Свайный фундамент длина сваи

Типы и размеры свайно — винтовых фундаментов

Строительство на сваях всегда использовалось человечеством с давних времен. И если раньше для этого использовали бревна, то с ростом промышленности появились другие материалы, более прочные. Фундамент на винтовых сваях, как отдельная категория фундаментов, появилась в конце 19 века. Но широко ее применять не стали.

Востребованность на этот вид конструкций появилась только в конце 20 века, когда строительство частных домов стала достоянием большого числа людей. Особенно это коснулось России.

Видео

Видео о характеристиках и назначении винтовых свай.

Достоинства и недостатки

Начинать говорить о достоинствах свайно — винтового фундамента надо с позиции простоты проводимого процесса. Ведь для этого не нужна специальная техника, хотя именно с ее помощью монтажный процесс ускоряется до максимума. Ведь, что собой представляет данная разновидность фундаментных конструкций? Это металлическая труба, на конце которой установлен бур. Трубу вкручивают в грунт до необходимой глубины.

После установки всех свай их обвязывают металлическими или деревянными профилями (швеллер, двутавр,брус), которые образуют ростверк здания. На него и укладывают стеновые и напольные конструкции. Здесь нет опалубки, почти нет бетонного раствора, нет длительного времени, которое выделяется на высыхание бетонной смеси. Такой фундамент под дом небольших размеров можно смонтировать за один день.

При этом установку свайно — винтового фундамента своими руками можно провести на любых видах грунтов. Это касается регионов и с болотистой местностью, и вечной мерзлотой, и на участках с подтоплением весной. Но чаще всего его устанавливают на участках с уклоном, где работы по сооружению фундамента из бетона требуют особого подхода, больших финансовых и трудовых затрат. Ведь углублять сваи можно на любое расстояние, все зависит от длины трубы. Поэтому очень удобно выставить их в одной горизонтальной плоскости в независимости от рельефа местности.

И еще несколько преимуществ:

1. Проводить монтаж можно в любое время года.
2. Нет необходимости исследовать грунт на уровень пролегания грунтовых вод.
3. Фундамент для дома из винтовых свай не подвергается негативному воздействию пучения грунта.
4. Для свайно — винтового фундамента нет надобности выкапывать большой котлован или рыть траншеи, что снижает затраты на его сооружение.
5. Он не будет тянуть капиллярную влагу из почвы, что гарантированно сохраняет стены дома.
6. В пространстве между полом и грунтом можно запланировать прокладку коммуникационных сетей.
7. Срок службы зависит от технических характеристик труб – их толщины, металла и способа защитного нанесения.
8. Давно подсчитано, что такая конструкция дешевле бетонной на 30 — 40%.

К минусам свайно — винтового фундамента можно отнести некачественное изготовление самих свай. Сегодня их изготавливают и кустарным производством в небольших цехах, где за качество никто не отвечает. Но есть и более серьезные недостатки:

1. Вкручивать винтовые сваи в каменистую или скальную породу очень сложно, а иногда и просто невозможно. Если принято решение использовать их на таких участках, то приготовьтесь к большим сложностям.
2. Обязательно обустраивается система водоотведения, что приводит к увеличению бюджета.
3. Коррозию металла никто не отменял. И хотя винтовые сваи обрабатываются защитными покрытиями, природа делает свое дело. Особенно это относится к участкам с повышенной химической активностью. Поэтому фундаменты СВФ не рекомендуется сооружать вблизи железных дорог, разрабатываемых шахт, высоковольтных линий электропередач.
4. Полноценный подвал под домом, установленным на винтовые трубы, не получить.

Недостатков свайно винтового фундамента немало. Но если правильно выбрать сваи по техническому назначению, если грамотно провести их монтаж, то можно гарантировать их высокую несущую способность и длительный срок службы.

1. С одной лопастью, которая закреплена в нижней части трубы.
2. С двумя лопастями. По сути, это все тот же первый вариант, только на определенном расстоянии от нижней лопасти установлена еще одна. Эта модель имеет повышенную несущую способность, но вручную ее заглубить очень сложно.
3. Узколопастные. Конструкция бура напоминает длинный конус с резьбой. Такие сваи применяются на каменистых грунтах.
4. Небольших размеров две лопасти, идущие одна за другой и соединенные в одну конструкцию. Используют эту модель в регионах с вечной мерзлотой.

Типоразмер

Диаметр трубы, мм	Диаметр лопасти, мм	Значение несущей нагрузки, кг
57	150	800
76	200	3000
89	250	4000-5000
108	300	5000-9000
133	350	14000

Что касается стенки трубы, то она выбирается из диапазона 3,5 — 6 мм и зависит от тех же нагрузок и твердости грунта. При этом необходимо добавить, что наконечник с лопастями изготавливается по разным технологиям. Они бывают литыми или сварными. Первые прочнее и надежнее, поэтому их чаще используют в твердых грунтах и вечной мерзлоте.

Антикоррозионное покрытие

Это немаловажный критерий выбора. В заводских условиях винтовые сваи обрабатывают разными защитными составами. Это может быть цинкование (холодное и горячее), покраска, нанесение полимеров и смол.

Из все предложенных вариантов предпочтение лучше отдать оцинкованному покрытию, нанесенному методом холодного цинкования, полиуретановому слою или эпоксидному. Если сваи были приобретены без защитного нанесения, то его надо будет провести своими руками. При этом можно подземную часть обработать хорошим материалом, а надземную недорогим.

Расчет и проектирование

К устройству свайно — винтового фундамента надо подходить с точным расчетом его элементов. Конечно, точный расчет может сделать специалист, но прикидку под силу сделать любому.

Из таблицы выше понятно, по какому принципу надо подбирать сваи в зависимости от действующей на нее нагрузки. Но здесь не учтен вид грунта на участке, потому что и он имеет свою несущую способность. Если сооружается свайный фундамент своими руками, то определить, какой грунт на участке, тоже можно самостоятельно.

Надо пробурить шурф на глубину забивания свай, достать оттуда грунт и по внешним признакам определить, какой он. В нижней таблице показаны значения несущей способности разных грунтов на разных глубинах. Их и надо использовать при выборе свай.

Теперь надо оценить нагрузку, которая будет действовать на фундамент. Сделать это сложно самостоятельно, поэтому придется обратиться к специалисту или воспользоваться онлайн -калькуляторами.

Итак, будем считать, что общая нагрузка от здания известна, по первой таблице определяется несущую способность выбранной сваи. Теперь надо первый показатель разделить на второй, получится количество необходимых свай. Обязательно стойки устанавливаются под углы здания и в местах соединения стен внутри дома. Расстояние между сваями (остальными) разбивается равномерно. Но иногда в расчеты приходится включать нормативы по расстановке опор.

1. Под деревянные и каркасные дома стойки устанавливаются с шагом 3 м.
2. Для газо — и пенобетонных конструкций, а также сооруженных из шлакоблоков, с шагом 2 м.
3. При различных типах ограждений – 2,5 — 3,5 м.

Правила установки

Расчищать весь участок под строительство нет необходимости. По установленным местам монтажа делаются углубления садовым буром. Глубина приямков – 50 — 70 см.

Туда вставляется свая и начинает закручиваться. Если используется ручной способ, то в верхней части трубы делается сквозное отверстие, куда вставляется лом. На него с двух сторон надеваются небольшого диаметра трубы, которые будут выполнять функции рычагов. Двое крутят трубу, один контролирует, чтобы она входила в землю вертикально ровно. При этом на каждой стойке заранее отмечается краской глубина установки. Как только дошли до метки, заглубление останавливается.

Когда все сваи будут установлены, надо провести их выравнивание. То есть, их верхние торцы должны располагаться в одной горизонтальной плоскости. Самый простой способ – использовать лазерный уровень, световые линии которого покажут, где надо подрезать выступающие части стоек. Резку проводят болгаркой.

Если лазерного уровня нет, то используют шпагат, который натягивается между угловыми сваями. Его выставляют по горизонту с помощью строительного уровня в каждом направлении. После чего точно также выравниваются и промежуточные элементы фундамента.

На этом можно сказать, что свайный фундамент своими руками установлен. Но остается еще несколько операций. В первую очередь внутрь труб надо залить бетонный раствор. Это может быть:

1. Обычный пескобетон в готовом виде марки М 300 или М 400.
2. Товарный бетон с классической рецептурой.

И последняя операция – установка оголовков на верхние торцы труб, которые будут выполнять функции подставок под ростверк. Их просто приваривают к трубам. Размеры пластин варьируются от 10 х1 0 см до 3 0х 30 см.

Заключение по теме

Отношение людей к винтовым свайным фундаментам разное. Кто — то считает, что их можно использовать только под легкие сооружения, кто — то гарантирует, что они выдержат и многоэтажный каменный дом. Нет смысла спорить, ведь плюсы и минусы свайно — винтового фундамента, описанные выше, все давно расставили по местам.

Просто надо обозначить, что в России эти конструкции используются достаточно широко, отсюда и споры вокруг них, и большое количество вопросов, как сделать, как правильно выбрать, и так далее. Хотя надо отдать должное, что если грамотно подойти к вопросу выбора свай и их монтажа, то можно гарантировать их достаточно длительный срок службы.

Источник

Какая длина винтовых свай необходима для фундамента?

«Какая длина винтовых свай необходима для фундамента моего дома (бани, беседки…)?», – вопрос, который часто возникает у заказчиков при попытке рассчитать фундамент.

Содержание статьи:

Когда речь заходит о проектировании свайно-винтового фундамента, есть много моментов, требующих пристального внимания:

• какие нагрузки необходимо учитывать;
• как расставить сваи в фундаменте;
• как грунтовые условия на участке строительства влияют на подбор свайных конструкций.

Эти и некоторые другие вопросы мы подробно рассмотрели в статье «Расчет свайного фундамента», которая ориентирована на малоэтажное строительство и позволяет разобраться в основных принципах подбора, расстановки винтовых свай. Сейчас же мы бы хотели подробнее остановиться на определении их длины. Она назначается исходя из пяти параметров:

• уровень залегания грунта с достаточной несущей способностью;
• расчетная глубина промерзания грунта;
• количество, расположение лопастей;
• высота цоколя;
• расположение участка с монтажным отверстием.

1. Глубина залегания грунта с достаточной несущей способностью

Чтобы фундамент воспринимал нагрузки от здания и передавал их на основание лопасть сваи должна закрепиться в грунте с достаточной несущей способностью мощностью слоя не менее трех диаметров лопасти. Не менее важно при этом подобрать и правильную конфигурацию лопасти, которая минимально нарушит структуру грунта и позволит избежать снижения его несущей способности (подробнее «Ключевые принципы подбора параметров лопастей»).

Грунт с достаточной несущей способностью – имеющий относительно высокие прочностные и деформационные характеристики (подробнее о несущей способности грунта и о том, как она определяется в статье «Несущая способность винтовой сваи»). Он расположен всегда ниже глубины промерзания. Это связано с тем, что в большинстве грунтов в пределах этого слоя происходит действие сил морозного пучения. Что касается регионов с незначительной глубиной промерзания, то здесь необходимо учитывать толщину почвенно-растительного слоя.

Однако интересующий слой может быть расположен на более значительной глубине. Применять в этом случае длинные сваи или другой тип фундамента не всегда целесообразно с экономической точки зрения. Здесь нужна комплексная оценка грунтовых условий в верхней части геологического разреза. Если знать механические характеристики этого слоя, то можно подобрать такой тип фундамента и конструкцию сваи, которые обеспечат надежность и экономичность решения.

Однако если выполнять весь комплекс инженерно-геологических изысканий, то экономии можно не достичь, так как стоимость таких изысканий довольно велика. Как сказано выше, для принятия правильного решения достаточно получить только механические характеристики, поэтому из всего комплекса изысканий можно выполнить часть работ, что поможет значительно удешевить процедуру.

Определить механические характеристики грунта и уровень залегания слоя с достаточной несущей способностью возможно с помощью геотехнических и геолого-литологических исследований. Это простая и сравнительно недорогая процедура, включающая все необходимые исследования (подробнее «Геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов»).

Часто компании, которые строят фундаменты из винтовых свай, предлагают для уточнения условий участка выполнить пробное завинчивание, которое не является методом исследования грунта.

Для применяющих данный метод основным является принцип: «Если свая тяжело крутится на предполагаемой глубине установки, то ее несущая способность является достаточной», который не обеспечивает получение объективной информации о несущей способности. Во-первых, результаты очень сильно зависят от времени года, когда производят завинчивание, из-за влияния большого количества факторов, таких как: глубина промерзания, степень влагонасыщения и др. Во-вторых, процедура пробного завинчивания не дает никакой информации о типе и свойствах грунта под сваей. Поэтому контроль величины крутящего момента (который может быть определен при пробном завинчивании) должен применяться лишь для подтверждения ранее полученной расчетом предельно-допускаемой нагрузки на сваю.

2. Глубина промерзания грунта

Негативное влияние на надежность и срок службы фундамента может оказать морозное пучение. Заключается оно в следующем: верхние слои грунта в зимний период подвергаются воздействию отрицательных температур и вода, которая присутствует в порах, замерзает и увеличивается в объеме (при кристаллизации вода увеличивает свой объем в среднем на 12%), что приводит к возникновению выдергивающих сил на боковой поверхности свай.

К пучинистым относятся глинистые грунты, а также мелкие пылеватые пески. Степень влажности, а также близкое расположение к поверхности грунтовых вод являются факторами, увеличивающими пучинистость грунта. Если вы закрутили сваю в таком слое, она будет приподниматься вместе с грунтом, что приведет к выдергиванию и ухудшению эксплуатационной надежности фундамента. Поэтому она должна закручиваться так, чтобы лопасти находились ниже расчетной (не путать с нормативной) глубины промерзания. Она зависит от разных параметров: нормативной глубины промерзания, типа грунта, условий эксплуатации. Например, при утепленных цоколе и отмостке расчетная глубина будет меньше за счет теплоизоляции грунта под зданием, а если это жилой дом и полы выполнены без термоизоляции, то температура в цокольной части всегда будет положительной и промерзание грунта происходить не будет. То есть учет конструктивных особенностей и условий эксплуатации будущего здания может помочь при подборе оптимальной длины сваи.

Изменение нормативной глубины промерзания в зависимости от региона

3. Глубина расположения лопасти

Когда мы говорим об установке сваи ниже глубины промерзания и о необходимости расположения ее в выбранном слое, мы имеем в виду именно лопасть, а не острие конуса. То есть верхняя кромка лопасти определяет глубину заложения.

4. Высота цоколя

В конструктивном плане здание предусматривает наличие цоколя (ит. «zoccolo» – подножие строения). Какой же должна быть его высота? Вот несколько подсказок, которые помогут ответить на этот вопрос:

• Эстетика. Здание будет смотреться лучше с высоким цоколем, чем с низким или вообще без него.
• Снеговой покров. Если высота цоколя дома расположена ниже уровня снегового покрова, стены (причем не имеет значения, из какого материала они выполнены) в весенний период будут активно днем замачиваться и подвергаться замораживанию ночью, что снизит срок их службы. Поэтому рекомендуемая минимальная высота – 0,5 м.
• Капиллярное замачивание. Любой материал, из которого выполняются стены, обладает пористостью, что приводит, при соприкосновении с грунтом, к замачиванию вследствие капиллярного поднятия влаги. Чтобы защитить стены необходимо также обеспечить высоту цоколя не менее 0,5 м. Это позволит в будущем избежать развития гнилостных и коррозионных процессов.

Информацию об основных подходах к устройству цоколя и вариантах отделки мы разместили в разделе «Отделка цоколя».

5. Расположение участка с монтажным отверстием

Немаловажным, с точки зрения определения длины сваи, является и участок с монтажным отверстием (0,1 м), который спиливается после установки в проектное положение.

6. Расчет длины ствола

Таким образом, длина сваи будет определяться по схеме:

Глубина расположения лопасти (определяется результатами геотехнических исследований грунта и расчетной (не нормативной!) глубиной промерзания) + Высота цоколя + Расположение участка с монтажным отверстием = Длина винтовой сваи.

Источник