с камнями, затем идет песок, затем суглинок, потом глина. Торф — самая слабая земля.
3. Глубина завинчивания
Чем глубже завинчивается винтовая свая, тем большую несущую способность несет.
- Чем глубже тем земля плотнее.
- Почва спрессовывается под винтом во время закручивания.
- Ствол СВСН также имеет небольшое сопротивление, соответственно, чем глубже мы его завинтили, тем больше площадь соприкосновения и сопротивления.
Как определить максимальную нагрузку?
У каждой винтовой сваи есть расчетная несущая способность. Опора начинает её нести, когда мы завинтили опору до упора. То есть она идет, но тяжело, с определенным сопротивлением.
1. Пробник
Существует 3 вида пробника:
1️⃣ Пробная винтовая свая.
Завинчиваем и смотрим на усилие на вкручивании и глубину, где СВСН упрется. Упрется, то есть пойдёт очень тяжело. Знаем усилие, знаем диаметр винта, а следовательно можно определить максимальную нагрузку. Обычно это всё меряется по ощущениям специалиста — без приборов.
2️⃣ Пробник с пикой и бурением лунок.
Пикой (ломиком) пробивается почва. Замерщик работает с ней с определенным усилием и может понять на какой глубине находится плотной слой земли и опора будет нести расчетную нагрузку.
Буром же делает лунки — определить: нет ли камней, строительного мусора, состав земли и уровень грунтовых вод. Таким образом, исследовав несколько точек на участке и сложив все полученные данные мы получаем вывод. Такой метод стоит от 3000 рублей.
Классическое геологическое исследование. Очень дорогое и менее точное, чем первые два.
4️⃣ Самому получить информацию.
Может вы знаете какой у вас состав земли или можно выкопать полтора метра.
- Если сухо, песок или суглинок — СВСН остановится на глубине 1,6 метра.
- Если глина то скорее всего 1,6 — 2 метра.
- В песке обычно даже с грунтовыми водами, винт не проваливается глубже 2-х метров.
- Торф надо проходить весь до плотного слоя. Наша компания заходила максимум на 8 метров в глубь.
