Какую нагрузку выдерживает 108 винтовая свая?

Винтовые сваи нагрузка расчет

Начинающим строителям, а также всем тем, кто увлекается стройкой, а именно возведением фундамента, полезно будет ознакомиться с этой статьей, в которой указываются основные методики для расчета несущей способности винтовых свай.

Несущая способность винтовых свай: как правильно рассчитать нагрузку на винтовую сваю?

Для того чтобы рассчитать какова нагрузка на 1 винтовую сваю, нужно найти показатели площади основания сваи и узнать точное значение сопротивляемости почвенного грунта. Эти два значения требуется перемножить между собой, чтобы получить значение несущей способности сваи. Итак, приведем пример. Несущая способность винтовой сваи 108, которая установлена в глиняный грунт, будет определена таким способом:

  • Для начала требуется узнать значение площади лепестковой подошвы винтовой сваи. Например, диаметр лопастей винтовой сваи 108 равен 300 мм, значит, радиус равен 150 мм. Далее высчитать значение, перемножив радиус лопасти (150 мм) возведенный в квадрат на число Пи (3,14). Получится 706,5 см2.
  • После этого, оперируя данными таблицы в источниках, узнать несущую способность того грунта, где устанавливается фундамент. Несущая способность глиняного грунта равна 6 кг/ см2.
  • Затем, две полученные величины: нагрузку лопасти подошвы и нагрузку грунта перемножить. Из этого получается 6х706,5=4,2 тонны.

Из этих расчетов становится ясно, какую нагрузку может выдержать одна винтовая свая диаметром 108.

Как произвести расчеты несущей способности винтовой сваи, учитывая при этом надежность строительной конструкции?

Приведенные выше расчеты могут дать лишь общий результат, без учета конкретно того строения, которое вы планируете возводить. При расчетах следует учитывать и такой критерий, как запас прочности конструкции. Для того чтобы сделать расчет несущей способности сваи при этом, учитывая запас прочности сооружения, нужно воспользоваться формулой:

В данной формуле показатель N это та нагрузка, которую мы планируем рассчитать, F – это среднее значение несущей способности сваи, которую можно узнать методом умножения нагрузки грунта и площади винтовой сваи, Yx – это показатель запаса надежности сооружения. Точность вычислений несущей способности винтовой сваи с учетом запаса прочности здания будет определена лишь в том случае, если будет наиболее точно рассчитана несущая способность грунта, на котором будет возводиться постройка.

В конечном счете исходя из указанных нами условий – свая 108 и глинистый грунт, коэффициент запаса надежности сооружения может быть равным:

  • 1,75–1,4. Общее количество свай в данном случае может быть от пяти до двадцати, причем сваи должны быть с низким ростверком, монтирующимся на висячих опорах.
  • 1,25 – такой коэффициент может быть выявлен при примерном расчете несущей способности грунтовой поверхности, с использованием сваи-эталона при зондировании почвы. Такие испытания проводятся геологами, которые создают на месте установки фундамента площадку для измерений с применением сваи-эталона.
  • 1,2 – данный коэффициент получается при максимально точном измерении, которое возможно лишь при тщательном зондировании почвы, а также изучении почвенных образцов в химической лаборатории.

По результатам расчетов получается, что несущая способность свай диаметром 108 равна 3,5 тонны. Этот показатель получается при точном измерении характеристик грунта, и на 1 тонну меньше – 2,5 при расчетах на основании табличных данных о характеристиках грунта.

Какова максимальная способность винтовых свай к нагрузке?

Теперь, когда нам известны все нюансы определения нагрузки на несущую опору, мы может рассчитать максимальную нагрузку на одну сваю. Для того чтобы произвести эти расчеты требуется:

  • Грунтовой поверхностью будет выступать песок с максимальной несущей способностью 15 кг/см2.
  • Опорой будут выступать свая маркой 108, которая имеет диаметр лопасти 300 мм.
  • Коэффициент надежности равен 1,75, который указывает на точные показатели несущей способности и количестве свай около пяти.

В результате на основании этих данных, мы можем определить максимальную несущую способность каждой сваи, воспользовавшись следующим методом:

  • Площадь лепестковой опоры сваи 108 равна 706,5 см2.
  • Приблизительное значение опоры в соответствии с характеристиками грунтовой поверхности исходя из табличных данных равна — 10,5 тонн (706,5х15).
  • Оптимизированное значение опоры (точное значение) равно нагрузке в 6 тонн.

Исходя из этих данных, можно сделать вывод о том, что одна свая, имеющая радиус лопасти 150 мм, которая погружена в песок, может выдержать нагрузку равную 6 тоннам. Винтовые сваи – это очень надежный вид фундамента, которые ценятся в кругах строителей именно за их универсальные и надежные качества.

Читать еще:  Сколько мешков цемента нужно на 1 м3 бетона для фундамента

Какую нагрузку выдерживает винтовая свая

Несущая способность – важнейший показатель любого фундамента, он определяет возможность основания выдерживать вес объекта, а также все сопутствующие нагрузки без повреждений, деформаций и разрушений. Именно поэтому для здания предварительно необходимо высчитать эту характеристику и возвести конструкцию, полностью соответствующую ей.
В последние годы объекты разного назначения часто возводят на опорных элементах, из-за этого многие интересуются, какую нагрузку выдерживает винтовая свая и от чего зависит ее способность выносить большой вес?

От чего зависит несущая способность?

Данная характеристика свай определяется в соответствии с несколькими важными параметрами – характеристиками грунта, диаметром и толщиной стенок опор.
Прочность земли – важнейшая особенность, узнать которую можно после проведения на местности инженерных изысканий. Специалисты определят состав почвы, а затем обратятся в специальные каталоги, где указана данная характеристика для разных типов грунта. К примеру, для глины она составляет 6 кг/см2.
Что касается индивидуальных особенностей используемых металлических столбов, то они могут сильно различаться по своим характеристикам, диаметру и способностью выносить определенный вес:

  1. 57 мм. Самые тонкие опоры, которые выдерживают не более 800 кг. Они применяются для стройки легких заборов и ограждений.
  2. 76 мм. Более прочные изделия, способные выдерживать от 2 до 3 тонн груза. Их применяют для возведения тяжелых ограждений.
  3. 89 мм. Могут вынести до 4 тонн груза, благодаря чему позволяют возводить легкие сооружения бытового назначения – гаражи, бани, беседки, навесы и т. д.
  4. 108 мм. Самый распространенный тип опор, они выдерживают до 7 тонн веса, потому подходят для стройки многих зданий и сооружений из нетяжелых материалов.

На современном рынке можно найти опоры и большего диаметра, к примеру 133 или 150 мм. Их используют для стройки более крупных зданий и сооружений, в том числе из тяжелых стройматериалов, включая кирпич и керамзитобетон.

Как установить трубы?

Свая имеет простейшую конструкцию, это труба с винтовой лопастью и острым наконечником. Устанавливается она элементарно, монтаж допускается выполнять собственными силами, не обращаясь за помощью к профессионалам.
Воспользовавшись проектной документацией, необходимо выполнить разметку местности и отметить точки, где будут установлены закупленные столбы. Для более простого монтажа можно сделать в этих точках углубления до 20 см.
В ямку опускается опора и завинчивается в почву с помощью ручных инструментов и с постоянным контролем вертикальности. Проверять точность установки следует с помощью нивелира, способного уловить даже незначительные отклонения. Уклон в 2 градуса и больший уже может стать критичным для нового фундамента. Из-за такой ошибки основание станет далеко не таким устойчивым, прочным и долговечным, как хотелось бы собственнику.
Установленные трубы обрезают до одной высоты с использованием болгарки или резака. Полости металлических изделий рекомендуется заполнять бетонным раствором. Бетонирование обеспечивает внутренней части трубы защиту от коррозийных процессов, а также увеличивает максимальный вес, который конструкция способна выдержать без деформаций.
На последней стадии монтажа к трубам приваривают металлические оголовки и устанавливают на них ростверк. Обвязку можно сделать из швеллера или деревянного бруса. Швеллер считается более предпочтительным вариантом, так как характеризуется лучшими техническими характеристиками и служит дольше. После сварочных работ обязательно выполняется обработка металлоконструкций антикоррозийными веществами. Без такой защиты фундамент не сможет прослужить дольше 10-30 лет. Особое внимание при обработке необходимо уделять сварным швам, так как в этих местах изделие наиболее сильно подвержено негативным воздействиям.
Сами трубы тоже могут нуждаться в защитной обработке, если они не оцинкованы и не окрашены в заводских условиях. Существует множество средств и составов, позволяющих продлить срок жизни металлу, даже если изделие используется в сложных условиях или агрессивных средах.

Несущая способность свай

Несущая способность свай — это максимальная величина нагрузки, которую способна выдерживать погруженная в грунт свая, не подвергаясь деформациям.

Существует два типа несущей способности свай — по материалу изготовления и по грунту. Данные о несущей способности конструкции исходя из ее материала могут быть получены при проведении теоретических расчетов, тогда как определение несущей способности сваи по грунту требует проведения практических исследований на месте строительства.

Читать еще:  Как сделать фундамент для дома из кирпича своими руками?

Методы определения несущей способности сваи

При проектировании свайных фундаментов используются четыре метода определения несущей способности свайных конструкций:

  • Способ теоретического расчета;

Совет эксперта! данный метод является предварительным, полученные результаты в последствии корректируются на основании фактических данных о характеристиках грунта.

Расчет несущей способности выполняется по формуле: Fd = Yc * (Ycr * R * A + U * ∑ Ycri * fi * li)

  • Yc — совокупный коэфф. условий работы;
  • Ycr — коэфф. сопротивления почвы под опорной подошвой сваи;
  • R — сопротивление почвы под опорной подошвой сваи;
  • А — диаметр опорной подошвы;
  • U — периметр сечения свайного столба;
  • Ycri — коэфф. условий работы грунта по боковым стенкам сваи;
  • fi — сопротивление почвы по боковым стенкам;
  • li — длина боковых поверхностей.

Практический способ реализуемый в полевых условиях. После отдыха сваи (спустя 2-3 дня после забивки столба), на конструкцию с помощью ступенчатого домкрата передается статическая нагрузка.
Посредством специального прибора — прогибометра, определяется величина усадки сваи и производятся необходимые расчеты. Данный метод считается одним из наиболее точных.


Рис 1.1: Определение несущей способности сваи методом пробных статистических нагрузок

Исследования проводятся на уже погруженных сваях по истечению периода отдыха столбов. На конструкцию посредством дизель молота передается ударная нагрузка (до 10 ударов). После каждого удара прогибометром определяется степень усадки сваи. Данный способ реализуется в комплексе со статическим методом.

Рис 1.2: Прогибометр — прибор для измерения усадки сваи

Для реализации метода зондирования свая снабжается специальным датчиками, после чего выполняется ее погружение на проектную глубину посредством ударной нагрузки (динамическое зондирование) либо вибропогружателями (статическое зондирование).

Датчики определяют сопротивление грунта боковой и нижней стенки свайного столба, по которой рассчитывают несущую способность конструкции в конкретном типе почвы.

Рис. 1.3: Схема метода зондирования свай

Методы определения несущей способности грунта

Несущая способность почвы — один из важнейших параметров, учитываемых во время проектирования свайных оснований.

Данная величина демонстрирует, какую нагрузку из вне способна переносить условная площадь грунта (она, как правило, существенно ниже несущей способности самой сваи). Несущая способность почвы рассчитывается в двух показателях — тонн/м2 либо кг/см2.

На несущую способность грунта оказывают непосредственное влияние следующие факторы:

  • Тип почвы;
  • Насыщенность влагой;
  • Плотность.

Совет эксперта! Почва, чрезмерно насыщенная влагой, относится к категории проблемных грунтов, поскольку чем большее количество влаги она содержит, тем меньшими будут ее несущие характеристики.

Чтобы определить несущие свойства грунта необходимо проводить геодезические изыскания — для этого выполняется бурение пробной скважины, из которой берутся пробы разных слоев почвы. Все исследования и расчеты проводятся в строительно-испытательных лабораториях с применением специального оборудования.

Представляем вашему вниманию таблицу несущей способности основных типов грунтов:

Таблица 1.1: Несущая способность разных видов грунтов

При отсутствии возможности провести геодезические исследования вы можете самостоятельно определить ориентировочную несущую способность грунта, для этого с помощью ручного бура создайте скважину (до двух метров), опознайте тип почвы и сопоставьте ее с табличными данными.

Несущая способность свай СНИП

Важно! Исследования и расчеты направленные на определение несущих характеристик свай необходимо выполнять согласно требований СНиП № 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».

Несущая способность буронабивной сваи

Буронабивные сваи — конструкции, обладающие наибольшими несущими характеристиками среди всех видов свай.

Это сваи, сформированные в результате заполнения бетоном предварительно пробуренной скважины, они укреплены арматурным каркасом и, как правило, обладают уширенной опорной пятой, которая способствует равномерному распределению оказываемой на почву нагрузки.


Рис. 1.4: Этапы создания буронабивных свай

Расчет несущих свойств буронабивных свай выполняется по формуле: Fdu = R×A+u×∫ ycf ×Fi×Hi, в которой:

  • R — нормативное сопротивление почвы под опорной пятой сваи;
  • А — площадь опорной пяты;
  • u — периметр сечения свайного столба;
  • Ycf — коэфф. условий работы грунта на боковой стенке столба (=1);
  • Fi — среднее сопротивление боковой поверхности опорной пяты;
  • Hi — толщина слоев почвы контактирующих с боковой стенкой свайного столба.
  • R, Fi и Hi — это нормативные данные, которые вы можете взять из нижеприведенных таблиц.

Таблица 1.2: Расчетные сопротивления на боковых стенка свай (Fi)


Таблица 1.3: Расчетная толщина слоев почвы контактирующей с боковыми стенками сваи (Hi)

Таблица 1.4: Сопротивление разных типов грунтов под опорной подошвой сваи (R)

Увидеть усредненные показатели несущих характеристик буронабивных свай вы можете в нижеприведенной таблице.

Читать еще:  Как разрезать блок фбс?

Таблица 1.5: Несущая способность буронабивных свай

Несущая способность забивной ЖБ сваи

Фактические несущие характеристики забивных ЖБ конструкций (Fd) рассчитывается как совокупность сопротивления почвы под нижней частью свайного столба (Fdf) и сопротивления по отношению к ее боковым стенкам (Fdr).

Формула расчета следующая: Fd=Ycr ×(Fdf+Fdr), где:

Fdf = u * ∑Ycf * Fi * Hi

  • u — внешний периметр сечения ЖБ столба;
  • Ycr — коэф. условий работы столба в почве (=1);
  • Fi — сопротивление слоев почвы на боковой стенке сваи;
  • Hi — общая толщина слоев почвы контактирующих с боковой стенкой свайного столба
  • Fdr = Ycr * R * A
  • R — нормативное сопротивление почвы под нижним концом сваи;
  • А — площадь опорной подошвы.

Несущие характеристики забивных железобетонных свай вы можете посмотреть в таблице


Таблица 1.6: Несущие характеристики забивных ЖБ свай

Несущая способность винтовой сваи

Винтовые сваи — наиболее распространенный тип в свай в частном строительстве. Монтаж винтовых свай выполняется в кратчайшие сроки, а их несущих характеристик с запасом хватает для обустройства надежного фундамента под строительство 1-2 этажного дома из легких материалов.


Рис 1.5: Виды винтовых свай

Формула расчета несущей способности винтовой сваи: Fd=Yc*((a1с1+a2y1h1)A+u*fi(h-d))

Yc — коэф. условий работы столба в почве;
a1 и a2— нормативные коэфф. из таблицы:


Таблица 1.7: Нормативные коэффициенты угла внутреннего трения грунта

  • с1 — коэфф. линейности почвы (для песчаных грунтов) либо значение удельного сцепления (для глинистых);
  • y1 — удельный вес почвы расположенной выше лопастей сваи;
  • h1 — глубина расположения сваи;
  • А — диаметр винтовых лопастей за вычетом диаметра столба сваи;
  • fi — сопротивление почвы по боковым стенкам сваи;
  • u — периметр свайного столба;
  • h — общая длина ствола сваи;
  • d — диаметр опорных лопастей.

Предлагаем вашему вниманию характеристики несущих способностей наиболее распространенных в строительстве типоразмеров винтовых свай.


Таблица 1.8: Несущая способность винтовых свай диаметром 76 мм.


Таблица 1.9: Несущая способность винтовых свай диаметром 89 мм.

Как улучшить несущую способность сваи

Среди технологий увеличения несущей способности свайных оснований существуют как универсальные способы, применимые к свай любого типа, так и индивидуальные методы, которые реализуются отдельно для забивных и винтовых конструкций.

Инъектирование грунта

Это максимально эффективный метод увеличение несущих характеристик любых свай расположенных в дисперсных грунтах с невысокой плотностью.

Инъекции в грунт песчано-цементного раствора выполняются в пространство между сваями на глубину в 1-2 метра ниже крайней точки свайного столба.

Для подачи раствора используются специальные строительные инъекторы, при этом раствор нагнетается под постоянно возрастающим давлением (от 2 до 10 атмосфер) в результате чего в грунте создаются полости радиусом до 2 метров.

Рис 1.6: Усиление несущей способности свайного фундамента инъектированием (1 — бетон, 2 — сваи)

Сетка инъекций рассчитывается так, чтобы расположенные по периметру свайного основания бетонные полости примыкали друг к другу.

Совет эксперта! После отвердевания бетона в грунте наблюдается серьезное повышение несущей способности почвы (при качественно реализованной технологии — двукратное).

Увеличение диаметра опорной подошвы сваи

Пята сваи — основная опорная точка заглубленного в грунт столба. При обустройстве свайных фундаментов в грунтах с низкой несущей способностью рационально использовать сваи с уширенной опорной подошвой, так как с увеличением ее диаметра значительно несущие характеристики конструкции.

При обустройстве оснований на сваях винтового типа с этим проблем не возникает, поскольку механизированный способ погружения позволяет завинчивать металлические сваи с достаточно большим диаметром лопастей, тогда как забивные ЖБ сваи с уширением погрузить невозможно ни ударным ни вибрационным методом из-за высокого сопротивления грунта.

Совет эксперта! Для создания опорного уширения забивных ЖБ свай используется два метода — обустройство камуфлетных свай и бурение лидерных скважин буром-расширителем.

Рис 1.7: Схема создания камуфлетных буронабивных свай

Камуфлетные буронабивные сваи — конструкции, уширение в нижней части которых создано посредством взрыва детонирующего вещества внутри лидерной скважины. После камуфлетирования полученное уширение заполняется бетонным раствором и в скважину погружается ЖБ свая.

Наши услуги

Мы, строительная компания «Богатырь», базируемся на услугах: забивка свай, лидерное бурение, забивка шпунта, а так же статических и динамических испытаниях свай. В нашем распоряжении собственный автопарк бурильно-сваебойной техники и мы готовы поставлять сваи на объект с дальнейшим их погружением на строительной площадке. Цены на забивку свай представлены на странице: цены на забивку свай. Для заказа работ по забивке железобетонных свай, оставьте заявочку:

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector