Винтовые сваи для фундамента делятся на несколько типов в зависимости от их конструкции и назначения. Основные виды включают сваи с заточенным или плоским наконечником, а также сваи с различными диаметрами и лопастями, которые могут использоваться для различных грунтовых условий. Важно учитывать, что каждый тип сваи имеет свои характеристики прочности и стойкости к нагрузкам, что влияет на выбор подходящей модели для конкретного строения.
Допустимые нагрузки на винтовые сваи варьируются в зависимости от их диаметра, длины и материала, из которого они изготовлены. В среднем, небольшие сваи могут выдерживать от 5 до 20 тонн, в то время как более мощные модели способны нести нагрузки до 50 тонн и выше. При проектировании фундамента необходимо учитывать не только индивидуальные характеристики свай, но и общую нагрузку на грунт, чтобы обеспечить надежность и долговечность конструкции.
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 винтовой сваи
Чем дальше мы закручиваем, тем больше несущая способность сваи. Это происходит из-за того, что с глубиной земля становится плотнее сам по себе. И во время установки лопасть уплотняет её под собой.
Как правило сваи завинчивают до тех пор, пока мощность усилия для продолжения установки не достигнет определенного уровня. По усилию, которое нужно применить для продолжения погружения можно определить максимальную нагрузку на сваю.
Глубина монтажа не бесконечная. В разных грунтах опора просто "упирается" на соответствующем расстояни. И продолжение завинчивания приводит в этом случае к разрушению сваи.
Как узнать несущую способность на конкретном участке?
— Это можно сделать с помощью услуги пробника. Специалист бурит грунт, сморит его состав и делает проколы специальной пикой, которая в руках специалиста показывает, примерный уровень остановки свай. И такое исследование обычно точнее дорогостоящего исследования грунта геологами. — Можно закрутить пробную сваю. Её остановка и сложность дальнейшего закручивания говорит о том, что опора несет свою расчетную нагрузку.
Нагрузка на винтовую сваю
В производстве свай существуют стандартные типоразмеры, которые различаются следующими характеристиками:
- Диаметр.
- Длина.
- Толщина стенки.
- Диаметр и толщина лопасти.
С увеличением диаметра возрастает допустимая нагрузка сваи. То же происходит при увеличении ее длины, которая регулирует глубину ввинчивания опоры. Дополнительную устойчивость винтовая свая приобретает и за счет увеличения диаметра лопасти. Поэтому значение каждого из указанных параметров учитывается при расчете несущей способности сваи.
В таблице приведены средние значения нагрузки винтовых лопастей диаметром 57 мм, 76 мм, 89 мм, 108 мм, 133 мм, 159 мм, 219 мм, 325 мм.
| Диаметр сваи, мм | Толщина стенки ствола, мм | Толщина лопасти, мм | Диаметр лопасти, мм | Несущая нагрузка, т |
| 57 | 3,5 | 4 | 200 | до 1,5 |
| 76 | 3,5 | 4 | 250 | до 3 |
| 89 | 4 | 4 | 250 | до 4 |
| 108 | 4 | 4 | 300 | до 6 |
| 133 | 4 | 5 | 350 | до 8 |
| 159 | 5 | 5 | 500 | до 10 |
| 219 | 6 | 6 | 550 | до 20 |
| 325 | 6 | 6 | 800 | до 50 |
Несущая способность сваи и тип грунта
При определении типа грунта, на который будет устанавливаться свайно-винтовой фундамента, нужно учитывать его прочностные характеристики. Прочность грунта может изменить несущую способность сваи, присущую ей по параметрам строения. Эти данные можно найти в специальных строительных справочниках или при пробном бурении грунта на строительном участке.
Расчет нагрузки винтовых свай
Расчет нагрузки на винтовую сваю выполняется по формуле:
N = F/γk, где:
- N — несущая способность винтовой сваи.
- F — неоптимизированное значение несущей способности или «чистая» нагрузка.
- γk — коэффициент надежности, зависящий от количества столбов на свайном поле и нагрузки на почву.
Коэффициент надежности может иметь следующие значения:
- 1,2 (при точных данных, полученных в ходе геологической экспертизы, редко применяется для частного строительства).
- 1,25 (при данных, полученных в ходе предварительного бурения).
- 1,75 (при самостоятельном исследовании грунта и использовании справочников).
«Чистая» нагрузка определяется по формуле:
F = S x Rо, где:
- S — площадь лопасти.
- Rо — прочность основания.
Площадь лопасти (S ) можно вычислить по формуле для круга (S = πR² = (πD²)/4), но обычно эти данные приводятся производителем сваи.
Для определения показателя прочности основания (Rо) применяются табличные данные, если не были проведены специальные геологические исследования.
| Тип грунта | Rо (кг/см²) |
| Галька с включениями глины | 4,5 |
| Гравелистый с включениями глины | 4,0 |
| Песчаный крупной фракции | 6,0 |
| Песчаный средней фракции | 5,0 |
| Песчаный мелкой фракции | 4,0 |
| Пылеватый песок | 2,0 |
| Глинистые почвы и супеси | 3,5 |
| Вязкие глинистые почвы | 6,0 |
| Насыпной с уплотнением | 1,5 |
| Насыпной без уплотнения | 1,5 |
Как выбрать сваи?
Не советуем самостоятельно выбирать сваи, вы можете допустить очень болезненную в будущем ошибку. Мы поможем вам с выбором свай, установкой и др. Наши менеджеры всегда готовы проконсультировать по телефону: +7 (812) 219-18-18.
Также можете воспользоваться нашим калькулятором расчета свай для понимания ориентировочной цены, количества и расположения свай.
А еще можете посмотреть наш каталог свай, у нас есть все необходимые размеры свай.
Вам могут быть интересны статьи про винтовые сваи
Бесплатный расчет стоимости и сроков в WhatsApp
Рассчитаем количество свай и дополнительных комплектующих за 5 минут. Скажем стоимость и сроки монтажа.
