Проект свайно винтового фундамента

Фундамент на металлических винтовых сваях: надежность конструкции, схема проекта

Люди, планирующие строительство своего будущего дома, должны быть готовы к определённым сложностям процесса возведения конструкций с первых этапов их монтажа. Прежде всего, это выбор строительных материалов, тип будущего фундамента, а также подготовка земельного участка под планируемую застройку.

Особое внимание уделяется фундаменту: его качеству, сроку службы (долговечности), трудозатратности и материалоёмкости, при умеренной, но оптимальной себестоимости. В данной публикации будет рассмотрен свайно-винтовой фундамент, который обладает множеством положительных качеств, таких как:

• Надежность;
• Дешевизна;
• Доступность;
• Простота и быстрота возведения.

Что собой представляет основание на винтовых сваях?

Свайно-винтовой фундамент появился давно. Изначально, он использовался военными, для быстрого возведения различных сооружений соответствующего назначения.

Поэтому и разработкой фундамент на винтовых сваях, занимались военные инженеры, которые ставили своей целью, создать такое основание, которое обладало бы уникальными возможностями, в быстроте возведения и надежности.

Со временем, данные разработки стали широко использоваться в промышленном и гражданском строительстве. Как ни странно, но в нашей стране, использование свайно-винтового фундамента началось на севере, а только потом распространилось на остальные регионы.

В отличие от ленточного или монолитного основания, свайная конструкция отличается тем, что проект под нее можно делать для участков, которые имеют сложную поверхность, например, сплошной склон либо значительные неровности, выравнивание которых займет много времени и денег. Благодаря такому фундаменту можно сохранить первозданность земельного участка, если он расположен в живописном месте.

Свайно-винтовая конструкция представляет собой комплект обсаженных на конус пустотелых металлических труб. Погружаемые в грунт заострённые части элементов, имеют шнековые спирали или винтовые резьбы (поэтому их ещё называют геошурупами). На противоположные концы навариваются плиты, служащие привалочными плоскостями для создания ростверка.

Так как все элементы конструкции делаются из стали, то находясь в земле, под воздействием влаги и других неблагоприятных факторов, они могут подвергаться разрушению.

Основание в разрезе почвы на сваях винтового типа

Чтобы обезопасить опору здания от нежелательных процессов, поверхность свай покрывается цинком либо другим инертным металлом, стойким к коррозии. Некоторые специалисты рекомендуют также обрабатывать сваи и другими возможными способами, дабы увеличить их живучесть.

Например, основная масса производителей винтовых опор, устанавливает для своей продукции срок службы более 30 лет. На практике же период эффективной эксплуатации достигает не менее 50 лет. Связано это с тем, что качественные сваи, которые изготовлены по технологии, имеют большой запас прочности. А в случае покрытия поверхностей изделий горячим цинком по стандарту DIN EN ISO 1461, срок использования винтовых фундаментов гарантируется до 120 лет.

Говоря о сроке службы, не стоит забывать и о глубине погружения свай. По общим правилам, забуривание осуществляется ниже уровня промерзания грунта.

Это вызвано тем, что грунт, который не промерзает, обладает отличной несущей способностью, и не подвержен различным сезонным движениям. Тот слой, который промерзает, имеет свойство раздуваться, вспучиваться при замерзании и оседать при оттаивании. К примеру, мелкозаглубленный ленточный фундамент не сможет выдержать подобных температурных колебаний и начнет трескаться.

Сами по себе сваи имеют различную длину и диаметр. Если с длиной все понятно, то насчет диаметра лучше рассказать более подробно. Здания имеют различную массу, и конструкцию. Поэтому сваи и выпускаются разного диаметра. Чем больше диаметр, тем лучшие несущие свойства у свай.

Главным недостатком металлических свай, которые производятся в нашей стране, является то, что они не могут использоваться под мощные и тяжелые конструкции – каменный дворец на них не поставишь. Лучше всего их применять под дачные дома, бани, веранды, различные пристройки, то есть строения из дерева, каркасные конструкции.

Разобравшись, что собой представляет подобное основание, можно переходить к его установке.

Проект по установке фундамента на сваях винтового типа

Любые работы, по сооружению свайно-винтового фундамента, начинаются с проекта. Из этого следует что, прежде всего, необходимо сделать проект конструкции самого дома. Здесь важно четко представлять, где будут располагаться несущие стены и внутренние перегородки всех элементов здания.

Когда проект дома готов, можно приступать к разработке проекта расположения свай под строение. Важно понимать, что схема опор будет зависеть от общего проекта здания, где четко будут указаны размеры стен, места их пересечения и другие особенности конструкции.

Имея на руках четкий план будущей постройки, с её привязкой на местности, необходимо выполнить исследование свойств почвы. Не стоит экономить на решении этого вопроса, поскольку от правильного изучения грунта, будет зависеть срок службы фундамента. Если это делать самостоятельно, то придется выкопать контрольную яму глубиной 2-2.5 метра, и внимательно обследовать физические характеристики породы на дне и стенках котлована.

Однако для того, кто к строительству не имеет никакого отношения, такая диагностика может оказаться проблематичной, поскольку у него отсутствуют специальные знания и опыт. Лучше всего заказать услуги профессионалов, которые занимаются подобными вопросами давно, имея соответствующие документы. Они дадут специальное заключение, в котором будут указаны особенности грунта на земельном участке, а также на какую глубину он промерзает.

Имея на руках изыскательское заключение, оформленное надлежащим образом, можно идти в компанию по производству свай, и выбрать сваи не только нужной длины, но и качества.

После того как условия почвы изучены, проект дома и схема будущего расположения свай готовы, можно приступать к строительству самого фундамента.

Особенности сваевинтового основания

Первой особенностью, на которую необходимо обратить внимание — проект. Винтовой фундамент не любит просчетов.

По общим правилам сваи обязательно должны располагаться в точках сосредоточения нагрузок (углы дома, перекрестия стен, места концентрации напряжений), а расстояния между ними не должны превышать 3 метра (в среднем 2 метра). Шаг опор напрямую зависит от тяжести конструкции и несущей способности грунта.

Следующая особенность, это подготовка участка под их установку. Как было указано, его не нужно выравнивать, но на нем нужно произвести изыскательские работы по выявлению состава грунта и степени его пучинистости. Без этого невозможно будет определить длину свай и глубину их забуривания.

Следующая особенность свайно-винтового фундамента – это срок службы свай. Он напрямую будет зависеть от качества материала. Для того чтобы купить сваи надлежащего качества, лучше всего придерживаться некоторых рекомендаций. Прежде всего, не нужно обращаться в те компании, которые продают купленные сваи. На качество такого материала нельзя рассчитывать, поскольку на него вряд ли имеются гарантии.

Лучше обратиться непосредственно к производителям. Уважающие себя компании, имеют не только отдел ОТК, но и свои специалистов которые производят изыскательные работы, проводят тестирование своей продукции, и занимаются их разработками. Только у таких производителей можно купить качественные сваи, которые прослужат долгий срок, обычно превышающий гарантийный период.

Последний момент, на который нужно обратить внимание – это создание ростверка.

Ростверк

Как было рассказано выше, винтовые сваи не составляют ленточное или монолитное основание, поэтому перед началом строительства дома, сваи необходимо соединить (обвязать) между собой специальным поясом ростверком.

Для этого, на каждую сваю наваривается специальная плита (площадка), которая будет служить опорой под будущий ростверк. Сам ростверк представляет конструкцию в виде жесткого каркаса (пояса), который соединяет между собой все сваи в единую раму.

Плита, наваренная на сваю, служит основанием для закрепления на ней специального приспособления, на которое будут крепиться деревянные лаги, если дом будет сделан из дерева или заливаться бетон. Из этого можно сделать вывод, что плита является одним из главных элементов сваи.

Ростверк основания из свай винтового типа

Для того чтобы создать качественный ростверк, понадобится сварочный аппарат и качественный бетон, если не планируется использовать древесину. Все металлические и деревянные материалы, в обязательном порядке необходимо обрабатывать защитными составами: антикоррозийными – стальные, огнебиозащитными – деревянные элементы.

Когда ростверк будет создан, на нем прекрасно разместится как несущая конструкция всего дома, так и настил пола. Главное не забывать о необходимости тщательно теплоизолировать внешние поверхности здания специальными материалами не только фасады, но и полы. Это вызвано тем, что благодаря сваям сама постройка находится на возвышении, поэтому холодные массы воздуха могут гулять под ней свободно, выдувая драгоценное тепло.

Правильно собранная конструкция фундамента, сделанная из свай, является надежной и долговечной, так как каждый опорный элемент вбуривается, на глубину ниже уровня промерзания почвы, достигая плотных несущих оснований. Единственным ограничением, к применению подобных технологий, служат скальные и каменистые грунты. Во всех остальных случаях, свайно-винтового фундамент – это идеальный выход и экономия средств. Данный фундамент просто незаменим на тех участках, которые подвергаются сезонному подтоплению либо располагаются на болотистых местностях.

Источник

Инструкция по расчету количества свай для свайно-винтового фундамента

Как правило, специалисты начинают проектирование свайно-винтового фундамента из расчета количества свай, выбора их параметров и размещения на схеме с наружной и внутренней стороны дома. Также для гарантии качественной работы необходимо тщательно размерить расстояние между сваями. Весь этот процесс можно выполнить самостоятельно, тем более что существует упрощенный расчет основы с применением свай.

Способы расчета

Основными элементами данного типа основы являются винтовые сваи из металла, длина и диаметр которых могут отличаться в зависимости от технологических требований и предполагаемой нагрузки, которую они должны будут выдержать. В специализированных компаниях и проектных бюро можно заказать профессиональный сложный расчет свайно-винтовой основы, в который будут внесены различные параметры и особенности конструкции, а также учтена несущая способность почвы на участке, отведенном под постройку будущего дома. Мы же предлагаем воспользоваться упрощенным вариантом и провести расчет винтовых свай, опираясь на практический опыт устройства подобных сооружений.

Варианты ростверков для винтовых свай

Определение диаметра опор

Винтовые сваи, которые применяются при монтаже фундамента под жилые и хозяйственные постройки, имеют диаметр 57, 76, 89 и 108 мм. Этот параметр подбирается в зависимости от того, какой вес будет иметь готовое сооружение:

• 57 мм – используют для строительства самых простых и легких конструкций (заборы и ограды из сетки рабицы);
• 76 мм – выбирают в качестве основы под легковесные хозяйственные постройки или заборы из дерева или профнастила. Несущая способность таких элементов не превышает 3000 кг;
• 89 мм – применяют там, где несущая нагрузка не будет превышать 5000 кг. Это отличное решение для возведения одноэтажного здания (каркасного или щитового), бань, летних кухонь, сараев и массивных заборов;
• 108 мм – фундаментируют площадку под строительство дома из пеноблоков, деревянного бруса, каркаса (1-2 этажа) с небольшим весом. Несущая способность винтовых свай такого диаметра достигает 7000 кг.

Диаметр элементов зависит от веса постройки

Факторы, влияющие на длину опор

От правильного определения длины свай зависит крепость будущей конструкции, и если эти важные элементы фундамента окажутся короткими, дом может просесть под своей тяжестью после его введения в эксплуатацию. Длина свай определяется с учетом анализа грунта и ландшафта, а именно:

1. Плотность почвы.
2. Перепад высоты между разными точками участка.

Плотность грунта

Глубина погружения опоры

Анализ грунта лучше всего проводить на основании геологических исследований местности. Если исследования характеристики грунтов не проводились на данной территории, то можно воспользоваться упрощенным методом выяснения его плотности.

Итак, нужно выкопать неглубокую канаву (до 1 м) в нижней точке участка. Если на такой глубине залегания вы увидите глинистую массу или песок, то выбор лучше сделать в пользу свай, длина которых достигает 2,5 м. В том случае если вы обнаружите породы с низкой плотностью (торф), плывун или грунтовые воды, придется продолжить углубление до тех пор, пока не дойдете до твердых пород. Здесь устанавливаются сваи, длина которых равна длине бура.

Перед вами таблица плотности и несущей способности различных почв.

Вид грунта	Плотный грунт	Грунт средней плотности
Песок (крупная фракция)	6	5
Песок (средняя фракция)	5	4
Супесь (в сухом виде)	3	2.5
Супесь пластичная (влажная)	2.5	2
Песок (мелкая фракция)	4	3
Песок влажный (мелкая фракция)	3	2
Глина	6	2.5
Глина влажная	4	1
Суглинок	3	2
Суглинок влажный	3	1

Перепад между высотами участка

Как говорилось ранее, чтобы не ошибиться со сваями и правильно рассчитать их длину, необходимо определить разницу высоты разных точек участка. Если вы убедились в том, что такой перепад существует и, согласно плотности почвы, подходят сваи длиной 2,5 м, то их необходимо монтировать в самом верхнем ряду.

Те опоры, которые будут фиксироваться в низинах, должны быть длиннее на разницу высоты между точками их установки. Разницу вычисляют при помощи водяного уровня или нивелира с применением отвеса и рулетки. При существенном перепаде высот (более 0,5 м) рекомендуется прибавить 50 см к полученной длине свай для фундамента, так как в самых низких местах может не доставать до 20 см их высоты.

(function(w, d, n, s, t) <
w[n] = w[n] || [];
w[n].push(function() <
Ya.Context.AdvManager.render( <
blockId: “R-A-510923-1”,
renderTo: “yandex_rtb_R-A-510923-1”,
async: true
>);
>);
t = d.getElementsByTagName(“script”)[0];
s = d.createElement(“script”);
s.type = “text/javascript”;
s.src = “//an.yandex.ru/system/context.js”;
s.async = true;
t.parentNode.insertBefore(s, t);
>)(this, this.document, “yandexContextAsyncCallbacks”);

Учет разницы высоты

Методика расчета

Расчет количества винтовых свай выполняют с учетом габаритов и веса дома, который будет установлен на фундамент. Как правило, расстояние между сваями может составлять:

• до 2 м, если будет возводиться строение из газобетонных и пенобетонных блоков или плит;
• до 3 м, если запланировано строительство деревянного дома из бруса, бревна и т.д.;
• до 2,5 м – также выбирают для деревянных конструкций. Еще с такими сваями работают в регионах, где наблюдается большая ветровая нагрузка;
• до 3,5 м – под строительство легковесных заборов и оград.

Строительство дома из бруса

Чтобы правильно определить количество опор для свайно-винтового фундамента, следует провести следующие операции:

• составить проект будущей основы или первого уровня постройки;
• расположить винтовые опоры на каждом углу будущего здания;
• установить сваи там, где будут пересекаться несущие перегородки дома;
• между расположенными сваями теперь необходимо установить дополнительные сваи по периметру несущих стен с тем условием, чтобы расстояние от одного до другого элемента не превышало того, что было зафиксировано ранее (учитывая вес и вид постройки);
• оставшееся пространство для фундамента заполняется сваями так, чтобы между соседними опорами расстояние не превышало указанного в расчетах (2 – 3 м);
• там, где будет установлена печь или каминный очаг, предусмотрите не менее пары винтовых опор, опять-таки, учитывая размер отопительной конструкции, иначе не избежать критической нагрузки на фундамент;
• на тот случай, если будет обустроена терраса или любая другая пристройка, места фиксации опорных элементов обозначаются по ранее оговоренному принципу, учитывая оптимальное расстояние шага;
• теперь, когда расстояние между сваями определено, остается подсчитать все винтовые опоры, нанесенные на план-схему.

Рассчитываем ростверк

Свайная основа может быть сконструирована из одних опор, по которым укладывают нижнюю обвязку строения.

Чтобы нагрузка на опоры от веса строения была распределена более равномерно, прибегают к изготовлению ростверка.

Чтобы ростверк был грамотно сооружен и создал прочную связку между винтовыми элементами, нужно правильно рассчитать его габариты. Существует ряд специальных расчетов, мы же ограничимся минимальными размерами связующей ленты:

Фундамент с железобетонным ростверком

1. Высота – 30 см.
2. Ширина – 40 см.

Чтобы придать ростверку необходимую жесткость, его нужно усилить продольной и поперечной арматурой (в диаметре 10-12 мм). Прутья соединяются при помощи проволоки по принципу армопояса. Расстояние от арматуры до края ростверка должно составлять не менее 2,5 см, чтобы металлические прутья полностью загерметизировались бетонным раствором и не подвергались коррозийным процессам.

Соединение ростверка с опорами может быть жестким, когда его арматура связывается с прутьями свай, или свободным, когда ростверк без дополнительной подвязки лежит на опорах фундамента. В обоих случаях нагрузка между сваями распределяется равномерно.

Источник