Свайный фундамент минимальная глубина

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

Глубина и высота свайных фундаментов

Ни одно возведение фундамента не обходится без определения необходимых для этого параметров. К перечню таких характеристик, которые нужно выявить перед началом работ, можно отнести глубину заложения и высоту фундамента над поверхностью земли. Чтобы безошибочно провести расчеты, следует разобраться в сути таких параметров.

Высота свайного фундамента над землей

Все правила и положения, на которых основаны расчеты, указаны в основном нормативном документе СНиП под номером 24.13330.2001 (актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85 ). Зачастую, высота свай над землей устанавливается в 200см.

Также указания к возведению ростверков свайного типа можно узнать из СНиПа 2.03.01-84 , в котором содержатся сведения о проектировании подобной разновидности ростверков. Еще при расчетах следует взять во внимание такой фактор, как искривление почвенного рельефа, это параметр влияет на расчет глубины для отдельных свай.

Двухэтажное здание на сваях.

В первую очередь, пред тем, как проводить расчеты и определять высоту установки свай над землей, обращают внимание на следующий ряд факторов:

• каков температурный режим в зимний период в окружающей среде и в помещении;
• высота снежного покрова зимой;
• количество выпадающих осадков;
• какова вероятность затопления здания;
• на какой глубине располагаются грунтовые воды.

Важно: часть конструкции фундамента, которая находится над уровнем земли, больше всего подвержена воздействию факторов окружающей среды, в частности, на нее влияют атмосферные осадки и могут становиться причиной разрушения.

Более детально проектирование высоты свайного фундамента рассчитывается исходя из следующих параметров, которые учитываются на максимально возможном для конструкции уровне:

• качество материала конструкции, ее прочность;
• каков уровень плотности грунта и его несущая способность;
• какой степенью несущей способности обладает фундамент, когда имеет горизонтальную нагрузку;
• какова степень усадки с горизонтальной нагрузкой на конструкцию;
• возможность появления трещин в фундаменте во время его возведения.

Пример высокого свайно-винтового фундамента.

Также, для точного определения высоты свай над землей, необходимо рассчитать конструкцию на продавливание, иными словами, после того, как известно количество свай и их расположение – проверить достаточно ли в такой системе уровня несущей способности.

Расчет величины продавливания фундамента (F) можно провести по специальной формуле:

• a – коэффициент, который варьирует в зависимости от качества выбранного бетона и равен для тяжелого – 1, мелкозернистый – 0.85, легкий – 0.8;
• Rbt обозначается классом бетона относительно его прочности, указывается в единицах измерения кг/см2;
• u – это значение среднего арифметического, высчитанное из значений периметров опорной пирамиды (верхний и нижний);
• h – значение плиты в толщину.

Стоит учесть, что свайные фундаменты (как и любые другие) имеют ряд своих плюсов и минусов, узнать о которых было бы весьма полезным:

В случае если результат получается больше расчетной нагрузки, которая была определена в проекте, то такой уровень высоты фундамента допустим для возведения. Если же результат меньше, то проект подлежит пересмотру.

Применение СВФ на песчаном склоне.

Когда участок строительства обладает достаточно плотными грунтами, то расположение свай над почвой может равняться 15 см, располагаются в такой ситуации сваи одним или несколькими рядами под каждой стеной вдоль. Такие параметры могут быть в случае отсутствия в здании подвала.

Подробнее узнать о расчетах нагрузки и осадки можно из отдельной статьи:

Глубина заложения свайных фундаментов

Глубину, на которою забиваются сваи, вычисляют, отталкиваясь от следующих характеристик:

1. Тип почвы на местности.
2. Уровень, на котором почва промерзает.
3. Уровень расположения грунтовых вод.
4. Какого типа конструкция дома.

В местности с пучинистыми грунтами глубина выбирается таким образом, чтобы она превышала уровень промерзания почвы. Если здание имеет промышленное значение, то располагают сваи ниже, чем уровень подвального помещения.

Мелкозаглубленный свайный фундамент

Как и у других типов фундаментных конструкций, у свайного имеется различие в зависимости от уровня, на который он закладывается. Мелкозаглубленным фундамент называется в том случае, если его расположение находится выше, чем проходящий уровень промерзания.

Зачастую почва имеет такое строение и качественные характеристики, что до уровня промерзания грунт находится нестабильный и не обладающий высоким уровнем несущей способности. Такие свойства почвы не подходят для того, чтобы в них проводить установку свайного фундамента, поскольку не будут обеспечивать надежность сооружения.

Однако в некоторых ситуациях такие свойства стали преимуществом. На пучинистых грунтах такая разновидность заложения фундамента встречается достаточно часто, ведь основание мелкозаглубленного типа в данном случае позволяет передвигаться конструкции основания вместе с грунтами.

Ситуации, в которых применяется такой тип заложения свайного фундамента, могут быть следующими:

• если очень большой уровень расположения вод в грунте;
• небольшая площадь сооружаемого дома;
• нестабильные грунты;
• сейсмически активные зоны;
• здание не более двух этажей в высоту.

Важно: конструкция в мелкозаглубленном типе свайного фундамента изготавливается прочная и имеет рамный тип – это позволяет сохранять целостность во время движения грунтов, а соответственно, и конструкции.

Фундамент глубокого заложения

Другой вариант заложения свайного фундамента – глубокий. Для определения глубины пользуются также качественными показателями почвы, на которой возводится конструкция. При изысканиях выявляют максимально плотный грунт, на который опора будет надежной и устойчивой, в этом месте и ставят отметку глубины заложения.

Бурение и установка свай бригадой рабочих.

Используется глубокий тип заложения в таких случаях:

• когда необходимо возвести сооружения большой массы, высотных, построенных из кирпича;
• когда уровень, на котором промерзает почва в данном районе не больше 2.5 метров;
• расположение уровня вод в грунте меньше ГПГ.

Важно: в местах, которые характеризуются уровнем вод в грунте достаточно высоким, закладывать фундамент на большую глубину нецелесообразно, потому как будущая конструкция вероятнее всего не сможет быть устойчивой при таких показателях.

Источник