Какую нагрузку выдерживает 89 винтовая свая?

сваи-винт.рф

винтовые сваи изготовление и монтаж в санкт-петербурге

Нагрузка на винтовые сваи

Сколько винтовых свай нужно под дом?

Какую нагрузку способны нести винтовые сваи как фундамент? — вот часто задаваемый вопрос в начале строительства.
Винтовые сваи с каким диаметром выбрать для своего строения? Какой длины винтовые сваи необходимы? Как распределяется нагрузка постройки на свайное поле? Ведь фундамент это основа любого сооружения.
При выборе свай необходимо учесть все конструктивные особенности будущего строения. Учитываются материалы из которых возводится сооружение, конструкция здания и его особенности, нагрузка сооружения на фундамент в целом. Как правило расчет будущих нагрузок делают с запасом.
При загородном строительстве не трудно произвести расчет самому и выбрать необходимые винтовые сваи и их количество. Далее приведены винтовые сваи с обеспечением несущей способности:
для Ø57 мм – 1,5 т
для Ø89 мм – не менее 3,5 т
для Ø108 мм – не менее 4,5 т
для Ø133 мм – не менее 7,0 т
для Ø159 мм – не менее 10,0 т
Каждая винтовая свая несет нагрузку пропорционально от общей массы строения.
Наиболее часто используемые сваи в загородном строительстве каркасных и домов из бруса — 89 мм. и 108 мм. Длина винтовых свай зависит от качества грунтов. Наиболее ходовой и часто используемый размер это 108 мм. свая длиной 2500 мм.
Для строений с использованием газобетона, кирпича, швеллера и т.п. используются сваи диаметром от 133 мм. и больше. При необходимости, установленные винтовые сваи «обвязывают» швеллером, или устанавливают железобетонный ростверк на основе свай. В любом случае использование винтовых свай позволяет сэкономить деньги и время.

Расчеты свайных фундаментов

Расчет свайных фундаментов и их оснований должен быть выполнен по предельным состояниям первой и второй группы.

Расчет первой группы для придельных состояний производится:

— по прочности материала свай и свайных ростверков;

— по несущей способности грунта основания свай;

— по несущей способности оснований свайных фундаментов;

если на них передаются значительные горизонтальные нагрузки ( подпорные стены, фундаменты распорных конструкций и др. ) или если основания ограничены откосами или крутопадающими слоями грунта и т.п.

Расчеты по предельным состояниям второй группы производятся:

— по осадкам оснований свай и свайных фундаментов от вертикальных нагрузок;

— по перемещениям свай ( горизонтальным углам поворота головы свай ) совместно с грунтом оснований от действий горизонтальных нагрузок и моментов;

Нагрузки и воздействия

Нагрузки и воздействия, учитываемые в расчетах свайных фундаментов, коэффициенты надежности по нагрузке, а также возможные сочетания нагрузок следует принимать в соответствии с требованиями строительных норм. Значения нагрузок необходимо умножать на коэффициенты надежности по значению, принимаемые согласно » Правилам учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкции».

Расчет свай, свайных фундаментов и их оснований следует выполнять на основные и особые сочетания нагрузок, по деформациям — на основные сочетания.

Все расчеты свай, свайных фундаментов и их оснований следует выполнять с использованием расчетных значений характеристик материалов и грунтов.

Расчетные значения характеристик материалов свай и свайных ростверков следует принимать в соответствии с требованиями строительных норм.

Если несущая способность винтовых свай определена по результатам полевых испытаний статистической нагрузкой, то коэффициент надежности принимается равным 1,2.

При высоком и низком ростверке, подошва которого опирается на сильно сжимаемый грунт, и висячих сваях, воспринимающих сжимаемую нагрузку, а также при любом виде ростверка и висячих сваях и сваях стойках, воспринимающих выдергивающую нагрузку, коэффициент надежности принимается в зависимости от количества свай в фундаменте: при 21 свае и более — 1,4 (1,25); от 11 до 22 свай — 1,55 (1,4); от 6 до 10 — 1,65 (1,5): от 1 до 5 — 1,75 (1,6).

Распределение нагрузок на свайное поле

Нагрузка на винтовые сваи

Расчет нагрузки на винтовые сваи

Зачастую при обилии информации по тому или иному вопросу человек теряется, не может определиться с выбором. Конечно в специфических вопросах лучше всего обратиться к помощи специалистов работающих в своей области.
При выборе фундамента на винтовых сваях заказчик часто сталкивается с трудностью в определении расчета количества свай, расстояния между ними, диаметром и длиной свай. Приведенные выше данные помогут определиться с выбором. Отдельно можно добавить, что самым универсальным в выборе в регионе Ленинградской области является винтовая свая 108мм. и длиной 2500мм.

винтовые сваи на сильно заводненном участке

В сильно заводненных местах стоит прибегать к тестовому бурению, а в отдельных и к тестовой установке сваи, что поможет точно определить необходимую длину сваи.

Тестовое бурение механическим способом

Зачастую пробное бурение производится на необходимую глубину, чтобы выяснить состав грунтов и слой твердого пласта и глубину его залегания.

Пробное бурение до твердых пластов грунта

Геологоразведка позволяет точно определить необходимую длину винтовых свай и определиться с их количеством. Выбранный грунт из шурфа показывает качественный состав пород.

Читать еще:  Как рассчитать количество фасадных панелей для обшивки дома?

Шурф от пробного бурения

Попадаются места с очень нестабильными грунтами, в этих случаях бес тестового бурения и пробной установки винтовой сваи не обойтись.

Пробная установка сваи

Что-бы не «загружаться» объемной, лишней информацией ниже приведены следующие правила.
При выборе винтовых свай под фундамент при нормальных стабильных грунтах можно порекомендовать 108/2500мм., при допустимом расстоянии между сваями не более 3000мм. Вот пожалую главное от чего стоит отталкиваться при выборе свай для устройства фундамента.

Обвязка винтовых свай

Очень важно в нестабильных грунтах производить обвязку фундамента на винтовых сваях. В зависимости от требований по нагрузке на винтовые сваи оказываемых строением производится обвязка винтовых свай швеллером или обвязка винтовых свай уголком.

Для улучшения качества фундамента и гарантированного временного интервала в процессе эксплуатации необходимо производить работы по обвязке свайного поля металлическими деталями ( создание силового каркаса ). Усиление свайного поля необходимо при большой высоте винтовых свай от поверхности грунта, нестабильных, насыщенных водой грунтах ( особенно болотистых и торфяниках ), на участках с большим уклоном, при строениях с большой нагрузкой.

Необходимо учитывать максимальную нагрузку на винтовую сваю и оставлять необходимый запас. Особенно справедливо в регионах с большим количеством осадков в зимнее время ( снеговая нагрузка ) и частыми температурными перепадами от минуса к плюсу ( оледенение кровли ).

Ошибки при монтаже фундаментов на винтовых сваях

Какие ошибки могут быть допущены при устройстве свайно-винтовых фундаментов и конструкций на их основе?

Одна из наиболее распространенных и не «простительных» это не достаточное заглубление винтовых свай в процессе установки. Чаще всего это халатность монтажников и не желание работать с полной отдачей, не опытность и не понимание процессов работы фундаментов особенно в зимнее время. Ни кому не секрет какое количество «строителей» особенно из ближнего зарубежья появилось на просторах страны. В нашей практике были случаи когда заказчик в целях экономии нанимал неквалифицированных работников, не имеющих навыков и опыта в установке винтовых свай и монтаже фундаментов. В последствии приходилось заниматься исправлением и ремонтом фундаментов.

Другая ошибка — это недостаточное количество свай и неправильное распределение нагрузки. как следствие — проседание отдельных элементов конструкции. Отчасти это получается по вине заказчика желающего с экономить на фундаменте.

Отсутствие усиления свайного поля в виде обвязки металлом при большой высоте винтовых свай от поверхности грунта, более 60 см. , при большом уклоне участка на котором стоит фундамент, в подвижных, сильно заводненных, мягких и рыхлых грунтах.

Использование бруса, притом не цельного в виде обвязки свайного поля под достаточно тяжелое строение, к примеру бревенчатый сруб большого размера или из газобетона.

Все это из выше перечисленного может привести к нежелательным дефектам фундамента и постройки в целом.

Расчёт нагрузки на винтовые сваи

После проведения геологоразведки и пробного завинчивания винтовой сваи, полученные данные обрабатываются. Далее инженеры подготавливают технический проект (план-схему) строительства здания на винтовых сваях. Ключевое место при составлении этого инженерного документа занимает расчёт свайного фундамента.

Основные принципы расчёта свайно-винтового фундамента

Важно отметить, что расчёт свайного поля для малых объектов (баня, бытовка или гараж) делается проще, и будет заметно отличаться от аналогичного расчёта винтового свайного фундамента, например, под каркасный дом. А расчёт свайного поля для заборов и ограждений имеет свои специфические особенности.

Тем не менее, общие принципы расчёта фундамента идентичны, так как они производятся согласно СНиП 2.01.07-85* «НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ».

Чтобы рассчитать количество винтовых свай под фундамент необходимо знать общий вес постройки. При этом вычисляются следующие показатели:

  1. М1 – масса людей (максимально допустимое количество согласно п. 3.11 СНиП 2.01.07-85* «НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ»), которые смогут находиться в здании одновременно. Также к этому показателю добавляется некое особое значение, которое отличается для зданий различного типа.
  2. М2 – снеговая нагрузка, которая рассчитывается согласно данным справочников, так как она может значительно различаться в разных регионах страны.
  3. М3 – общий вес всех стройматериалов, из которых будет возведён дом.

После этого общий вес М (М1+М2+М3) умножается на коэффициент прочности – (1.1 – 1.3)

Далее полученный результат делится на несущую способность винтовых свай. Известно, что для жилых построек применяются преимущественно винтовые сваи диаметром 89 и 109 (мм). При этом в расчёт принимается не максимальная, а минимальная несущая способность сваи.

Разумеется, что это лишь основные параметры довольно сложного расчёта винтовых свай. В ходе вычислений обязательно делаются поправки на данные геологоразведки и пробного завинчивания винтовой сваи:

  • глубину залегания грунтовых вод;
  • глубину нахождения несущего слоя почвы;
  • глубина погружения винтовой опоры в грунт и др.

Понятно, что выполнить столь сложные расчёты могут лишь высококвалифицированные специалисты. В компании «Сваи Альянс» этим занимаются опытные инженеры-строители.

Расчёт свайного поля для дома 6х8 м (два этажа)

Примерный расчёт винтового основания под двухэтажный дом будет выглядеть следующим образом.

  • тип грунта – глинистый тугопластичный (несущ. способность 4 500 г/см2;
  • крыша – пологая;
  • одна внутренняя несущая стена.

Замеры и расчёты показали, что:

  • общий вес плит из асбесто-цемента (кровля) – 2 500 кг;
  • масса межэтажных перекрытий – 10 000 кг;
  • масса чердачного перекрытия – 3 500 кг;
  • масса стен – 21 000 кг;
  • масса винтовых опор и обвязки – 3 000 кг.

То есть, М1 = 2 500 кг + 10 000 кг + 3 500 кг + 21 000 кг + 3 000 кг = 40 000 кг.

  • мебель, бытовая техника, инженерные коммуникации, примерная масса проживающих людей и т. д. М2 = 26 000 кг.
  • масса снега – М3 = 5 000 кг (данные специального справочника).
Читать еще:  Сколько надо цемента на фундамент бани 3 на 3

Таким образом, общий вес постройки с вместимым наполнением – М = 40 000 кг + 26 000 кг + 5 000 кг = 71 000 кг.

Коэффициент прочности для таких грунтов – 1.3 умножается на 71 т – получаем 92,3 т. Это и есть расчётная нагрузка на винтовой свайный фундамент. В ходе вычислений необходимо учесть, что расстояние между опорами под внутренней стеной будет на 30% больше от такого показателя под внутренними стенами.

Исходя из этого, несущая способность винтовой опоры составит приблизительно 4 650 кг (92 300 кг : 20 шт.).

Расчёт свайного поля для дома с мансардой 6 Х 6 м

  • дом возводится из бруса 150Х150 мм;
  • рассчитываем массу бруса 16.2 м2 Х 800 кг = 12 960 кг; это М1;
  • рассчитываем полезную нагрузку 6м Х 6м Х 150 кг = 5 400 кг; это М2;
  • рассчитываем снеговую нагрузку – 6м Х 6М Х 180 кг = 6 480 кг.

Таким образом, общий вес дома с полезной нагрузкой составляет М = 12 960 кг + 5 400 кг + 6 480 кг = 24 840 кг.

Умножаем на коэффициент прочности 24 840 кг Х 1,1 = 27 324 кг.

Поскольку для этого здания предназначены винтовые сваи СВС 89 мм (базовая несущая способность – 2 000 кг), то количество опор рассчитывается так:

27 324 кг : 2 000 кг =14 винтовых свай.

Шаг винтовых опор составит 200 см.

Расчёт свайного поля для дома из бруса 9х11 м

  • дом из деревянного бруса 200Х200 мм
  • рассчитываем массу бруса. Для строительства нужно 96,7 м3 материала. Вес 1 м3 деревянного бруса – 800 кг. То есть, масса бруса вместе с весом кровли и других издержек – 77 360 кг (96,7 м3 Х 800 кг) + 470 кг = 77 830 кг; это – М1;
  • рассчитываем полезную нагрузку на 1 этаж – 9м Х 11м Х 150 кг = 14 850 кг. Соответственно на 2 этажа – 14 850 кг Х 2 = 29 700 кг; это – М2;
  • рассчитываем снеговую нагрузку – 9м х 11м х 180 кг = 17 820 кг; это – М3.

Таким образом, общий вес здания будет М = М1 + М2 + М3 = 77 830 кг + 29 700 кг + 17 820 кг = 124 900 кг. Умножаем на коэффициент прочности 1,1 – и получаем итоговый вес дома – 137 400 кг.

Делим полученный результат на 2 500 кг (несущая способность сваи 108 мм) – и выходит 55 винтовых свай.

При этом шаг винтовых опор составит в среднем около 1 200 мм.

Зависимость несущей способности винтовой сваи от её размеров

Винтовая опора является основной расчётной единицей основания. Поэтому необходимо точно знать, какой вес способна выдерживать винтовая свая того или иного размера. Тем более, что увеличение параметров винтовых прямо пропорционально увеличивает их несущую способность.

Чем больше диаметр опоры – тем выше её несущая способность. Правда, увеличение диаметра сваи также неизбежно влечёт за собою увеличение толщины стенок её ствола и увеличение диаметра лопастей и их толщины. Таким образом, с изменением диаметра винтовой сваи параллельно происходит изменение и других сопутствующих параметров этого металлического элемента.

Все эти показатели в обязательном порядке учитываются при расчёте свайного поля под любую постройку. Поэтому в ходе расчётов достаточно важно знать точно, какой вес выдерживают винтовые сваи.

Приведённая ниже таблица показывает, как изменяется несущая способность сваи, в зависимости от изменений некоторых её параметров.

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.

Читать еще:  Описание полнотелого облицовочного кирпича

Несущая способность винтовой сваи

Одним из определяющих факторов расчета винтового фундамента является несущая способность сваи. Для ее определения существуют общепринятые методики, учитывающие несколько факторов. Зная несущую способность сваи, можно рассчитать количество свай, необходимых для закладки устойчивого и надежного фундамента.

1. Строение винтовой сваи

Винтовая свая имеет четыре основных элемента:

  • Тело сваи в виде трубы
  • Наконечник, обеспечивающий легкое проникновения сваи в грунт
  • Лопасть сваи, с помощью которой свая вворачивается в землю
  • Оголовок, необходимый для обвязки свай

Конструкция винтовой сваи

Из этих элементов только сама труба, из которой изготовлена свая, а также лопасть имеют определяющее значение для сопротивления сваи нагрузкам. Труба выступает опорным столбом, на который давит здание, а лопасть образует дополнительную площадку, увеличивающую площадь соприкосновения сваи с грунтом. Тем самым лопасть уменьшает удельное давление на грунт.

2. Прочность трубы на сжатие

Почему в качестве опор для строительства выбираются металлоконструкции в виде трубы? Она имеет замкнутый контур, что придает опоре повышенную жесткость по сравнению с открытыми контурами швеллера или уголка. При равной массе металла конструкция трубы жестче, следовательно, расходы на трубные опоры оказываются ниже.

Существуют методики определения жесткости тех или иных труб, позволяющие выбрать их в качестве опор свайного фундамента.

В результате расчетов оптимальными для возведения фундаментов признаны трубы, выполненные из конструкционных марок стали, диаметром от 73 до 300 мм, с толщиной стенки от 4 мм для самых мелких труб. Чаще всего берутся рядовые трубы со сталью 20, как наиболее распространенные на рынке.

Большое значение имеет замкнутость и надежность контура трубы. Важно отметить, что для свай рекомендовано использовать только бесшовные трубы.

3. Нагрузки на грунт

В конечном счете, давление от здания, передающееся на сваю, передается на грунт. Поэтому несущая способность сваи – это не только способность материала сваи выдержать те или иные нагрузки, а величина, связывающая как прочность самой сваи, так и прочность грунта.

Несущая нагрузка опоры в общепринятом смысле – это такое давление, которое выдерживает свая от элемента стоящего на ней здания без ее продвижения вглубь грунта. Другими словами – это способность опоры уравновешивать давление от веса здания и силу сопротивления грунта.

Существует несколько методов определения несущей способности сваи:

  • Расчетный (теоретический)
  • Динамический
  • Пробный

Теоретический метод основан на табличных данных СНиП 11-17-77. В них приведены примерные значения несущей способности той или иной сваи в зависимости от того или иного грунта.

Приведем алгоритм расчета несущей способности сваи. Геологические испытания грунта на участке позволяют определить сопротивляемость грунтов. Для этого нужно знать состав грунта на той глубине, на которую погружается свая.

Основные нагрузки на фундамент

Табличные данные, полученные опытным путем, дают возможность оценить сопротивляемость того или иного грунта, то есть его несущую способность.

Приведем некоторые табличные значения из данных по сопротивлению глиняных и песчаных грунтов, наиболее распространенных для возведения зданий (в кг/см2):

Суглинки и супеси – 3-4

Пески средние – 15

Пески мелкие – 8

Пески пылеватые — 5

Насыпной грунт без уплотнения – 1

Насыпной грунт с уплотнением – 1.5

Особенности грунтов в расчете несущей способности свай

Сила F, с которой лопасть сваи давит на грунт, определяется по формуле:

S – площадь опоры, т.е. лопасти

Ro – прочностная характеристика грунта

Площадь опоры приблизительно берется равной площади лопасти, в проекции, без учета ее изгиба. Упрощенно для расчета площади берется радиус лопасти, а площадь круга высчитывается по известной формуле S=пR2.

Обычно для свай различных диаметров лопасти выполняются по одним стандартам, т.е ширина лопасти увеличивается с увеличением диаметра трубы. Общепринятые стандарты для лопастей:

  1. Для трубы 89 мм – 250 мм
  2. Трубы 108 мм – 300 мм
  3. Трубы 133 мм – 350 мм

Следует отметить, что с углублением плотность грунта возрастает, что также вносить изменения в расчеты.

Для упрощения расчетов можно воспользоваться следующей таблицей для наиболее распространенных свай с диаметром 89 и 108 мм с лопастью 300 мм:

Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector