Через сколько вкручивать винтовые сваи для фундамента

Шаг винтовых свай – оптимальное расстояние, размещение в плане, расчет

От шага установки винтовых свай зависит, насколько надежным будет фундамент дома. Вес строения переносится на опоры, посредством которых нагрузки передаются на грунт, поэтому правильным считается предположение о том, что чем больше винтовых свай будет располагаться под домом, тем меньшее давление они будут оказывать на грунтовое основание. Таким образом, можно сделать вывод, что шаг между фундаментными опорами напрямую зависит от общей массы здания, включающей полезные и временные нагрузки.

Оптимальное расстояние между сваями

Винтовые металлические опоры для каркасного или брусового дома устанавливают с шагом не более трех метров. Но нередко его уменьшают до 1-1,2 метра. Данный параметр зависит от суммарной величины нагрузок и свойств грунта. Узнать более точное расстояние помогает расчет, который допускается не выполнять для временных и неответственных строений.

Сваи устанавливают равномерно по длине стены, обязательно – по внутренним или внешним углам, в местах сопряжения несущих стен и расположения ответственных узлов, а также под столбами каркасного строения.

Определяя шаг винтовых опор, следует учитывать длину ростверковых балок, так как обоими концами они должны опираться на оголовок ввинченной трубы. Это касается как каркасного, так и брусового дома. Но в случае устройства бетонного ростверка данный фактор во внимание не принимается.

Если в качестве основания дома предусматривается выполнение плитного фундамента, то местоположение винтовых свай определяется проектной документацией. Такая конструкция предполагает чуть более сложный расчет, но принцип остается все тот же – опоры размещаются под несущими стенами или колоннами каркасного дома.

Размещение винтовых свай в плане

Целостность дома помогут сохранить правильно расставленные опоры. С их помощью нагрузка равномерно будет распределяться под площадью застройки, в связи с чем удастся избежать нежелательных просадок. Дом со сложными контурами в плане требуют особого внимания, особенно углы и места сопряжения стен. Установка под ними винтовых свай является обязательной.

Схемы размещения свай зависят от конструктивных особенностей дома. Существует четыре типа их расположения в плане:

• одиночное – под вертикальными стойками каркасного дома, в угловых точках, под несущими стенами (равноудалено с шагом не более 3 метров);
• ленточное – под несущими стенами, но, в отличие от одиночных винтовых свай, с укороченным шагом, доходящим нередко до 0,5м. Расположение опор в виде ленты позволяет фундаменту принимать и распределять более существенные нагрузки;
• кустовое – под тяжелыми одиночными или групповыми конструкциями, а также под массивным оборудованием. Шаг, в этом случае, значения не имеет, так как винтовые сваи в месте установки могут размещаться слишком близко в хаотичном порядке. Главное условие – они должны присутствовать по всему периметру и площади плитного ростверка небольших размеров, требующегося для монтажа, к примеру, тяжелой несущей колонны каркасного здания;
• сплошное, называемое свайным полем. Опоры заполняют всю площадь под фундаментной плитой с шагом около одного метра. Такое размещение винтовых свай в плане практикуется при проектировании тяжело нагруженных объектов или при строительстве на грунтах со слишком слабой несущей способностью.

Для частных домов и небольших строений используются, как правило, первые два типа расположения винтовых свай.

Особенности расчета

Определяясь с шагом винтовых свай, следует соблюдать разумные доводы. Слишком большое расстояние между опорами приведет к просадке дома, а маленькое – к перерасходу материальных средств. В связи с этим, специалисты рекомендуют выполнять расчет, учитывающий:

• фактическую массу надземных конструкций и отделочных материалов;
• примерный вес мебели и оборудования, включая коммуникационные системы;
• снеговые и ветровые нагрузки;
• несущую способность грунта (точное значение принимается по расчету);
• технические характеристики винтовых свай;
• коэффициент запаса.

Полезная нагрузка при расчете шага установки свай определяется по соответствующим СНиП или техническим условиям. К примеру, для одноэтажного жилого дома она составляет около 150кг, приходящихся на квадратный метр площади. Показатели снеговых и ветровых нагрузок принимаются по справочникам, в зависимости от региона строительства объекта. А коэффициент запаса, как правило, составляет 1,1-1,25.

Несущая способность свай прямо пропорциональна диаметру металлической трубы, числу, форме и размеру лопастей.

Сам расчет требуемого для фундамента количества винтовых опор достаточно прост. Их число и линейные размеры несущих стен в плане оказывают влияние на шаг установки свай. Суммарная нагрузка делится на несущую способность одной металлической опоры. В результате получается требуемое число свай, которые с равным шагом распределяются по периметру ограждающих конструкций дома.

Другой вариант расчета сводится к определению усилий, воздействующих на один погонный метр ростверка. Для этого общая нагрузка делится на длину всех несущих стен, после чего полученный результат еще раз делится на несущую способность выбранных винтовых свай. В итоге получается число опор, требуемых для поддержания одного метра обвязки, находящейся под нагрузкой. Дальнейший расчет сводится к тому, чтобы узнать, с каким шагом следует устанавливать сваи, чтобы фундамент смог выдержать расчетные усилия. Такой способ предназначается для массивных строений.

Несущая способность металлических винтовых свай указывается производителем в технической документации. С приблизительными параметрами можно ознакомиться по таблице.

Следующим после расчета этапом является схематичная расстановка винтовых свай в плане фундамента. Как отмечалось ранее, они в обязательном порядке должны присутствовать в углах, под колоннами и в местах сопряжения несущих стен. Остальные сваи распределяются равномерно между основными опорами. Таким образом выясняется точный шаг между винтовыми сваями.

Наглядные вычисления

Для примера можно взять расчет одноэтажного дома из бруса размером 6*6 метров. Объем древесины вычисляется в зависимости от толщины стен и высоты строения, с учетом крыши. Допустим, что он составляет 20 тыс. кубометров. Число умножаем на вес одного куба древесины (в нашем случае – 800кг). В итоге получаем общую нагрузку 16 тонн. Сюда прибавляем вес кровельных и отделочных материалов (допустим, 2 тонны).

• полезную нагрузку – 36м2*150кг/м2, что составляет 5,4 тонны;
• снеговую нагрузку – 36м2*120кг/м2, что составляет 4,32 тонны.

После суммирования получаем цифру – 27,72 тонны, которую умножаем на коэффициент запаса – 1,1. В результате, при расчете количества винтовых свай используем показатель нагрузки – 27,72*1,1=30,492т. Приняв за основу сваи диаметром 89мм с расчетной нагрузкой 2 тонны, получаем минимальное число свай – 30,492/2=16 штук, которые равномерно распределяем по внешнему периметру дома. Дополнительные опоры могут устанавливаться, к примеру, для половых лаг.

Для двухэтажного дома полезная нагрузка увеличивается вдвое.

Приведенный расчет не является точным. В каждом конкретном случае возникают дополнительные усилия, появляются внутренние несущие конструкции, столбы, оборудование и т.д. Нередко отделочные материалы значительно увеличивают массу дома. Все нюансы должны учитываться в индивидуальном проекте, устанавливающем шаг фундаментных опор.

Источник

Пошаговая инструкция по технологии как закрутить винтовые сваи фундамента

Если строительство дома производится на участке земли, имеющем сложный ландшафт, проблемные грунты, либо вблизи него расположены подземные коммуникации, фундаментное основание здания делается из закручивающихся винтовых сваях. Используются такая технология фундамента, когда владельцу построенного дома захотелось добавить к нему пристройку. Свайно-винтовые основания очень распространены при строительстве загородных домов.

Способы установки винтовых свай

Существует два основных способа монтажа свайно-винтового фундамента. Это:

На выбор способа установки свай под фундамент влияет несколько важных факторов, если не считаться с ними, то основание постройки будет ненадежным. Перед монтажом необходимо учесть:

• Характеристику грунта – параметры его плотности и каменистости.
• На каком расстоянии от поверхности земли залегают грунтовые воды.
• На каком расстоянии от участка находятся коммуникационные магистрали.
• Количество и время эксплуатации сооружений, расположенных поблизости.
• Пожелания будущих владельцев дома.

Ручная установка свайно-винтового основания

Установка винтовых свай вручную необходима тогда, когда специальная техника не может подъехать на место строительства. Кроме того, техника не используется при малом объеме работ, например, если необходимо закрутить не более 10 винтовых свай, имеющих небольшой диаметр. В этом случае применение техники увеличит материальные расходы. Также не разрешается использование техники для завинчивания свай при соблюдении режима «тишины» и заповедных зонах.

Плюсы ручной закрутки винтовых свай

Ручной способ закрутки винтовых свай имеет большое достоинство: относительную дешевизну работ, поскольку не тратятся денежные средства на аренду техники. Монтаж фундамента производит бригада из трех физически сильных мужчин, которые используют простые приспособления: лопаты, кувалды и уровень, рычажные ключи либо трубы, которые помогут заворачивать стержни.

Минусы ручной установки винтовых свай

К недостаткам ручной установки винтовых свай относятся:

• Опоры могут быть критически отклонены от вертикальной плоскости.
• Винтовые сваи могут быть закручены не до конца, поскольку для этого может не хватить человеческих физических сил. В этом случае глубина фундамента не будет иметь необходимую величину.
• Фундамент строения обустраивается на небольшой территории.
• Используются сваи с максимальным диаметром 108 мм.

Этап ручной закрутки винтовых свай своими руками

Во время ручного закручивания винтовых свай своими руками, используют специальный бур, просверливаются отверстия, у которых должен быть нужный диаметр. Лунки делают с помощью обычной лопаты. В них вставляются сваи. Затем необходимо замерить правильное вертикальное положение и начинать закручивать, пока свая не достигнет отмеченного уровня.

Чтобы закрутить сваю, необходим металлический стержень или лом. Он вставляется в технологическое отверстие несущего элемента, а затем на него надевается усиленная труба. Эта конструкция затем вращается по часовой стрелке до тех пор, пока свая не окажется на нужном уровне. Вращают два человека, а третий с уровнем в руке проводит постоянный контроль вертикальности.

После установления всех элементов они выравниваются по высоте. Лишнее, все, что выступает над отметкой, которая определяется с помощью оптического дальномера или простой проволоки, обрезается. Для придания большей надежности фундаменту будущего дома производят его усиление – заливают бетонный раствор. Когда раствор застынет, привариваются оголовники. Каждый шов от сварочного аппарата необходимо обработать средством против коррозии.

На установку винтового фундамента вручную уходит не очень много времени – каждая свая вкручивается максимум полчаса. Опоры заглубляются минимум на полтора метра, поскольку в противном случае они будут стоять непрочно при замерзании или оттаивании грунта.

Машинное закручивание винтовых свай основания

Если ручной монтаж будущего фундамента дома нецелесообразен, владелец решает воспользоваться специальной техникой, с помощью которой можно закручивать винтовые сваи. Эта техника является бурильной установкой, имеющей вращательный момент 2000-4000 ньютонов. В этом случае опорные сваи заворачиваются даже в достаточно плотный грунт без камней и валунов.

При помощи бурильной установки опоры максимально углублены в грунт. Кроме того, работы выполняются очень быстро. Гарантируется расположение свай в строго вертикальной плоскости. Специальное оборудование используется для закручивания винтовых свай с большим диаметром, а также, в случаях закручивания большого количества свай.

Установка позволяет производить монтаж фундамента в ограниченном пространстве в случаях, когда ручной способ невозможен, поскольку штанги очень велики и не хватает угла прокрутки. В любом случае сваи устанавливаются на необходимую глубину. Если в этом возникает необходимость, устанавливается ростверк на винтовые сваи.

Этапы закручивания винтовых свай с помощью машины

Во время механического закручивание винтовых свай используют технику , экскаватор или грузовик, оснащенную гидровращателями для свай большого диаметра. Для монтажа средних и малых опор используется сваекрут.

Винтовая опора погружается в почву с помощью гидравлических двигателей, мощность которых различна. При этом способе установки сваи устанавливаются на необходимую глубину, поскольку делается это под контролем специальных центрователей или бортовых компьютеров, которые отвечают за правильность угла наклона и перпендикулярный вход сваи в грунт.

Свая устанавливается на специальное посадочное место на оборудовании, обеспечивается ее фиксация. Техника ставит сваю в намеченную точку и производит ее заглубление на требуемый уровень. Затем держатели снимаются с конуса винта и производится его окончательная обработка:

• Заливка бетонным раствором.
• Приварка оголовников.
• Обработка сварных швов.

Каждый этап должен проводиться правильно, поскольку это влияет на готовое основание здания.

Технология погружения винтовых свай под фундамент

Согласно технологии монтажа винтового фундамента необходимы подготовительные работы с проведением анализа почвы на участке. Параметры и количество опор подбираются после проведения анализа. Размеряется площадка под строительство, на которой отмечаются места планируемого погружения. Перед началом работ производится обработка винтовых свай с помощью антикоррозийного состава или грунтовки, отмечается, на какую глубину они должны быть погружены.

Не стоит забывать о том, что монтаж основания здания начинается с угловой вехи, которая расположена наверху рельефа. А только потом производится монтаж остальных опор.

На каких грунтах можно устанавливать винтовые сваи под фундамент?

Винтовые сваи необходимо погружать достаточно глубоко, поскольку только так исключается возможность его разрушения при вертикальных нагрузках пучения почвы из-за морозов. При этом останутся только боковые воздействия, но, поскольку при этом создается малая контактируемая площадь, эти воздействия не оказывают решающее воздействие на сваи.

По этой причине определяя пригодность грунта, до того, как приступить к закладке фундамента здания, нужно рассмотреть его механические свойства. Свайно-винтовой фундамент рекомендуется использовать на следующих грунтах:

Категорически запрещается использовать этот вид фундамента для строительства зданий на скальных, скально-обломочных грунтах, торфяниках, рыхлых посадочных грунтах.

Особую осторожность стоит соблюдать при установке данного фундамента на сильно обводненных грунтах, на которых грунтовые воды имеют различные уровни, зависящие от сезонов года. Если необходимо построить здание на подобном участке земли, перед строительством нужно провести пробное бурение, а глубина погружения свай должна быть максимальной.

Как установить винтовые сваи под фундамент

При установке свайно-винтового фундамента самостоятельно следует выполнять работы, согласно пошаговой инструкции:

• Проведение подготовительных работ.
• Разметки земельного участка.
• Проверки параллельности линий с соответствием их прямым углам.

• Погружаются угловые стволы.
• Устанавливаются промежуточные опоры.
• Обрезаются стволы таким образом, чтобы получилась ровная горизонтальная плоскость из поверхностей свай.
• Внутренние полости опор бетонируются для того, чтобы усилить их прочность.
• Проведение монтажа оголовков, устанавливаемых на верхний торец. Оголовки после приваривания служат для крепления ростверка. В местах сварки и на участках, на которых повреждено защитное покрытие, выполняют покраску специальными составами.

Не стоит забывать о том, что, проводя разметку, необходимо учитывать оси стен, а не границы периметра здания, чтобы стены не свисали с оголовков, а стояли на них.

Расчет количества необходимых материалов

Рассчитывают нужное число свай в двух направлениях:

• Учитывая линии максимальной нагрузки.
• Учитывая несущие способности опор.

1. Сначала подсчитывается количество опор по линиям, где будут расположены наружные и внутренние несущие стены здания. Сваи должны быть расположены на расстоянии не более 2-3 метров друг от друга. Расстояние между ними учитывается, исходя из тяжести будущего здания – чем оно тяжелее, тем меньше расстояние между опорами.
2. Проверяется полученное количество свай. Для этого вес будущего здания, в том числе и расчетные дополнительные нагрузки, делится на допустимую нагрузку на одну опору. Должно получиться число, которое меньше числа, найденного на первом этапе. При большем значении необходимо добавить опор по линиям наибольшей нагрузки.

Используя онлайн-калькулятор, легко сделать правильные расчеты.

Разметка мест установки свай

Чтобы правильно разместить точки для свай, нужно иметь перед собой план первого этажа будущего здания. Вначале необходимо отметить точки по углам, в местах примыкания внутренних и наружных несущих стен. Потом следует равномерно распределить оставшиеся опоры. При возникновении больших промежутков между ними устанавливаются промежуточные сваи, которые поддерживают балки перекрытия.

Недопустимо, чтобы между сваями было расстояние свыше 6 метров.

Определение глубины погружения опор

Сделав анализ грунта и ознакомившись с его составом, можно приступить к определению глубины погружения свай. При этом также учитывается, на какую глубину в зимнее время года промерзает грунт в данном регионе. Специалисты советуют устанавливать опоры не выше уровня промерзания грунта при строительстве жилого дома.

Если возводятся вспомогательные постройки (беседка, забор, сарай и другие), опоры погружаются минимум на полтора метра. При строительстве жилых домов сваи погружают на глубину, равной высоте здания.

Зная предельное сопротивление грунта, важно не превысить допустимые пределы, которые устанавливает завод-изготовитель. Если не придерживаться советов специалистов, сваи могут сломаться.

Как сваи погружаются в грунт

Опоры погружаются в грунт одним из двух способов:

1. Ручным — если опоры тонкие, а также, если строятся неответственные вспомогательные сооружения.
2. Механическим, который однозначно используется для строительства жилых зданий. Для этого нужна специальная строительная техника, поскольку невозможно качественно завинчивать ручным способом опоры, имеющие диаметр 108 мм.

Ввинчивание свай с использованием техники позволит сделать это качественно, при чем, соблюдается вертикаль и заданная величина усилия.

Не стоит верить рекламным трюкам, в которых говорится о возможности построить жилой дом без использования строительных машин или мини-экскаватора, на котором установлен навесной сваезаворачиватель. Такая техника погружает сваи, имеющие диаметр до 159 мм на глубину 12 метров. Ручное ввинчивание чревато разными нарушениями, ведущими к неустойчивости и подвижности фундамента дома.

Горизонтальное выравнивание

После погружения винтовые сваи выравниваются по горизонтали. Это можно сделать с помощью лазерного строительного уровня, который устанавливают на необходимой высоте от поверхности земли. Эта отметка позволяет ровно подрезать все опоры. Коротковатые сваи наращиваются до нужного уровня (производят приварку к подрезанной опоре дополнительной трубы).

Места сварки и оголенные участки свай подкрашиваются, для чего используется защитная полимерная влагонепроницаемая краска или битумная мастика.

Процесс заливки внутренних полостей свай раствором бетона

Для усиления механической жесткости, недопущения коррозии и придания большей прочности, внутренняя полость опоры заливается бетонным раствором. При этом увеличивается несущая способность сваи в три раза, усиливается прочность основания здания, что необходимо для того, чтобы дом был более устойчив. Заливают внутренние полости свай на уровне менее высоты подрезки. За несколько часов бетон немного проседает, по этой причине сверху его насыпается сухой песчано-цементный раствор, впитывающий воду и образовывающий пробку, которая запечатывает сваю перед тем, как к ней приваривается оголовок.

Проведение контроля качества монтажа свай

По окончании поэтапной установки винтовых свай производится контроль качества выполненной работы: испытывается устойчивость свай к давлению и выдергиванию.

Контроль производится, спустя несколько суток после монтажа (2-10 суток). При этом на сваи оказываются расчетные нагрузки. Грузом может быть муфта, лебедка или гидравлический домкрат. При установке ростверка основу дорабатывают, следуя технологическим правилам.

Источник