Нагрузка на винтовые сваи: максимальные возможности

Эффективная технология буронабивных свай стала использоваться многие столетия тому назад. Применяют ее не только в промышленном строительстве, но и в частном: домовладельцы предпочитают экономить, эффективно использовать свои ресурсы и тратить меньше времени на сооружение домов и строений.

Подведем итоги

Технология буронабивных свай широко распространена в строительстве благодаря следующим преимуществам:

  • размещение сваи на порядок ниже уровня промерзания грунта, что повышает общую надежность основания будущего здания;
  • высокий показатель несущей способности, что позволяет возводить с устройством буронабивных свай многоэтажные тяжелые здания;
  • обеспечение полной сохранности окружающей территории.

Конечно же, имеют место и недостатки. В частности, это высокая стоимость установки таких свай, вызванная необходимостью привлечения специфической техники и оборудования.

Вот, собственно, и все. Если у вас остались какие-либо вопросы, оставляйте их в формате комментариев. Будьте уверены, вы максимально быстро получите на них ответы.

Это интересно:

  • Опалубка для создания круглых колонн
  • Фанера для устройства опалубки

Расчет фундамента на сваях

Для сооружения фундамента необходимо осуществить расчет буронабивных свай с ростверком. Первый параметр, который нужно рассчитывать – несущая способность каждой сваи, которые и определяют расход материалов и необходимое количество столбов для сооружения крепкого основания.

Параметры несущей способности зависят от размеров опоры: так, одна свая с диаметром 30 см выдерживает нагрузку около 1700 кг, а опора с диаметром на 20 см больше может выдержать 5 тонн.

Точные формулы, таблицы характеристик и способы подсчета указаны в СНиПе о свайном фундаменте. Для подсчета домовладельцу понадобятся следующие показатели:

  • коэффициент, определяющий условия погружения сваи;
  • коэффициент, определяющий условия места, где будет находиться опорная часть сваи;
  • сопротивление грунта;
  • площадь опоры, коэффициент, указывающий на параметры боковой стороны сваи, и поперечное сечение одной сваи;
  • расчетное сопротивления прослойки земли;
  • толщина земляного слоя;
  • нагрузка на грунт.

Помните, что между сваями должно быть расстояние от метра и более, а между расширениями дна сваи – от полуметра

Все это позволит вычислить нагрузку на свайный фундамент, необходимое количество опор, параметры ростверка, осадку и давление фундамента по нормативам, указанным в СНиПе.

Виды буронабивных свайных фундаментов

Идея буронабивного основания весьма простая: там, где нельзя докопаться до плотного грунта, можно использовать сваи. Чтобы соединить их в общую конструкцию используется ростверк – монолитная железобетонная лента, которая связывает сваи.

Основные схемы свайных фундаментных оснований

Ленточно-свайное фундаментное основание. Используют для тяжелых кирпичных и бетонных зданий, где высокая парусность постройки.
Буронабивное свайное фундаментное основание с монолитным ростверком. Применяют для строительства объектов из пенобетона, газобетона, бревен и бруса.
Плиточно-свайное фундаментное основание. Можно выполнить используя малозаглубленную ленту. Но также можно и не использовать её. Используют, где грунт совсем неудачный: вязкий и топкий, насыщенный болотными и речными водами.
Читайте также:  Армирование ленточного фундамента: чертежи, фото, видео

Схемы с использованием этого вида свай делятся на две группы: конструкции, в которых цоколь и стены подняты над землёй и основания, привязанные к грунту.

Преимущество фундаментного основания на сваях: можно поднять строение над грунтом, сохранив при этом жесткость цокольного пояса фундамента.

Благодаря этому сваи могут использоваться на неблагополучных грунтах, они способны защитить каркас дома от холода и грунтовой влаги. А это предельно важно, если дом построен из бруса, бревна или сип-панелей.

Этапы фундаментного основания

  1. Скважину бурят с помощью ручного мотобура или мощной передвижной установки.
  2. Монтируют обсадную трубу (если грунт сыпучий или сырой).
  3. Устанавливают арматурные каркасы.
  4. Бетонируют скважину.
  5. Отсыпают песчано-щебеночную подушку для ростверка толщиной 10-15 см. Она компенсирует подъем грунта в результате морозного пучения.
  6. Монтируют опалубку над поверхностью земли, устанавливают арматуру и заливают ростверк, который будет связывает сваи.

Необходимо правильно рассчитать вес здания. От него будет зависеть, количество нужных свай, их диаметр и глубина установки. Если дом тяжёлый, сваи нужно ставить плотнее под стены.

Согласно нормативам, расстояние между центрами соседних опор должно быть не менее трёх диаметров сваи. Если эта дистанция будет меньше, может снизиться несущая способность стоек.

Требования к инженерно-геологическим изысканиям

5.1 Инженерно-геологические изыскания для проектирования свайных фундаментов должны назначаться в соответствии с требованиями СП , [1], [3], национальных стандартов и других нормативных документов по инженерным изысканиям и исследованиям грунтов для строительства. Объемы и состав инженерных изысканий должны устанавливаться с учетом геотехнической категории объекта строительства в соответствии с СП

5.2 Для геотехнической категории 3 программу изысканий рекомендуется дополнять испытаниями грунтов прессиометрами и штампами (ГОСТ 20276), эталонными и натурными сваями (ГОСТ 5686). При применении свай новых конструкций (по специальному заданию проектной организации) в состав работ следует включать опытное погружение или устройство свай, с целью уточнения назначенных при проектировании длин и диаметров свай и режима погружения, а также натурные испытания этих свай статическими нагрузками.

5.3 При передаче на сваи выдергивающих, горизонтальных или знакопеременных нагрузок необходимость проведения опытных работ должна определяться в каждом конкретном случае, а объемы работ назначаться с учетом доминирующего воздействия.

5.4 Несущую способность свай по результатам полевых испытаний грунтов натурной и эталонной сваями и статическим зондированием следует определять в соответствии с подразделом 7.3.

5.5 Глубина инженерно-геологических выработок должна быть не менее чем на 5 м ниже проектируемой глубины заложения нижних концов свай при их рядовом расположении и нагрузках на куст свай до 3 МН и на 10 м ниже — при свайных полях размером до 1010 м и при нагрузках на куст более 3 МН. При свайных полях размером более 1010 м и применении плитно-свайных фундаментов глубина выработок должна превышать предполагаемое заглубление свай не менее чем на глубину сжимаемой толщи, но не менее половины ширины свайного поля или плиты и не менее чем на 15 м. При наличии на строительной площадке слоев грунтов со специфическими свойствами (просадочных, набухающих, слабых глинистых, органоминеральных и органических грунтов, рыхлых песков и техногенных грунтов) глубину выработок определяют с учетом необходимости их проходки на всю толщу слоя для установления глубины залегания подстилающих прочных грунтов и определения их характеристик.

5.6 Обследование технического состояния фундаментов и конструкций реконструируемых зданий должно выполняться по заданию заказчика специализированной организацией. Оценку длины существующих свай в фундаментах реконструируемого здания рекомендуется осуществлять с использованием геофизических методов.

5.7 Технический отчет по результатам инженерно-геологических изысканий для проектирования свайных фундаментов должен составляться в соответствии с СП и [3]. При наличии натурных испытаний свай статической или динамической нагрузкой должны приводиться их результаты. Результаты зондирования должны включать данные о несущей способности свай. При применении свай-стоек должен быть определен показатель качества породы RQD для всех слоев скальных грунтов, которые прорезает свая, и для слоя, в котором расположен нижний конец сваи. При проектировании свайных фундаментов для зданий с уровнем ответственности КС-3 или сваями длиной более 40 м для глинистых грунтов рекомендуется определять коэффициент переуплотнения грунта OCR (в том числе в пределах сжимаемой толщи под нижним концом свай). Раздел 5 (Измененная редакция, Изм. N 1).

Особенности технологии

В строительстве буронабивной фундамент становится все популярнее. Это объясняется преимуществами этой технологии, позволяющей возводить сооружения практически на любых грунтах. К особенностям буронабивных свай относят:

  • Широкая область применения, возможность использования как на плотных, так и на зыбких грунтах (пучинистых или сыпучих почвах, возле водоемов).
  • Быстрое возведение фундамента. Технология с применением буронабивных свай позволяют сделать все работы быстрее, чем заливка ленточного основания или шведской плиты.
  • Построенный с соблюдением всех нормативов, фундамент на буронабивных сваях прослужит не менее 150 лет.
  • Простота конструкции за счет сравнительно небольшого объема земляных работ, достаточно пробурить скважины.
  • Возможность самостоятельного выбора диаметра и высоты опор, типа армирования, в зависимости от свойств грунта и конструктивных особенностей здания.
  • Повышенная несущая способность. Такой фундамент может выдерживать вес многоэтажных, промышленных здания, массивных железобетонных сооружений.
Читайте также:  Какой песок для строительства лучше речной или карьерный

Диаметр сваи подбирается согласно действующим СНиП после геодезических изысканий, учета климатических и геологических особенностей. Непосредственно при проектировании рассчитывается масса здания, количество опор и определяется тип грунта. Информацию о несущей способности буронабивных свай на разных грунтах можно найти в таблице:

Технология буронабивного фундамента имеет недостатки, к которым относят:

  • использование тяжелой техники для бурения, установки обсадных труб, армирования на крупных строительных объектах;
  • относительная сложность технологических процессов;
  • необходимость расчетов.

Пример нахождения размеров ростверка

Рассмотрим порядок расчета железобетонного ростверка. Ширина ленты должна быть равна толщине стен.

Если стены дома в 1,5 кирпича, то ширина стен составит 38 см. Такой же будет и ширина ростверка.

Высота ленты при такой ширине должна составить 50 см — это обеспечит необходимую жесткость на прогиб.

Пример нахождения размеров ростверка

Арматурный каркас Будет состоять из двух горизонтальных решеток по 2 стержня 12 мм.

Общий объем бетона, необходимого для отливки, составит 0,5 · 0,38 · 30 м (общая длина ростверка) = 5,7 м3.

Учитывая возможность непроизводительных потерь, лучше заказывать 6 м3 готового бетона марки М200 и выше, или изготовить его самостоятельно прямо на площадке.

Основная характеристика буронабивной сваи – несущая способность.

При возведении свайного фундамента, нужно обязательно учитывать несущую способность каждой опоры, от этого зависит количество расходуемого материала и количество столбов для крепкой опоры сооружения.

Схема фундамента из буронабивных свай

Размеры столба влияют на несущую способность. Например, свая Ø 300 мм выдерживает нагрузку 1.7 тонн, а свая Ø 500 мм выдержит 5 тонн. Отсюда можно сделать вывод, что при небольшой разнице в размере сваи, нагрузка сильно отличается. Для надежного фундамента из буронабивных свай нужно правильно рассчитать опоры. Также от этой характеристики зависит колличество свай и нужного материала для их изготовления.

Читайте также:  Как обложить каркасный дом кирпичом: пошаговая инструкция

Рассчитываем несущую способность свай

Эта характеристика определяет вертикальную нагрузку на сваи, зависит от сопротивления грунтов и самого материала, из которого делают сваи. Основным значением берут наименьшее.

Несущую способность рассчитывают по формуле:P=ko*Rn*F+U*kp*Fin*Li, Р – несущая способность сваи; ko – коэффициент однородности подстилающего грунта; Rn – нормативное сопротивление грунта основанию опоры; F -площадь свайного основания, см²; U – периметр основания, м; kp – коэффициент рабочих условий; Fin -нормативное сопротивление грунта боковым граням столба; Li – толщина грунта, который соприкасается с боковой поверхностью столба, сопротивления грунтов и коэффициенты можно найти в приложении СНиП «Свайные фундаменты».

Если подстилающая почва неоднородная и включает в себя много слоев, то нормативное сопротивление почвы боковым граням определяется для каждого слоя отдельно и складывается. Также в нагрузку при расчете включайте вес буронабивных свай и нужно определить общее количество всех буронабивных свай для фундамента. Учитывайте, что максимальное расстояние между соседними сваями должны быть 2 м, а минимальное – 3 Ø вычисления количества и размеров столбов, нужно сделать их заливку.

Сфера применения винтовых изделий

Применение свайно-винтовых изделий в различных отраслях жизнедеятельности человека имеет широкий диапазон:

  • возведение опор под линиями электропередач;
  • наружная ;
  • проведение спортивных мероприятий (установка больших мониторов, прочих высотных конструкций);
  • строительство мачтовых сооружений;
  • возведение всевозможных хозяйственных сооружений;
  • расширение дома за счет строительства дополнительных помещений;
  • работы в условиях высокой влажности (подземные сооружения, мосты, портовые пристани и т.д.);
  • дополнительное укрепление бетонных фундаментов.

Важно: на расчет предельной нагрузки на опору оказывают влияние не размеры самих изделий, а площадь их подошвы и несущие возможности грунта.