Допустимая нагрузка – важнейший показатель винтовых элементов фундамента
Важной характеристикой винтовых свай, влияющей на правильный их подбор при устройстве фундаментов под конкретные сооружения, является несущая способность.
Далее ознакомимся с параметрами, от которых зависит допустимая нагрузка на винтовые сваи, а также с правильным её теоретическим расчётом.
Прочность грунта основания
Одним из исходных данных при расчёте допустимой нагрузки на винтовые сваи являются прочностные характеристики грунта на участке строительства. Их точное определение возможно при выполнении изыскательского бурения.
- глина – 3,7–4,7;
- суглинки и супеси – 3,5–4,4;
- песок (от мелких фракций до крупных) – 4–6.
Такие данные содержат и строительные справочники, и СНиПы.
1. Нагрузку от строения воспринимают сваи или грунт?
Когда речь заходит о свайно-винтовых основаниях, мы часто сталкиваемся с выражением «несущая способность винтовой сваи». Стоит сказать, что, несмотря на свою распространенность, оно не вполне корректно.
О том, какого объема исследований будет достаточно для получения всей необходимой информации, вы можете прочитать в статье «Экспресс-геология: геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов».
3. Параметры винтовых свай
С точки зрения характера восприятия нагрузок винтовые сваи можно условно разделить на две большие группы:
- узколопастные, диаметр лопасти которых превосходит диаметр ствола менее чем в полтора раза;
- широколопастные (лопастные), у которых диаметр лопасти в полтора раза и более превосходит диаметр ствола.
Широколопастные модификации хорошо воспринимают проектные нагрузки даже в грунтах с низкой несущей способностью благодаря:
- достаточной площади опирания;
- подбору конфигурации лопастей, соответствующей грунтовым условиям (подробнее «Ключевые принципы подбора параметров лопастей»);
- расчету расстояния между лопастями, шага, угла, наклона лопастей для многолопастных модификаций (подробнее «Особенности расчета многолопастных конструкций»).
По результатам исследований, проведенных специалистами компании «ГлавФундамент», был построен график зависимости несущей способности винтовой сваи от характеристик основания и конструктивных особенностей самой сваи (рисунок 1).
Рисунок 1 – График зависимости несущей способности винтовой сваи от характеристик грунта и конструктивных особенностей сваи
dS1, dS2, dS3 – условный диаметр лопасти винтовых свай (исполнение 1, 2, 3).
ds1, ds2, ds3 – условный диаметр ствола винтовых свай (исполнение 1, 2, 3).
h – глубина погружения.
e/Il – отношение пористости грунта к показателю текучести.
Расчёт веса нагрузки винтовой сваи
Для расчета необходимо учитывать размеры винтовых свай и качество грунта, в которой они будут устанавливаться. Чтобы выполнить предварительный расчет необходимо произвести умножение площади основания на сопротивляемость почвы и уточнить расчет свайного фундамента.
Как правильно установить винтовые сваи оцинкованные, можно узнать прочитав данную статью.
На фото – устройство винтовых свай:
Например, для вычисления возможностей винтовой сваи 133, ввинченной в обычную глину, необходимо произвести следующий план действий:
Какая марка цемента подойдёт для заливки фундамента можно узнать из данной статьи.
На видео – о несущей способности винтовых свай:
Как сделать раствор для фундамента можно узнать из данной статьи.
Какая максимальная возможность одной сваи
На видео – несущая способность винтовых свай 108:
В результате для определения максимальной несущей способности винновой сваи необходимо воспользоваться таким алгоритмом:
Какой бетон нужен для фундамента двухэтажного дома можно узнать из данной статьи.
Как залить фундамент для дома из газобетона можно узнать из статьи.
От чего зависит допустимая нагрузка
Допустимая нагрузка на винтовую сваю зависит от следующих факторов:
- диаметр трубы и лопастей;
- прочность грунта основания;
- длина сваи.
При выполнении простейших расчетов для частного дома потребуется знать только прочностные характеристики основания и площадь лепестковой подошвы (лопасти). Расчет выполняется по следующей формуле:
Коэффициент γk назначается равным следующим значениям:
Важно! Практичнее всего использовать второй способ т.к. полноценные геологические изыскания дороги, а самостоятельное изучение грунта на глубине вкручивания свай практически нереально.
Очень интересное видео по испытаниям винтовых и других свай, за одно и сравнение по несущей способности:
Чтобы найти F, потребуется выполнить вычисления по следующей формуле:
Здесь S — площадь лопасти, которая вычисляется по формуле для круга (S = πR² = (πD²)/4). Исходные данные приводятся производителем винтовой сваи. Для наиболее распространенных диаметров винтовой сваи можно воспользоваться таблицей ниже.
| Диаметр винтовой сваи, мм | Диаметр лопасти, мм |
| 89 | 250 |
| 108 | 300 |
| 133 | 350 |
Эти элементы чаще всего применяются для легких частных строений.
Таблица ниже рассматривает, какую прочность основания нужно взять в расчет для различных грунтов.
Более подробно определить, сколько сможет выдержать свая можно по формуле 7.15 пункта 7.2.10 СП «Проектирование и устройство свайных фундаментов». Здесь учитываются все моменты, которые способны повлиять на несущую способность, а именно:
- условия работы;
- характеристики грунта;
- глубина залегания лопасти (прибавляется боковое трение);
- диаметр лопасти;
- характер работы сваи (на выдергивание или на сжатие).
Для свай диаметром 89 и 108 мм можно привести следующую таблицу:
Выбор свайно-винтового фундамента
При возведении капитального дома из бревна с небольшими габаритами рекомендуется воспользоваться 108-миллиметровыми сваями. Если дом сооружается из пеноблоков либо кирпича, диаметр должен достигать 133-х миллиметров.
Нагрузка определяется используемыми стройматериалами, этажностью, а также габаритами здания. Больше всего весят перекрытия в комплексе со стенами. В двухэтажном деревянном доме перекрытия могут весить около 10-ти тонн, а внешние стены – около 16-ти тонн.
Благодаря свайно-винтовому основанию можно осуществлять строительство здания, независимо от грунтов. Мастера легко справляются с болотистыми и торфяными территориями, даже с вечной мерзлотой и сложными рельефами.
Расчёт веса нагрузки винтовой сваи
Для расчета необходимо учитывать размеры винтовых свай и качество грунта, в которой они будут устанавливаться. Чтобы выполнить предварительный расчет необходимо произвести умножение площади основания на сопротивляемость почвы и уточнить расчет свайного фундамента.
Как правильно установить винтовые сваи оцинкованные, можно узнать прочитав данную статью.
На фото – устройство винтовых свай:
Например, для вычисления возможностей винтовой сваи 133, ввинченной в обычную глину, необходимо произвести следующий план действий:
Какая марка цемента подойдёт для заливки фундамента можно узнать из данной статьи.
На видео – о несущей способности винтовых свай:
Как сделать раствор для фундамента можно узнать из данной статьи.
Какая максимальная возможность одной сваи
На видео – несущая способность винтовых свай 108:
В результате для определения максимальной несущей способности винновой сваи необходимо воспользоваться таким алгоритмом:
Какой бетон нужен для фундамента двухэтажного дома можно узнать из данной статьи.
Как залить фундамент для дома из газобетона можно узнать из статьи.
Последовательность действий
Для расчета необходимо учитывать размеры винтовых свай и качество грунта, в которой они будут устанавливаться. Чтобы выполнить предварительный расчет необходимо произвести умножение площади основания на сопротивляемость почвы.
Как правильно установить винтовые сваи оцинкованные. можно узнать прочитав данную статью.
На фото — устройство винтовых свай:
Например, для вычисления возможностей винтовой сваи 133, ввинченной в обычную глину, необходимо произвести следующий план действий:
Какая марка цемента подойдёт для заливки фундамента можно узнать из данной статьи.
На видео — о несущей способности винтовых свай:
Как сделать раствор для фундамента можно узнать из данной статьи.
Определение максимальных возможностей
На видео — несущая способность винтовых свай 108:
В результате для определения максимальной несущей способности винновой сваи необходимо воспользоваться таким алгоритмом:
Какой бетон нужен для фундамента двухэтажного дома можно узнать из данной статьи.
Как залить фундамент для дома из газобетона можно узнать из статьи.
Расчет винтовых свай для фундамента. Как сделать правильный расчет нагрузки?
Выбор длины зависит от:
- Короткие: 1,65÷2,5 м.
- Длинные: до 11,5 м (шаг 500 мм).
Влияние грунта на расчет
Какие бы ни были выбраны сваи винтовые для фундамента, расчет нагрузки невозможен без определения несущей способности почвы. Так, не всегда грунт имеет необходимый состав, позволяющий выдержать без проседания постройку.
Важно! Выбранная свая не должна превышать величину выдерживаемой нагрузки почвы.
Для определения несущей способности грунтов сначала определяется состав почвы, а затем сравнивается с характеристиками, приведенными в таблице.
Величина нагрузки кг/м 2, переносимая разными типами почвы
Для того чтобы произвести расчет винтовых свай для фундамента, требуется определить тип почвы:
Обратите внимание! Чем больше содержание глины – тем выше вспучивание грунта.
- Торф – мягкий и воздушный состав не предполагает несения нагрузок.
Близость грунтовых вод и степень влагостойкости определяется бурением скважины на глубину опускания сваи. Если в постоявшей яме образовалась вода, то имеет место влагонасыщенный грунт с близким расположением водоносного слоя.
Несущая способность винтовых свай – расчет по двум основным показателям
Расчет площади подошвы сваи
Формула, определяющая площадь свайной подошвы, выглядит следующим образом:
S = 3,14*R 2 или S = 3,14*D 2 /4,
где R и D – радиус и диаметр соответственно.
Самостоятельное определение несущей способности сваи
Более точный результат вычислений получается при делении показателя несущей способности сваи на коэффициент надежности, что изменяет конечный результат в меньшую сторону.
