Возведение такого фундамента в пошаговом рассмотрении
Сваи для такого фундамента понадобятся с круглым сечением, а в землю они будут вводиться благодаря работе строительного бура. После бурения скважин в них будет закладываться песчаная подушка в слой 30 см. Подготовьтесь к тому, что свай будет много – и в основании стен, и на углах ленты, причем на расстоянии не менее 1,8-2 метров друг от друга. В качестве гидроизоляции такого фундамента традиционно используют асбестоцементные трубы и те, что делаются из обычного рубероида с помощью лески.
Самый простой вариант свайно-ростверкового фундамента – это сваи, заглубленные на 2 метра и удаленные друг от друга на 3 м, и ростверк в земле на 20 м. А внутри ростверка тогда можно устроить подпол на песчаной подушке или стяжке – тогда не нужно будет гидроизоляция. Дешево и сердито, как любят говорить в России.
- Шаг 1. Проводятся разведовательно-изыскательные геологические работы, которые позволяют понять, какой именно грунт на участке и насколько он однороден. Причем, если нет возможности привести специалиста, нужно хотя бы все это проделать в примитивном смысле – ведь известно, что характеристики грунта могут оказаться разными в пределах совсем небольшой площади. Кроме того, важны и такие параметры, как ветровая нагрузка, вес строительных материалов бани и величина уклонов рельефа – все это тоже берется за основу.
- Шаг 2. Подготавливается песчаная подушка для железобетонной ленты фундамента – чтобы вся конструкция была максимально защищена от механического воздействия почвы.
Шаг 3. Делается традиционная опалубка, как для ленточного фундамента – по тем же принципам. Что касается свайно-ростверкового фундамента с несъемной опалубкой, то роль «посуды» в нем выполняет экструдированный пенополистирол «Пеноплэкс» или «ТермоМонолит». В итоге сам фундамент получается теплый и даже гидроизолированный. А все мостики холода устранят стеклопластиковая арматура и СВТ-стяжки.
Шаг 4. Делаются сваи. Отверстия для их бурятся специальной техникой, потом их обсаживают рубероидом или подобным ему листовым материалом – в расчете на то, что верхняя часть размещается на уровне земли. Причем асбоцементная труба может использоваться в качестве обсадки. А вот внутрь отверстия ставятся четыре нитки арматуры – связанные с собой так, чтобы их верхняя часть выходила из сваи и связывалась с ростверковой арматурой. Туда же и происходит потом заливка бетона.
Но перед армированием ростверка сначала гидроизолируется от него верхняя часть свай – количество материала рассчитывается в индивидуальном порядке. А вот арматура, которая выпущена из свай, крепко связывают с арматурой ростверка. После набирания им 50% прочности, подсыпку можно убирать и будет получен ростверк над землей – опираться на грунт он не должен.
Шаг 5. Сваи и ленты армируются воедино и заливаются бетоном – для этих целей лучшей всего использовать строительную вибротехнику. Это и есть, по сути, ленточный фундамент на сваях, который официально называется – «свайный фундамент с монолитным ростверком». Причем сваи заливаются первыми – и, только через большой промежуток времени можно бетонировать всю железобетонную ленту. А, точнее, ровно через неделю, когда бетон уже наберет половину своей марочной прочности, начинаются работы по ростверку. Итак, сначала сооружается опалубка, куда засыпается песок или закладывается пенополистирол. Это необходимо, чтобы поднять ростверк над землей и подровнять дно опалубки по верхней части свай. К слову, этот фундамент заливать можно бетоном собственного производства.
Плюсы и минусы свайно-винтового фундамента
Свайные фундаменты принципиально отличаются от ленточных и плитных тем, что каждая свая передает на грунт сосредоточенную нагрузку в отдельной точке. А свайно-винтовой фундамент в свою очередь отличается от свайно-забивного из железобетонных свай тем, что:
- Сваи – металлические трубы, гораздо хуже железобетона сопротивляющиеся изгибу.
- Металлические сваи в грунте подвержены коррозии.
- Заворачивание винтовых свай, в отличие от вбивания забивных, не уплотняет, а разрыхляет грунт.
Вследствие указанных факторов качество свайно-винтового фундамента очень сильно зависит от свойств подстилающего грунта. Идеальная «подушка» под винтовой фундамент – мощный сухой суглинок или слегка увлажненный аллювий, песок с включениями мелкой гальки. В последнем случае винт сваи при вкручивании толкает перед собой все более расширяющийся и уплотняющийся конус грунта. Из него при этом выжимается вода, а мелкие частички глины, всегда присутствующие в аллювии, цементируют его. В конце концов конус грунта приобретает прочность бетона, а конусы отдельных свай в глубине смыкаются. Свая заклинивается намертво, так, что ее легче свернуть в штопор, чем дальше завернуть или вывернуть; прочнейший фундамент теперь готов фактически без нулевого цикла.
Беседка с купальней на винтовых сваях
В плодородных многослойных грунтах большей части РФ свая фундамента работает по-иному. Как – разберем ниже, а пока укажем плюсы и минусы винтовых свай в России, за исключением горных районов и зоны вечной мерзлоты:
- Не требуется планировка площадки и оборудование подъездных путей к ней – плюс.
- Строительство не привязано к сезону, погодным/природным условиям и географическому положению объекта; сваи можно заворачивать и в болото, и в вечную мерзлоту – плюс.
- Трудозатраты на устройство свайно-винтового фундамента на порядок и более меньше, чем любого другого; его можно собрать за 1-3 рабочих смены – плюс.
- Не нужно ждать усадки фундамента, строительство можно начинать сразу после его монтажа – плюс.
- Пристройки к основному зданию можно делать, не опасаясь усадки их фундаментов относительно старого – плюс.
- Строительство возможно в зоне развитых подземных коммуникаций – плюс.
- С применением промышленных методов сборки и в сочетании с железобетонным ленточным свайно-винтовой фундамент позволяет вести строительство на самых слабых грунтах, вплоть до плывунов – плюс.
- Те же промышленные технологии строительства позволяют извлекать сваи из грунта для повторного использования – плюс.
- Ограниченный срок службы: в увлажненных грунтах с химической реакцией, отличной от нейтральной, металлические сваи служат 50-60 лет; бурозабивные (см. далее) до 100-120 лет – минус.
- Ограниченная свойствами грунта несущая способность: капитальное многоэтажное строительство на свайно-винтовых фундаментах невозможно – минус.
- Свайно-винтовые фундаменты для жилых строений долговременного пользования на единицу несомой нагрузки от здания оказываются на 10-30% дороже свайно-забивных или ленточных – минус.
- Устройство подвального помещения невозможно, т.к. нарушается взаимодействие свай с грунтом – минус.
- Попадание текучей воды в подпол здания недопустимо, поэтому требуется достаточно сложная отделка цоколя и отмостка – минус.
- Монтаж фундамента требует предварительных геологических исследований на месте строительства и достаточно сложных и трудоемких расчетов. Если для ленточных фундаментов можно разработать типовые проекты, то каждый свайно-винтовой проектируется индивидуально – минус.
В индивидуальном строительстве плюсы свайно-винтового фундамента безусловно оттесняют его минусы в следующих случаях:
- Временные легкие жилые дома. Скажем, берем недорогую посильную ипотеку на сборно-щитовой домик, а рядом понемногу строим сами капитальный особняк.
- Деревянные бани: надежная изоляция пола от грунта дает и от металлической печки достаточно легкий и мягкий пар.
- Хозпостройки, навесы, шпалеры.
- Заборы.
- Распашные ворота.
Столбы раздвижных ворот из винтовых свай делать не следует: под механизм все равно нужно основательное бетонирование, а его усадка в дальнейшем приведет к перекашиванию створки; также сваи неважно держат регулярные знакопеременные нагрузки при ее выдвижении/задвигании. Не очень подходят свайно-винтовые фундаменты и под гаражи; для въезда-выезда придется делать пандус высотой около 0,5 м, что неудобно, отнимает место на участке, усложняет и удорожает работу. Исключение – сварные металлические гаражи, но их эстетика всем известна
Исключение – сварные металлические гаражи, но их эстетика всем известна.
Используемые инструменты и материалы
Набор используемых инструментов, техники и материалов будет зависеть от того, вручную будут устанавливаться сваи или с помощью специальной техники. Для возведения свайного фундамента своими руками понадобятся ручной бур, бетономешалка, трубы из асбестоцемента или металла, бетонный раствор, арматура и доски для опалубки ростверка. Для гаража, бани или небольшого дачного строения на сваях такое основание вполне реально установить самому. А для монтажа фундамента под полноценный дом лучше пригласить специалистов. Тем более что некоторые виды свай требуют участия специальной техники.
Монтаж столбчато-ленточного фундамента
Основные плюсы свайно-винтового фундамента
Отдавая свое предпочтение тому или иному типу фундамента, наш выбор всегда основывается на его положительных качествах, поэтому давайте с них и начнем.
1. Стоимость фундаментаТочной цифры, на сколько свайно-винтовой фундамент обойдется дешевле, чем другие типы, на вскидку Вам никто не скажет, потому что необходимо учитывать множество факторов, начиная от глубины заложения, и заканчивая весом и размером самой постройки. Но, как показывает практика, выгода начинается от 20-40%, по сравнению со столбчатым и мелкозаглубленным ленточным фундаментом, а если сравнивать его с заглубленным ленточным или монолитной плитой, то здесь цена уже может отличаться в несколько раз, а в наше время — это огромный плюс.2. Легкость и удобство монтажаМонтаж свайно-винтового фундамента настолько прост, что его можно осуществить своими руками, без применения спецтехники и дорогостоящих инструментов, прибегнув лишь к помощи друзей или родственников.Как правило, достаточно 3 человек, чтобы без проблем осуществить монтаж.3. Очень быстрый монтаж винтовых свайЗначительный плюс винтовых свай, потому что в большинстве случаев, монтаж фундамента осуществляется за 1-2 дня. В то время, как другие типы фундамента, включающие в себя такие этапы, как копку, армирование, устройство опалубки и заливку бетона, займет гораздо больше времени, сил и средств.Но стоит помнить, что время монтажа полностью зависит от профессионализма работников, грунта и глубины заложения винтовых свай.4. Уклон на участке — не помеха для свайно-винтового фундаментаКаким бы ни был уклон на Вашем участке, он не будет проблемой для монтажа свайно-винтового фундамента. Большая разница в высоте (5-8 метров), может стать практически не преодолимой преградой для железобетонных типов фундамента, а свайно-винтовой – с этой задачей справиться.Тут стоит отметить, что другой тип фундамента, например ленточный, с этой задачей тоже может справиться, но это обойдеться Вам в несколько раз дороже.5. Чистый участок после заложения фундаментаВ процессе заложения фундамента, на участке не будет лишних отходов и грязи, таких как выкопанный грунт, пролитый бетон, следы от техники на газоне и т.д. Хоть и не такой значительный, но все же плюс.Закладывая фундамент на винтовых сваях, Вам не придется думать, куда деть лишний грунт, как очистить участок6. Монтаж в любое время годаВ отличие от бетонных и железобетонных фундаментов, устройство которых в зимний период предусматривает дополнительные затраты на прогрев бетона, противоморозные добавки и т.д., монтаж винтовых свай можно производить практически при любой температуре воздуха и без дополнительных затрат. Тем более, все знают, что строительство зимой гораздо дешевле.7. Теплый пол в домеОсобенность этого фундамента такова, что между грунтом и полом дома присутствует приличная прослойка воздуха, а как известно, воздух – хороший теплоизолятор. Таким образом, если сравнивать полы по грунту, и полы «висящие в воздухе», то теплее будут вторые, при одинаковых затратах. А это уже значительный плюс в пользу винтовых свай.8. Быстрая готовностьЕсли бетонные фундаменты предусматривают затвердевание в течение 28 суток, а также время для усадки, перед тем, как начнется монтаж стен, то свайно-винтовой фундамент, готов к расчетным нагрузкам сразу после монтажа.9. Простота наращивания фундаментаВ случае, когда Вам необходимо, по каким-либо причинам, после монтажа винтовых свай, немного изменить проект дома, планировку, или просто пристроить что-либо, нарастить свайно-винтовой фундамент не составит особого труда. Что не всегда возможно сделать без значительных затрат с другими видами фундаментов.10. Несложный ремонт фундаментаОт некачественных материалов, неправильного монтажа, да и вообще неквалифицированных специалистов – не застрахован никто. Так вот, если по какой-либо причине, винтовая свая лопнет, то ее легко будет заменить, даже если дом уже будет построен. А вот если лопнет ленточный или плитный фундамент, то ремонт обойдется Вам в очень большую сумму.11. Не тянет влагу из грунтаБлагодаря тому, что связь дома с грунтом осуществляется только через металлические сваи, влага, расположенная в земле, никаким образом не сможет проникнуть ни в стены, ни в пол Вашего дома.
Вот мы и рассмотрели все основные плюсы свайно-винтовых фундаментов. Как видно, их огромное количество, большинство из которых могут стать весомым аргументом в пользу винтовых свай при выборе фундамента под дом.
Методы расчета
От чего зависит допустимая нагрузка
Свайно-винтовой фундамент для строительства
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
Полезные видео
Специфика устройства свайных фундаментов, отличие от других типов, варианты устройства: Советы специалистов по выбору и установке фундамента за одни день: Реальный пример применения свайно-винтового фундамента под частный дом, смотрим: Свайный фундамент в ряде случаев становится единственным вариантом для обеспечения надежного основания для частной постройки. Он необходим при строительстве на нестабильных, пучинистых и сильно увлажненных грунтах.
Для возведения его лучше использовать специальную технику, но при строительстве небольшого частного, например загородного дома можно обойтись и ручным трудом. Наиболее подходящие варианты – винтовые или буронабивные сваи.
Как происходит монтаж конструкций на винтовые фундаменты
Монтаж конструкций на винтовые фундаменты происходит следующим образом:
Подготовка конструкции: необходимо убедиться, что конструкция готова для монтажа на винтовой фундамент. Это означает, что все соединения должны быть подготовлены и все отверстия для крепежа должны быть пробиты.
Установка крепежных элементов: на винтовые фундаменты устанавливаются крепежные элементы, которые будут держать конструкцию. Это может быть винт, шпилька, анкерный болт и т.д. Крепежные элементы должны быть установлены на правильной глубине и должны быть закреплены на фундаменте.
Подъем конструкции: конструкцию необходимо поднять и выровнять по крепежным элементам на винтовом фундаменте. Для этого можно использовать подъемное оборудование, такое как кран или лебедка.
Закрепление конструкции: после того, как конструкция выровнена, ее необходимо закрепить на крепежных элементах. Для этого используются гайки, шайбы, сварка и т.д
Важно убедиться, что конструкция надежно закреплена на фундаменте и не будет смещаться.
Проверка качества монтажа: после установки конструкции необходимо проверить качество монтажа. Это включает в себя проверку уровня, углов и геометрии конструкции
Также необходимо убедиться, что крепежные элементы надежно закреплены на винтовом фундаменте и не будут ослабляться со временем.
С какой целью выполняется армирование ростверка свайного фундамента
Необходимость укрепить фундамент строения с помощью арматурной решетки связана со свойствами бетонного состава. Бетон восприимчив к влиянию деформации, вызывающей растяжение и изгиб. В результате таких деформационных процессов возможно разрушение основания, хотя материал способен воспринимать значительные сжимающие нагрузки.
Усиление стальной арматурой ростверка свайного основания укрепляет конструкцию, повышает ее устойчивость, а также положительно влияет на долговечность возводимого строения. Мощный каркас, забетонированный в бетонной ленте, повышает прочность основания, компенсирует различные виды нагрузок и крутящих моментов.
С целью повышения прочностных характеристик свайной основы необходимо также укрепить опорные колонны. Находящиеся внутри опор арматурные прутки объединяются с ростверковой лентой в общий силовой контур.
Укрепление ростверка свайной основы с помощью арматуры обеспечивает:
- устойчивость бетонного массива, воспринимающего реакцию сил морозного пучения;
- повышение прочностных характеристик основы, на которую действует вес здания;
- защиту основания, которое сооружено из бетона пониженной прочности.
Используя стальную арматуру для укрепления ростверковой основы можно предотвратить влияние негативных факторов.
Земельные работы: нюансы
Столбчатые сваи вбиваются на глубину 1,5 м., песчаная подушка должна соответствовать расстоянию от земли до ростверка.
После того как разметка завершена, можно приступать к земельным работам. Для начала стоит позаботиться об удалении растительного слоя с поверхности земли. Все лишние предметы должны на ней отсутствовать. Это касается камней, строительного мусора и так далее.
В том случае, если на территории произрастают деревья, придется получить соответствующее разрешение на их вырубку. В случае расположения вблизи других сооружений, нужно строго заранее оговаривать границы строительной площадки.
Далее необходимо выкопать ямы в тех местах, где будут устанавливаться столбы. Их глубина должна быть чуть больше значения промерзания грунта для здешних мест. Дополнительные сантиметры понадобятся для укладки подушки из песка.
Как правильно определить расход материалов на фундамент – готовимся к выполнению расчетов
До начала строительных мероприятий важно правильно определить потребность в стройматериалах. Это позволит спланировать объем затрат и рационально использовать имеющиеся финансовые ресурсы. Так как возведению домов предшествует строительство основы, необходимо на начальном этапе рассчитать необходимый для заливки основания объем бетонной смеси
Для того чтобы выполнить расчет фундамента, калькулятор необходим
Так как возведению домов предшествует строительство основы, необходимо на начальном этапе рассчитать необходимый для заливки основания объем бетонной смеси. Для того чтобы выполнить расчет фундамента, калькулятор необходим.
Выполнить калькуляцию можно различным образом:
- воспользовавшись готовой программой. Ускорить вычисления поможет размещенный на профессиональных сайтах калькулятор для расчета фундамента;
- выполняя расчет вручную. Несложно, используя обычный калькулятор, рассчитать количество бетона на фундамент с высокой степенью точности.
При выполнении калькулирования необходимо учитывать, что количество бетонного раствора измеряется в кубических метрах, а не в литрах или тоннах. Учитывая это, в процессе вычислений получим объем бетонного состава, а не вес. До начала расчетов следует определиться с типом и конструкцией основания.
Для этого необходимо выполнить ряд мероприятий:
- провести геодезические изыскания. Они помогают определить уровень расположения грунтовых вод, характеристики почвы и глубину промерзания;
- определить действующие на основу нагрузки. Поможет правильно и быстро рассчитать фундамент под дом калькулятор, размещенный на сайте.
Расчет фундамента на примере бани 6×4 метра
Произведя расчет количества бетона для фундамента, калькулятор учтет следующие данные:
- тип сооружаемого основания. Профессиональная программа позволяет рассчитать ленточную основу, плитное основание и столбчатую конструкцию;
- конструкцию фундаментной базы и ее размеры. Конфигурация и габариты зависят от особенностей здания, действующих нагрузок и характеристик почвы;
- марку применяемого для заливки бетонного раствора. Она выбирается в зависимости от уровня механических нагрузок;
- уровень промерзания почвы. Он определяется с учетом территориального расположения объекта строительства.
От полноты введенных данных зависит правильность подсчета раствора, а также расхода материалов.
Как рассчитать материалы на фундамент столбчатого типа
При строительстве столбчатой основы необходимо правильно выполнить расчет фундамента для дома.
Калькулятор, выполняющий расчет онлайн, обрабатывает следующие данные:
- количество опорных колонн;
- диаметр и высоту свай;
- размеры находящейся в грунте расширенной части опоры;
- габариты ростверка;
- конфигурацию ростверковой конструкции;
- марку используемой бетонной смеси.
Используя имеющуюся информацию о конструктивных особенностях и размерах свайного основания можно произвести вычисления в ручном режиме. Для этого необходимо определить объем одной опоры и умножить полученное значение на общее количество свай. Объем ростверка рассчитывается аналогично ленточной основе. Сложив объем опор с объемом ростверка, получим общий объем свайной конструкции. Теперь рассчитать количество бетона не составляет труда.
Калькулятор бетона на фундамент в виде монолитной плиты
Расчет материалов для плитного фундамента
Планируя забетонировать монолитную плиту, застройщики сталкиваются с проблемой, как рассчитать количество бетона на фундамент.
Калькулятор позволяет быстро определить расход бетонной смеси после введения в соответствующие графы программы следующих параметров:
- длины плитной основы;
- ширины фундаментной плиты;
- высоты железобетонной базы.
Выполняя вычисления вручную, можно пренебречь объемом, который занимает арматурный каркас. Необходимо просто перемножить размеры конструкции и получить ее объем, который примерно соответствует потребности в бетонном составе. Для получения точных значений необходимо использовать программные методы.
Ленточный фундамент.
Объем ленточного фундамента можно вычислить намного легче других, для этого нам нужно знать суммарную длину, высоту и ширину. Площадь опоры, влияет на ширину вычисленную в начале, но средняя ширина такого типа фундамента составляет около 40 сантиметров. Высоту так же возьмем из предыдущих расчетов, берем значение в 1,5 метра. Общую длина ленты вычисляем также как и периметр.
Для здания, имеющего размер 5 на 8 метра и имеющего одну стену длинной 5 метров, периметр равен 5+(8+5)*2=45 метра.
Особенности свайного фундамента
Виды винтовых свай
Рационально использовать свайно-винтовые фундаменты для малоэтажного строительства, при реконструкции зданий, когда необходимо исключить вибрационное воздействие, для легких построек и сооружений, а также при работе в ослабленных, обводненных и просадочных грунтах.
Широколопастные сваи
Классификация завинчиваемых свайных столбов представлена следующими разновидностями:
- Широколопастные – конструктивно представляют собой соединение ствола со шнековым лопастным наконечником. Дополнительно делятся на:
- Однолопастные – рекомендуется использовать для легких построек или под ненесущие стены;
- Многолопастные – с двумя или более лопастями, равномерно расположенными по телу ствола. Также существует вариация со шнеком постоянного сечения, расположенным по всей длине сваи.
- Узколопастные – ствол с отлитым многовитковым наконечником, соединенные с помощью сварочного шва. Наконечники бывают двух видов:
- Конусовидный наконечник – с двумя и более витками;
- Цилиндрический наконечник – обрез сваи в виде прямой фаски или в виде зубчатого фрезера.
Существует подвид винтовых свай, принципиально отличающийся от классических – это ступенчатые конусовидные сваи, диаметр которых скачкообразно уменьшается по мере приближения к наконечнику. Они также оборудованы шнеком, но из-за наличия порогов в местах изменения диаметра, обладают повышенной несущей способностью. Часто их изготавливают из высокопрочного металла и оцинковывают горячим способом, что обеспечивает усиленную защиту от коррозии.
Расчет несущей способности
Нормативные документы, а именно СНиП 1.04.05-93, предлагают два метода расчета предела прочности свай. В индивидуальном жилищном строительстве обычно используются винтовые свайные столбы диаметром до одного метра и длиной до 10 метров. Их несущая способность рассчитывается в следующей последовательности:
Расчет ведется по формуле:
Свайное поле
где kc – множитель условий работы, который зависит от разновидности нагрузки, действующей на сваю, типа грунта и определяется по Таблице № 8 вышеуказанного СНиП;
t1, t2 – коэффициенты, которые принимаются по Таблице № 9 и зависят от показателя внутреннего трения грунта под рабочей зоной сваи;
y1 – Удельное значение глинистых или характеристика линейности песчаных грунтов;
k1 – среднее значение удельного веса грунтов, расположенных в слоях выше лопасти сваи;
h1 – глубина заложения свайной колонны, отсчитываемая от верхней отметки начала бурения;
B – площадь лопасти, величина, зависящая от типа нагрузки – при работе на сжатие (работа в фундаменте), считается по внешнему диаметру лопасти, при выдергивающем воздействии (например, работа в качестве ригеля на склоне) считается за вычетом площади ствола;
ji – усредненное значение сопротивления грунта, принимаемое по Таблице № 2;
p – периметр стволовой части;
hs – длина сваи, без учета непогруженной в грунт части;
ds – диаметр лопасти шнека.
- Результаты геологических исследований, которые покажут состав грунтов, позволят выбрать соответствующие значения коэффициентов из таблиц СНиПа;
- По схеме, указанной в СНиП 22.31.14-95 рассчитывается масса здания с учетом временных нагрузок, затем определяется нагрузка на 1 м периметра, что позволяет посчитать нагрузку на одну сваю при определенном шаге свай.
Минимальная глубина погружения винтовых свай должна начинаться от двух метров. Дальнейшие расчеты связаны с проектированием свайного поля и особенностями размещения и компоновки свайных колонн в периметре здания.
Проектирование свайного поля
Свайное поле
Особенности расположения свай связаны с тем, что в отличие от ленточных фундаментов, свайные опираются на боковые стенки скважины. Поэтому, минимальное расстояние между сваями должно равняться не менее двум-трем диаметрам сваи.
В случае с завинчиваемыми свайными стержнями, диаметр принимается по самой широкой части – шнеку. Если нагрузка предполагает устройство минимального шага свай менее рекомендуемого, следует увеличить несущую способность сваи путем увеличения длины стойки или диаметра поперечного сечения.
Поскольку обычно ростверк на свайно-винтовых фундаментах располагается над землей, максимальный шаг колонн не должен превышать двух метров. Это предотвратит прогиб балок в местах приложения наивысшей нагрузки – обычно, в центре участка. Располагать сваи можно в произвольном порядке с учетом этих двух предельных значений. Следует обязательно устанавливать сваи в угловых точках периметра. Расчет свай ведется под несущие стены –для ненесущих стен и перегородок можно увеличивать шаг колонн или брать сваи меньшей прочности.
Внешние нагрузки на свайно-винтовой фундамент
Очень важно точно определить максимальную нагрузку, приходящуюся на фундамент. Она зависит от:
- класса ответственности строения;
- этажности дома;
- размещения внутренних стен;
- стройматериалов, которые используются для возведения стен, перекрытий и крыши.
Исходя из этого рассчитывают вес строящегося дома.
Нагрузки, которые действуют на основание, делятся на постоянные и временные. Постоянные – это масса постройки и давление массива почвы. Периодические бывают:
- кратковременными – нагрузки от снега и ветра;
- длительными – вес обстановки дома и его жителей;
- специального типа – сейсмонагрузки и потенциальное влияние на свайное основание взрывной волны.
Необычное здание на свайном фундаменте с неравномерным распределением нагрузки.
Алгоритм проектных работ
Используя СНиП 2.02.3.87, проектирование свайно-винтового фундамента выполняют следующим образом:
Анализируют и оценивают информацию геологического плана, собранную на стройплощадке. На основании ее определяется глубина погружения свайных изделий и несущие свойства почвенных слоев – максимальная нагрузка извне, которую выдерживает участок почвы заданной площади. На это свойство влияет плотность почвенных слоев и их насыщенность влагой
Очень важно разделять несущие характеристики грунта и несущие характеристики основания: они могут существенно различаться, что требует сопоставления этих величин. Определяют вид и размеры свай, используемых для возведения основания
Определяют вид и размеры свай, используемых для возведения основания.
Рассчитывают несущие свойства свай любого типа в заданных природных условиях. После проведения теоретических расчетов, где учитывают несущие возможности почвы и все типы постоянных и краткосрочных нагрузок на фундамент, все результаты проверяют на практике, используя методы статического зондирования или динамической нагрузки.
Рассчитывают необходимое количество свай
Оно зависит от массы строения и несущих особенностей почвы. Сваи обязательно устанавливают в углах сооружения, в местах схождения всех внутренних стеновых стыков и равномерно распределяют по периметру внешних стен дома через каждые пару метров.
Сопоставляют практическое давление на одну сваю со стандартными показателями.
Делают чертеж свайного поля для конкретного строения.
После оценки местности и прочих условий создается чертеж будущего здания.
