Методика расчета свайного буронабивного фундамента с ростверком

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

Несущая способность винтовой сваи: расчёт

Несущая способность винтовых свай находится путём умножения площади опоры на несущую силу грунта. Рассмотрим этот расчёт на примере винтовой сваи 133, погружённой в глинистую почву:

1. Сначала найдём площадь опоры. Используя табличные данные, узнаём, что диаметр винта равен 30 см, таким образом, площадь подошвы равна: 15х15х3,14=706,5 см².
2. Теперь воспользуемся таблицей, чтобы определить несущую возможность грунта. Для глинистых почв она равна 6 кг/см².
3. Теперь находим несущую способность свайных элементов: 706,5х6=4,2 т.

Вывод: один свайный элемент модели 133, с глубиной погружения в глинистую почву на 2-2,5 м, может выдержать нагрузку в 4,2 т.Винтовые сваи

Как учесть надёжность конструкции при расчётах?

Однако описанный в середине статьи расчёт является приближённым. В нём не учитывается показатель запаса прочности деталей. Для этого необходимо произвести итоговый расчёт по формуле: N=F/Y, где N – искомая нагрузка, F – её приближённое значение, полученное вышеописанным способом расчёта, Y – коэффициент запаса прочности.  Последний показатель зависит от правильности расчётов и числа свайных элементов. Его подбор осуществляется по таким параметрам:

• при числе элементов равном 5-20 шт, коэффициент составляет 1,75-1,4 (в данном случае должен использоваться низкий ростверк на подвесных опорах);
• коэффициент 1,25 используется при проведении испытаний на эталонном свайном элементе и является приблизительным;
• для проведения более точных испытаний используется коэффициент равный 1,2.

Пример: в продолжение нашего расчёта для свайного элемента модели 133 найдём уточнённую несущую способность: 4,2/1,2=3,5 т. Этот показатель будет использоваться при проведении точных инженерно-геологических исследований. Если же используются усреднённые табличные показатели, то искомая величина равна 4,2/1,75=2,4т. Винтовые сваи: габариты

Определяем максимальную несущую способность одного свайного элемента

Чтобы найти максимальную несущую способность одного свайного элемента, потребуются сразу несколько данных. Для наглядности возьмём следующие показатели:

1. Установка свай будет выполняться на песчаных грунтах с несущей способностью 15 кг/см².
2. Используется опора модели 219 с диаметром подошвы 600 мм.
3. Поскольку у нас будут использоваться не больше пяти свай в поле, а несущая способность грунта определена точно, используем коэффициент равный 1,75.

Максимальную несущую способность вычисляем следующим образом:

1. Находим площадь опоры винтовой сваи: 30х30х3,14=2826 см².
2. Вычисляем приближённый показатель несущей способности: 2826х15=42,4 т.
3. Теперь определяется точная несущая способность винтовых свай:  42,4х1,75=24,23 т.

Вывод: несущая способность одного элемента винтовых свай с диаметром опоры 300 мм составляет чуть больше 24 тонн. То есть допустимые нагрузки (вес стен, перекрытия, мебели и т.п.) на опоры при такой глубине залегания не должны превышать 24 тонны. 
Как видите, правильно рассчитанная несущая способность винтовых свай гарантирует, что наш фундамент выдержит вес перекрытий, стен, ветровую и снеговую нагрузку.Винтовые сваиВинтовые сваи

Недостатки

Несмотря на многочисленные плюсы, такие опоры все же имеют и минусы, и в первую очередь – это меньший ресурс, нежели у бетонных элементов аналогичного назначения. Этот недостаток вызван тем, что металлические опоры подвержены коррозии, которую провоцирует влажность почвы. К тому же нередко можно столкнуться с откровенно некачественным товаром, выпущенным недобросовестным производителем, и от этого никто не застрахован. Экономия на материалах, применение сварки, отсутствие антикоррозийной обработки приводят к тому, что столь важный несущий элемент быстро разрушается.

Один из недостатков конструкции

Сколько смогут прослужить трубы, напрямую зависит от марки и толщины металла, степени обработки и состава антикоррозийного средства, качества шва в местах сварки, состава и водонасыщенности грунта. Выбрать действительно качественный товар можно руководствуясь сопроводительными документами:

• сертификатами;
• паспортами;
• протоколами производственных испытаний.

Неправильная эксплуатация, неверно подобранный диаметр опор, некорректно рассчитанный вес постройки или погрешности монтажа уменьшают ресурс изделия на несколько лет. К примеру, вы одновременно используете металлические сваи в качестве опор и заземлителя, но в случае аварийного обрыва нулевого проводника и утечки тока через стальной конус коррозийный процесс многократно усилится, и в первую очередь это произойдет в области сварного шва. Если рядом с участком, в пятидесятиметровой зоне, присутствуют электроподстанции, сотовые ретрансляторы, железнодорожные полотна, а грунт содержит большое количество влаги, свайно-винтовой фундамент будет постоянно подвергаться вредоносному воздействию (блуждающие токи, колебания грунта).

Рассчитываем ростверк

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

Ростверком называют балку или железобетонную плиту, по горизонтали соединяющую верхушки каждого винтового элемента. Свайно-ростверковые основы одинаково хорошо подходят для строительства деревянных и пеноблочных зданий. Ленточный ростверк может быть монолитным или сборным, главное, чтобы он был вылит из бетона, марка которого не ниже 150.

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.

Несущая способность винтовых свай

Винтовая свая (ВС) способна выдерживать значительные осевые нагрузки. Проседание происходит не по причине деформации от нагрузки, а по причине слабой несущей способности грунта, на который опирается свая.

Очевидно, что наилучшими грунтами для опоры ВС являются пески, кроме мелких и очень влажных, а также твердые сухие глины, щебенистые и гравийные грунты. Несущую способность сваи можно увеличить за счет большего количества, увеличения диаметра лопасти и перераспределения нагрузки.

Иногда у покупателя возникает желание предварительно рассчитать сколько и каких ВС понадобится. Под строение 10х10 м устанавливают 4 угловые сваи, затем равномерно расставляют остальные с условием расстояния между ними не более 3-метров. Дополнительно устанавливают под несущими внутренними стенами. Всего получится не менее 25 штук. Затем рассчитывают диаметр сваи и лопасти, определить длину с учетом глубины установки и перепада высот свайного поля.

1. Находим вес дома вместе с ростверком. Учитываем вес несущих внешних и внутренних стен, вес перекрытий пола, мансарды, стропильной системы, крыши – вычисляется суммированием веса, используемого материала.
2. Затем добавляют вес полезной нагрузки – площадь дома умножают на 150 кг/м 2
3. Прибавляют снеговую и ветровую нагрузки – это еще примерно 140 кг/м 2 на площадь проекции крыши.
4. Затем результат умножают на коэффициент запаса прочности 1,2 и получают полную нагрузку на фундамент. Допустим получили 50 т.

Узнаем нагрузку на винтовую сваю 50/25= 2,0 т. Возьмем 108-сваю с лопастью диаметром 300 мм, находим площадь лопасти: 3,14х30х30/4=706,5 см 2 . Теперь смотрим на таблицу и находим тип грунта, на который будет опираться свая. Допустим 3 кг/м 2 . Умножаем площадь лопасти 706,5х3 – получим 2,2 т. Такую нагрузку выдержит грунт. ВС по расчету давит 2,0 т, что меньше несущей способности грунта, а, следовательно, выбор 25 штук из 108 трубы с лопастью 300 мм сделан верно.

Нагрузка на винтовую сваю зависит от веса строения. Например, для легкого забора из сетки рабица подойдут 57 мм или 76 мм сваи, под ворота лучше заказывать 89 или 108 мм. Длина рассчитывается глубиной установки. Допустим надо установить ВС на глубине 1,7 м. Если взять 2,5 метра, то она будет возвышаться 0,8 метра над уровнем земли. ВС обрезаются не менее 15 – см, от верхнего конца, потому что имеют отверстия для крепления приспособления для ввинчивания. Останется 0,6 м от уровня земли.

Винтовая свая/диаметр лопасти, мм	Нагрузка, тонн	Для каких строений подходят:
Диаметр 57/200	1-1.5	Забор сетка рабица, открытое крыльцо, настилы и т.д.
Диаметр 76/250	2-2.5	Заборы из профнастила, веранды, легкие хозяйственные постройки, беседки и т.д.
Диаметр 89/250	3-4	Бани, легкие каркасные дома, сараи, хоз. блоки, пристройки открытого и закрытого типа и т.д
Диаметр 108/300	5-7	Дома каркасные, брусовые, из сруба, бани и т.д.
Диаметр 133/350	8-10	Тяжелые деревянные дома из бруса и бревна, промышленные объекты.

Нагрузка на винтовые сваи:

1. Несущая способность сваи от 1,5 т для 57 мм с лопастью 200 мм, до 8-9 т для 133 мм с лопастью 350 мм. Для деревянного дома чаще заказывают 108 мм с лопастью 300 мм. Для дачных домов и легких строений сгодится 89 мм ВС с лопастью 250 мм.
2. ВС следует выбирать по несущей способности грунта, на который будут опираться.
3. Снизить нагрузку винтовой сваи можно следующим способом:

• увеличить диаметр лопасти;
• перераспределить нагрузку от веса строения на дополнительные ВС;
• установить ВС в грунт с высокой несущей способностью.

Компания имеет многолетний опыт монтажа ВС в Подмосковье. Специалисты подберут правильную глубину установки ВС. После пробного завинчивания, которое необходимо в исключительных случаях, заказчик точно будет знать сколько и каких свай понадобится для монтажа фундамента. Для оформления заявки на пробное ввинчивание и получение расчета позвоните по номеру телефона 8-495-127-05-63 или оставьте заявку по форме обратной связи на сайте.

Свайные технологии

В современном строительстве используется несколько видов свайных технологий, отличающихся друг от друга типом свай и способом их заглубления. Свайные фундаменты используются как в частном малоэтажном строительстве, так и при возведении массивных заводских цехов, жилых многоэтажек или крупных торговых к применению данной технологии служат:

• Недостаточная прочность почвы – болотистые и насыпные грунты.
• Высокий уровень подпочвенных вод, что чревато сезонным пучением грунта.
• Необходимость минимизировать сметные расходы путём сокращения объёмов земельных работ.

Жилой дом на свайных опорах По методу своего заглубления свайные стойки могут быть:

• Забивными, когда углубление в толщу грунта происходит при помощи внешнего воздействия на опору. Это могут быть удары копра, вибрационное воздействие или вдавливание в почву.
• Буронабивными. В данном случае по периметру будущей постройки производится бурение скважин, которые впоследствии заполняются бетонным раствором.
• Винтовыми. Углубление винтовых свай происходит за счёт спиралевидной формы их наконечника, при помощи механического или ручного сваекрута.

Винтовые сваи являются на сегодня наиболее востребованным видом опор для частного строительства благодаря целому ряду преимуществ. Прежде всего, «винтовая» методика предусматривает максимально простую технику заглубления опор. Опускаются в почву они при помощи вращения, работая подобно буру.

Конструкция винтовой опоры Для установки же забивных или буронабивных свай требуется привлечение дорогостоящей техники со специальными приспособлениями. Благодаря простоте монтажа винтовых свай значительно увеличивается и скорость строительства, что является немаловажным плюсом в условиях ограниченного по времени строительного сезона.

Другим преимуществом является простота изготовления винтовых свай – сделать их можно в домашних условиях из обрезков толстостенной трубы (для стойки) и листового металла (для спиралевидных лепестков).

Преимущества винтовых свай

В отношении веса каркасных домов железобетонные винтовые сваи обладают избыточной несущей способностью, поэтому нецелесообразно переплачивать за дорогие конструктивные элементы и аренду оборудования для их вкручивания. Металлические винтовые сваи намного проще в монтаже и способны удерживать вес каркасного сооружения.

Положительные характеристики винтовых свай, которые обуславливают их широкое применение для строительства каркасных домов:

1. Дешевизна.
2. Простой монтаж.
3. Быстрое возведение.
4. Разнообразие моделей.
5. Достаточная несущая способность.
6. Ремонтопригодность.
7. Возможность строительства на склонах.

Какие выбрать?

В зависимости от геологических условий и особенностей проектной конструкции выбирают модель винтовых свай. Определяющие характеристики опорных элементов:

• ширина лопасти;
• диаметр столба;
• длина трубы;
• тип наконечника;
• толщина металла.

Для каркасных домов с несущей нагрузкой 5–9 т используют винтовые сваи диаметром 108 мм и толщиной трубы 4-5 мм. Вес построек в несколько этажей может достигать 14 т, тогда выбирают стержни с размером сечения – 133 мм. В большинстве случаев подходят сваи со стандартным размером лопастей – 250–300 мм.

Как рассчитать?

На какую глубину закручивать винтовые сваи? Минимальная глубина закладывания свай рассчитывается исходя из уровня промерзания почвы. При этом наконечник опоры должен упираться в твердый несущий пласт. Для этого на этапе геологических исследований анализируют состав почвы и высоту слоев.

Например, в преобладающей части московского региона глубина промерзания грунта равна 1,5 м, тогда как в северных – этот показатель составляет 2,4 м. Это значение принимается за глубину фундамента.

Высота свай рассчитывается исходя из таких показателей, как:

• высота снежного покрова зимой;
• температурный режим в помещении;
• уровень подземных источников;
• вероятность подтопления;
• тип рельефа на участке.

Минимальна высота свай – 20 см, но на практике этот показатель редко опускают ниже 30 см. уровень цоколя подбирают индивидуально в зависимости от исходных условий.

Определяясь с моделью силового элемента, выбирают сваи с запасом по длине минимум в 0,5 м, чтобы было удобно выровнять высоту фундамента по горизонтали. Чаще всего для строительства каркасных домов используют стандартный типоразмер опор – 108х300х2500 мм.

Как рассчитать расстояние между сваями? Шаг между ближайшими силовыми элементами рассчитывают, основываясь на потребности в опорах. Сваи обязательно устанавливают в местах, где сооружение оказывает максимальную нагрузку на почву: под углами и точками пересечения несущих стен.

Если расстояние между столбами превышает 3 м, то посередине устанавливают промежуточные опоры. Рекомендованный шаг для винтовых свай – 1,5–2,5 м.

Возведение фундаментной конструкции под дом своими руками

Технологические этапы строительства (после расчетов и проектирования):

• разметка участка;
• вкручивание свай с помощью насадки и профильных труб-рычагов;
• бетонирование полости трубы для увеличения прочности и предотвращения образования конденсата;
• обрезка свай на одном уровне;
• наваривание оголовков.

Каким должно быть расстояние между винтовыми сваями при устройстве фундамента, можно узнать тут. Об установке винтовых свай для фундамента своими руками читайте в данной статье, о ремонте основания с применением винтовых опор — в этой, о реконструкции фундамента — в этой.

Устройство канализации

При монтаже канализации в доме на сваях необходимо утеплить трубы, чтобы избежать замерзания сточной жидкости, когда температура воздуха будет отрицательной.

Для этого необходимо:

1. Использовать теплоизоляционные материалы для труб.
2. Утеплить цоколь по периметру дома.
3. Прокладывать внешнюю отводную трубу, соединяющую внутреннюю канализацию с септиком, в траншее.

Сарай с нуля

Сарай — легковесная конструкция, поэтому под фундамент можно использовать трубы диаметром меньше 108 мм. Длину труб выбирают с учетом глубины промерзания почвы (1,5–2 метра).

После монтажа опор производят бетонирование, обрезают выступающие части труб на одном уровне и наваривают оголовки. Связать сваи в единую конструкцию можно швеллером, металлической трубой или деревянными брусьями.

Строительство веранды

Каждый угол веранды должна удерживать одна опора. Таким образом выбирают количество стержней, учитывая, что шаг между ними не должен превышать 3 м. Длина труб зависит от линии промерзания почвы. Диаметр опоры можно выбирать между 57 и 89 мм.

Этапы работы:

• ввинчивают опоры строго в вертикальном положении;
• обрезают трубы на одном уровне
• заполняют полость бетоном;
• наваривают оголовку;
• на оголовки кладут слой гидроизоляции;
• делают обвязку ростверком (металлическим профилем или брусьями).

Любая древесина в строительстве должна быть обработана влагостойкой пропиткой.

В отличие от отдельной террасы, веранда имеет с домом как минимум одну стенку и объединена кровлей. В этом случае строители советуют делать связку между фундаментами, чтобы не нарушить устойчивость конструкции.

Для отдельно стоящей от дома террасы нужно рассчитать суммарные нагрузки, проанализировать несущую способность грунта и в связи с этими данными выбрать количество опор. Для повышения устойчивость террасы обвязку рекомендуют делать как по периметру, так и по диагоналям.

Роль грунта в определении глубины погружения сваи

Несомненно, состав грунта во многом вносит решающий вклад в устойчивость всего фундамента. Преимущество винтовых свай в качестве основы для дома по сравнению с другими типами фундаментов как раз и состоит в том, что влияние состава грунта может быть нивелировано – как раз из-за того, что сваи достигают наиболее плотных слоев грунта.

Свайно-винтовые фундаменты успешно устанавливают на песчаные, неустойчивые грунты. Большую роль играет глубина промерзания грунта. Она различна для разных регионов. В частности, это параметр может составлять от 70-80 см в южных районах России до двух и более метров в северных районах и в Сибири. Иногда глубина промерзания достигает и 2-2,5 метров. На большей территории нашей страны глубина промерзания оценивается в 1.2-1,5 метра. Именно на эту глубину как минимум должны быть завинчена свая.

При расчете фундамента значение промерзания грунта можно узнать из общих характеристик земель в данном регионе.

Карта промерзания грунта в России

Применение винтовой сваи с диаметром 133 мм

В момент устройства тяжелого строения на винтовой фундамент зачастую возникает вопрос: какие сваи по диаметру выставлять икаким должно быть их количество?

Для массивных сооружений лучше всего использовать элементы с большим диаметром. Несущая способность винтовой сваи 133 мм с диаметром лопасти 350 мм позволяет выдерживать нагрузки весом 4 тонны. При их помощи можно устанавливать сооружения любого типа – от жилого дома до складских помещений.

Винтовые опоры довольно часто применяются в строительстве разнообразных причалов и пирсов. Для их устройства используются сваи с диаметром трубы 133 миллиметра.

Кроме всего прочего, они имеют двойное защитное покрытие от образований коррозии. Благодаря таким характеристикам основание прочно размещается на участках с нестабильной почвой. Чтобы выяснить несущую способность фундамента, необходимо перемножить величину площади и значение сопротивляемости почвы.

Пример определения количества свай на фундамент

В расчет берется строение в два этажа по фундаменту 6 на 6 метров и используемый материал бруса. На строительном участке располагается грунт в виде глины. Общий вес строения со всеми нюансами составил 59 тонн.

По периметру здание составляет 24 метра, внутренние перегородки отсутствуют. Первым делом необходимо уточнить по таблице прочность почвы. В нашем случае это значение будет равно 6 кг на квадратный сантиметр.

Коэффициент выдерживаемой нагрузки составляет 1,75 (он нужен для предоставления запаса в случае необходимости). Проводится вычисление общей площади подошвы. Формула:

S = (ПД) х (ПД) : 4 = 3,14 x 352 : 4 = 961,6 сантиметра. Это определение диаметра лопастей.

Формула для вычисления неоптимизированной несущей возможности:

F = S x Ro = 961,6 x 6 = 5770 кг.

Вычисление допустимого веса на одну сваю:

N = F : yk = 5770 : 1,75 = 3279, то есть приблизительно (с округлением) 3 тонны 300 килограммов.

Что может снизить долговечность?

Факторы, которые оказывают непосредственное влияние на срок службы свайного фундамента:

1. Подвижность земельных масс. На площадках с нестабильным грунтом на сваи воздействуют горизонтальные и выталкивающие силы, которые приводят к деформации труб и, как следствие, уменьшению из износостойкости.
2. Сезонные температурные перепады. Металл имеет свойство сужаться и расширяться под действием низких и высоких температур. В результате этого появляются трещины в покрытии, куда проникает влага, провоцируя появление коррозии. Если в регионе, где строится фундамент, наблюдаются большие температурные перепады, экономически целесообразно приобрести сваи и высокопрочной легированной стали.
3. Агротехническая эрозия почв. Негативное действие особенно выражено на участках с холмистым рельефом. Действие фактора приводит к локальному растрескиванию поверхности металла. Наличие в грунте мелких камней, царапающих внешнее покрытие, увеличивают скорость разрушения.
4. Химическая коррозия. В почве с высоким уровнем кислотности образование ржавчины происходит быстрее. Проблему решают пескоструйной обработкой стержня перед погружением в почву.
5. Воздействие на металл электрически проводящей среды. Блуждающие в почве токи увеличивают скорость окисления металла. Негативному действию в большей степени подвержены фундаменты, рядом с которыми под землей проложены кабеля или объекты промышленного назначения.
6. Несоблюдение правил транспортировки и хранения, а также нарушение технологии монтажа. Перечисленные аспекты приводят к повреждениям поверхности свай и снижает тем самым степень защиты от многих внешних факторов.

Порядок расчета допустимых нагрузок на сваи

На запас прочности опорного столба влияет его длина и диаметр. Пример зависимости этих показателей можно увидеть в таблице 1.

Таблица 1. Несущая способность винтовых свай.

Большое значение для расчетов имеет тип грунта на участке застройки, глубина залегания плотного несущего слоя, уровень промерзания почвы. При проектировании фундамента нужно подбирать такое количество стержней, чтобы проектная нагрузка на основание была меньше табличной, то есть обязательно должен быть запас прочности.

Основные составляющие расчетов нагрузки на сваи:

• диаметры ствола и лопастей;
• длина свайной конструкции;
• характеристики грунта.

Самый простой способ расчета выполняется при помощи формулы H = F / уk, где:

• H — вес, который выдерживает свайная конструкция;
• F — «чистая» нагрузка;
• уk — поправочный коэффициент.

Коэффициент надежности зависит от количества столбов в свайном поле, нагрузки на почву. Для определения поправочного коэффициента используют следующие данные:

• Коэффициент 1,2. Его используют в том случае, если были проведены точные геологические исследования с зондированием почвы, сбором образцов, лабораторными исследованиями грунта. Этот способ редко используют при строительстве частных домов из-за высокой стоимости геологической экспертизы.
• Значение 1,25. Такой коэффициент используется если было проведено пробное бурение. Сваю-эталон вкручивают в нескольких точках на участке застройки. Таким способом определяют глубину залегания несущего пласта, его толщину. Для выполнения пробного бурения нужны практические навыки, а также определенные познания в области геологии.
• Значение 1,75. Этот показатель применяется при самостоятельном исследовании грунта и использовании справочных данных. Он подходит для свайных фундаментов при количестве опорных столбов до 22 штук.

Для частного строительства лучше применять 2 способ, поскольку провести полноценную геологическую экспертизу своими силами невозможно.

Чтобы рассчитать неоптимизированную несущую нагрузку нужно выполнить вычисления по следующей формуле F = S x Rо, где Ro это прочность основания, а S — площадь лопасти. Ее вычисляют по специальной формуле или используют исходные данные, которые предоставляют изготовители винтовых свай.

Таблица 2. Размеры и вес свайных конструкций.

Диаметр столба, мм

Диаметр лопасти, мм

Толщина стали (ствол), мм

Толщина стали (лопасть), мм

При определении длины опорных конструкций нужно учитывать тип грунта и особенности климата данной местности. Поскольку сваи вкручивают ниже точки промерзания необходимо знать на какую глубину промерзает почва. Средние показатели для Москвы и Московской области:

• глинистые почвы и суглинки — 135 см;
• песчаные — от 164 до 176 см;
• каменистые — 200 м.

Для определения прочности основания (Ro) применяют табличные данные.

Таблица 3. Тип почвы и ее несущая способность.

Rо на глубине 150 см и более, кг/см2

Галька с включениями глины

Гравелистый с включениями глины

Песчаные почвы (крупная фракция)

Песчаные почвы (средняя фракция)

Песчаный (мелкая фракция)

Глинистые почвы и супеси

Вязкие глинистые почвы

Просадочный грунт или насыпное основание (с уплотнением)

Насыпной грунт (без уплотнения)

Данные из таблиц подставляют в формулу и находят ориентировочную нагрузку на основание. Полученное число умножают на коэффициент надежности и определяют проектную нагрузку на один опорный столб.

Более точное значение можно получить, используя множество коэффициентов: от глубины залегания лопастей и силы бокового трения до характера работы опоры, величины выдергивающих или сжимающих сил. Чтобы упростить работу используют данные из таблиц.

Таблица 4. Несущая способность одной свайной опоры (Ф ствола 108 мм, Ф лопасти 300 мм).

Несущая способность сваи в кг при глубине залегания лопасти, см

песчаные (крупная и средняя фракция)

песчаные (мелкая фракция)

Запас прочности свайных опор диаметром 108 мм позволяет использовать их в качестве основания для строительства каркасных, бревенчатых, брусовых домов в один этаж. Для двухэтажных построек, а также сооружений из кирпича и блока используют сваи большего диаметра.

Диаметр и длина винтовых свай

Диаметр и длина свайно-винтовых конструкций подбираются отдельно для каждого типа сооружения. Варианты применения винтовых свай:

• Опоры диаметром 76 мм используют для фундаментов легких сооружений — беседок, террас, веранд, навесов.
• Сваи с толщиной ствола 89 мм применяются при строительстве небольших гостевых домиков, бань, хозблоков.
• Винтовые стержни диаметром 108 мм подойдут для постройки дачного дома из бруса.
• На фундаменте из стержней диаметром 133 мм строят коттеджи из поризованного бетона — газоблока, пеноблока.
• Усиленные винтовые конструкции диаметром 102 мм применяют в качестве опор свайно-ростверкового фундамента под кирпичные дома.

Для строительства дома на участке с устойчивым стабильным грунтом используют винтовые сваи длиной 2,5 м. Если на пятне застройки есть перепады по высоте, то длину стержней увеличивают. Максимальная длина свайных стержней 12 метров, при необходимости их удлиняют через сварные муфты.

Глубину ввинчивания опор определяют путем пробного или лидерного бурения. Лопасти свай должны пройти верхние слои почвы и зафиксироваться в плотных несущих пластах. Метод контрольного вкручивания состоит в следующем. На верхней части ствола каждого стержня имеются монтажные отверстия. В них заводят рычаг и закручивают опору, сочетая завинчивание с давящей нагрузкой. В процессе заглубления опоры постоянно контролируется ее вертикальность при помощи пузырькового строительного уровня. После того, как наконечник сваи погрузился ниже уровня промерзания почвы и резко увеличилось усилие затяжки работу прекращают.

Этим способом определяется глубина залегания плотных слоев и длина свай. В зависимости от сложности рельефа при расчете длины опор предусматривают запас от 0,2 до 0,5. После монтажа всех элементов, формирующих свайное поле, стержни выравнивают в один уровень при помощи лазерного уровня, излишки обрезают болгаркой.

Что это такое?

Винтовая свая представляют собой трубу с острым наконечником и навинченной лопастью. Благодаря такой конструкции опора ввинчивается в грунт, уплотняя его с каждым витком. Несущая способность фундамента определяется размером труб и конфигурацией их лопастей.

Преимущества и недостатки такого фундамента

Технология с применением свайно-винтового фундамента выгодно отличается такими особенностями:

• монтаж от одного дня;
• возможность строительства на сложных ландшафтах;
• более дешевая цена стержней по сравнению с железобетонными опорами;
• завинчивание возможно ручным и механическим способом;
• подходит для большинства видов грунта, кроме скальных пород;
• допускается многократное использование свай.

Недостатки технологии:

• трудности при обустройстве подвалов и цокольных этажей;
• разрушением металла под действием коррозийных процессов и биологической среды;
• не подходят для строительства многоэтажных и тяжеловесных сооружений.

Подробнее о преимуществах и недостатках свайно-финтового фундамента расскажет эта статья.

Сравнение винтовых свай с другими типами основания

Буронабивной фундамент, в свою очередь, выдерживает гораздо большие нагрузки, чем металлические стержни, но он требует значительных финансовых, временных и трудовых затрат на строительство.

Последнюю проблему можно решить применением винтовых железобетонных опор, но это приведет к удорожанию фундамента.

Долговечность опор

Заявленный срок службы такого фундамента – от 70 лет. На практике продолжительность эксплуатации зависит от таких факторов:

1. Соответствие прочности стали ГОСТу.
2. Качества антикоррозийного покрытия.
3. Соблюдения технологии при монтаже.

Стержни, защищенные от влаги методом горячего оцинкования, служат на 20 лет дольше изделий, на которые нанесено полимерное покрытие, битумная мастика, грунтовка или другие виды гидроизоляционного материала.

Можно ли устанавливать стержни в воду?

Винтовые сваи применяются для строительства надводных объектов: мостов, пирсов и т.д. На срок службы фундамента влияет качество антикоррозийного покрытия. С этой целью используют металлические сваи с защитным слоем, нанесенным методом горячего оцинкования.

В качестве альтернативы, в воду также можно установить железобетонные винтовые опоры, но в поры бетона попадает влага и с годами разрушает такой фундамент.

В таких условиях эксплуатации за несущую способность свайного фундамента отвечает размер лопастей. Винтовая часть также обеспечивает необходимую устойчивость опорам во время весеннего ледохода.