Нагрузка на сваю: Допустимая нагрузка на винтовую сваю

Допустимая нагрузка на винтовую сваю

Допустимая нагрузка на винтовую сваю. Расчет винтового фундамента.

Расчет винтового фундамента — ответственный этап проектирования. Если при его выполнении допустить ошибку, то можно не правильно задать шаг свай или их сечение. Ошибки приводят к снижению надежности опор под знание и возникновению вероятности сильной усадки или крена строения, вследствие которых образуются трещины и повреждения основных строительных конструкций здания. Одним из самых важных характеристик свайновинтового фундамента (как и любого другого) является его несущая способность.

Допустимая нагрузка на винтовую сваю зависит от следующих факторов:
  1. диаметр трубы и лопастей;
  2. прочность грунта основания;
  3. длина сваи.

При выполнении простейших расчетов для частного дома потребуется знать только прочностные характеристики основания и площадь лепестковой подошвы (лопасти).

Расчет нагрузки на винтовую сваю выполняется по следующей формуле: N = F/γk .

В этой формуле:

  • N — несущая способность винтовой сваи (сколько она способна выдержать),
  • F — значение несущей способности (неоптимизированное),
  • γк — коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый в зависимости от количества опор для здания и способа выполнения геологических изысканий.

Коэффициент γk назначается равным следующим значениям:

1,2 при проведении точных геологических испытаний грунта основания, путем выполнения зондирования и лабораторных исследований. Выполнить это самостоятельно невозможно. Способ не подходит для частного домостроения из-за высокой стоимости, которая сильно увеличит бюджет строительства.

  • 1,25 при проведении испытаний с помощью сваиэталона. Хотя этот способ проще, чем предыдущий, определить, сколько сможет выдержать грунт, способен только человек, имеющий знания в области геологии.
  • При самостоятельных исследованиях почвы и использовании табличных показателей прочности коэффициент принимается в зависимости от количества опор. Если несущая способность определяется для винтовой сваи с низким ростверком, то значение составит 1,41,75 при количестве опорных элементов в пределах 520 штук.

Чтобы найти F, потребуется выполнить вычисления по следующей формуле: F = S*Rо .

Здесь:

  • S — площадь лопасти, которая вычисляется по формуле для круга (S = πR² = (πD²)/4). Исходные данные приводятся производителем винтовой сваи.

После того, как определено, сколько составляет площадь лепестковой подошвы винтовой сваи, нужно выяснить прочностные характеристики грунта основания (в формуле буква Rо). Для этого потребуется выполнить как минимум простейшие геологические изыскания с помощью ручного бурения или отрывки шурфов. Грунт можно изучить визуально и на ощупь, рекомендуется выполнять определение с применением ГОСТ «Грунты. Классификация».

ГОСТ «Грунты. Классификация».

Зная сколько способен выдержать грунт на один квадратный сантиметр и площадь опорной части винтовой сваи можно найти предварительное значение несущей способности F (без учета коэффициента по надежности). Значение подставляют в первую формулу и находят окончательную максимально допустимую нагрузку на один элемент фундамента. 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:

  1. условия работы;
  2. характеристики грунта;
  3. глубина залегания лопасти (прибавляется боковое трение);
  4. диаметр лопасти;
  5. характер работы сваи (на выдергивание или на сжатие).

Выполнить расчет достаточно сложно, потребуется найти множество коэффициентов и характеристик грунта (здесь учитывается не только несущая способность, но и угол внутреннего трения, удельное сцепление, удельный вес и др.). Для упрощения работы можно воспользоваться таблицами, которые приводятся для наиболее распространенных диаметров свай (чаще всего для частного домостроения используют 89 мм, 108 мм, 133 мм).

Для свай диаметром 89 и 108 мм можно привести следующую таблицу:

Расчет свай на фундамент

Несущая способность элементов диаметром 89 достаточна для того, чтобы использовать их в качестве фундаментов под одноэтажные дома из легких материалов (каркасные, бревенчатые, брусовые). При возведении двухэтажных строений лучше вместо 89 диаметра выбрать 108 или больший. Если опирать на такие свайные фундаменты кирпичные и бетонные здания, при расчете получится очень большой диаметр элементов и частое их расположение (зависит от характеристик грунта), да и не в каждой компании найдется специалист способный рассчитать массивное здание на винтовых сваях. Выгоднее использовать другие типы фундаментов.

Пример упрощенного расчета

Исходные данные для расчета фундамента под двухэтажный брусовой дом с размерами в плане 6 на 6 метров:

  1. грунты на участке — глина;
  2. диаметр используемых свай — 133 мм, диаметр лопасти — 350 мм;
  3. масса дома, полученная в результате сбора нагрузок от стен, перегородок, перекрытий, полезного и снегового нагружения — 59 тонн.
  4. периметр наружных стен — 24 м, внутренних несущих стен нет.

Сначала находится прочность грунта основания. Воспользовавшись приведенной ранее таблицей находим, что для имеющегося типа почвы она составляет 6,0 кг/см².  Коэффициент надежности по нагрузке принимаем 1,75 (для обеспечения запаса по надежности).

Остается вычислить площадь лепестковой подошвы: S = (πD²)/4 = 3,14*352/4 = 961,6 см² (значение диаметра лопасти в расчет берется в сантиметрах).

Находим неоптимизированную несущую способность: F = S*Rо = 961,6*6,0 = 5770 кг.

Вычисляем допустимую нагрузку: N = F/γk = 5770/1,75 = 3279 кг ≈ 3,3 т.

Для дальнейшего расчета определяем минимальное количество свай, которые способны удержать данный дом: 59 т/3,3т = 17,87 шт, округляем до целых в большую сторону и принимаем в дальнейший расчет 18 шт.

Чтобы завершить вычисления для возведения фундаментов, нужно определить шаг между сваями. Для этого длину стен дома делят на количество опорных элементов: 24 м/18 шт = 1,33 м — максимальный шаг фундаментов. Получилось довольно большое количество свай для такого небольшого дома, т.к. мы приняли что геологические изыскания не проводились, и пришлось принять γk = 1,75, если провести исследования хотя бы пробным вкручиванием (эталонным), тогда количество свай можно снизить до 1213 штук, а это существенная экономия.

В каждом случае нужно считать что обойдется дешевле — геологические изыскания или самостоятельный расчет и перестраховка по несущей способности. Определение максимальной нагрузки на сваю — только часть вычислений для проектирования. Как показано выше, на этом расчет не заканчивается.

Окончательными результатами вычислений должны стать следующие данные для свай:

  1. сечение;
  2. длина;
  3. шаг;
  4. распределение под несущими стенами.

 

Винтовые сваи — максимальная нагрузка и диаметр

Услуги

  • Главная
  • Статьи
  • Какую нагрузку могут выдерживать винтовые сваи
Какую нагрузку могут выдерживать винтовые сваи

Сейчас при выборе фундамента строители все чаще отдают предпочтение свайно-винтовому фундаменту. Этому способствует легкость в его установке, относительно низкая стоимость, и, вместе с тем, высокая надежность в самых различных условиях. Когда предварительные этапы заканчиваются, и приходит время приступать к закупке свай, встает такой вопрос: «Какую нагрузку могут выдерживать винтовые сваи?»

Ответ на этот вопрос необходим, так как винтовые сваи бывают самых разных диаметров, а значит и несущая способность у них различная. Далее мы приводим основные диаметры свай и нагрузку, которую они могут на себе нести:

  • 57мм, толщина – 3мм. Такие сваи могут выдержать около тонны. Их рекомендуется использовать для установки самых легких сооружений – веранд, теплиц, санузлов и т.д.
  • 76мм, толщина – 3.5мм. Эти сваи выдерживают три тонны и используются для установки строительных вагончиков, заборов и прочего.
  • 89мм, толщина – 3.5мм. Держат на себе четыре тонны и могут использоваться для не очень тяжелых построек каркасного типа.
  • 102мм, толщина – 4мм. На такие сваи часто ставят гаражи, загородные домики или бани. Выдерживают нагрузку в пять тонн.
  • 108мм, толщина – 4мм. Малоэтажные дома ставят именно на такие сваи. Они являются одними из наиболее распространенных. Они выдерживают шесть тонн и часто устанавливаются под бани, дома, каменные заборы, пирсы и причалы.
  • 133мм, толщина – 4мм. Они выдерживают около восьми тонн и используются в случаях, когда необходимо выдержать значительную нагрузку, а много свай установить не выходит. Также на них устанавливают ЛЭПы, столбы освещения, тяжелые дома.
  • Есть еще промышленные варианты свай, которые имеют диаметры 159, 219 и 325 миллиметров. Их используют при установке мостов, переходов и т.д. Такие сваи выдерживают нагрузку от пятнадцати до пятидесяти тонн.

Длина свай зависит от глубины плотного грунта в конкретном месте установки. Наиболее распространенной длиной является 2500мм.

Подобное разнообразие свай позволяет приспосабливать их к сооружению практически любых зданий и объектов, а легкость в установке позволяет установить свайно-винтовой фундамент за один день.

Наши специалисты работают в области строительства много лет, они с лёгкостью смогут подобрать сваи для вашей постройки. Компания «Сваисад» в Санкт-Петербурге с радостью ответит на интересующие вас вопросы, для получения консультации и примерного расчета стоимости звоните по телефону +7 (921) 995-00-78

Другие статьи:

Плюсы свайного фундамента

Что важно знать, прежде чем купить винтовые сваи

Как выбрать фундамент для строительства дома

Выбор и проектирование фундамента на сваях

Возврат к списку

Испытание свай под нагрузкой — Методы испытания свай под нагрузкой

🕑 Время чтения: 1 минута

Испытания свай под нагрузкой проводятся по истечении 28 дней после заливки свай. Два типа тестов, а именно начальные и обычные тесты, для каждого типа нагрузки, а именно. вертикальный, горизонтальный (боковой) вырыв, выполняются на сваях.

Содержимое:

  • Испытания свай на первоначальную нагрузку
  • Испытания свай на стандартную нагрузку
  • Испытания свай на вертикальную нагрузку
  • Обычные испытания – приемка
  • Испытания свай на боковую нагрузку
  • Испытания свай на выдергивание

Испытания свай на начальную нагрузку

Это испытание проводится для подтверждения расчетов расчетной нагрузки и предоставления рекомендаций по установлению допустимых пределов для обычных испытаний. Это также дает представление о пригодности системы свай. Первоначальные испытания свай должны проводиться в одном или нескольких местах в зависимости от требуемого количества свай. Нагрузка, приложенная для начального (циклического) испытания под нагрузкой, в 2,5 раза превышает безопасную несущую способность сваи. Загрузка для начальных испытаний проводится в соответствии с Приложением «А» п. 6.3 из 9.0027 IS-2911 Часть IV .

Обычные испытания свай под нагрузкой

Выбор свай для стандартного испытания осуществляется на основе требуемого количества свай, но не более ½% от общего количества требуемых свай. Количество испытаний может быть увеличено до 2% в зависимости от характера/типа конструкции. Приложенная испытательная нагрузка в 1,5 раза превышает безопасную несущую способность сваи. Метод поддержания нагрузки, описанный в пункте 6.2 стандарта IS-2911 (часть IV) – 1985, должен применяться для нагрузки при плановых испытаниях.

Этот тест будет выполняться для следующих целей: а) Для обеспечения безопасной несущей способности свай б) Обнаружение каких-либо необычных характеристик, противоречащих результатам Первоначальных испытаний. Испытания должны проводиться только на уровне отсечки. Подготавливается подробный отчет по результатам испытаний.

Испытания свай на вертикальную нагрузку

Это испытание будет проводиться в соответствии с требованиями стандарта IS-2911 (часть IV) 1995 года.

Рис. Испытание вертикальной нагрузкой на сваи

Оголовок сваи — Оголовок сваи должен быть отколот до тех пор, пока не будет достигнут прочный бетон, где это применимо. Арматура должна быть срезана и головка выровнена с помощью Plaster of Paris. Опорная пластина с отверстием должна быть размещена на головке домкрата для опоры. Реакция- Kentledge должны быть спроектированы таким образом, чтобы получить желаемую реакцию на сваи. Анкерные сваи (при необходимости) должны быть размещены на расстоянии от центра до центра, равном 3-кратному диаметру сваи, при условии, что минимальное расстояние составляет 2 м. Осадка- Должны использоваться 2 индикатора часового типа для одной сваи и 4 индикатора часового типа для группы свай с чувствительностью 0,01 мм. Они должны располагаться на равном расстоянии вокруг свай на опорных стержнях, опирающихся на неподвижные опоры, на расстоянии 3D (минимум 1,5 м), где D — диаметр сваи или описанной окружности для некруглых свай.

Приложение нагрузки- Применяется, как указано в зависимости от типа испытания (рутинное/начальное). Каждая нагрузка должна выдерживаться до тех пор, пока скорость смещения вершины сваи не составит либо 0,1 мм за первые 30 минут, либо 0,2 мм за первый час или 2 часа, в зависимости от того, что произойдет раньше. Следующее увеличение нагрузки должно применяться при достижении вышеуказанного критерия. Испытательная нагрузка должна поддерживаться в течение 24 часов. Начальные испытания — Безопасная нагрузка на одиночную сваю должна быть наименьшей из следующих: (i) 2/3 rd конечной нагрузки, при которой полное смещение достигает значения 12 мм, если в данном случае не требуется иного на основании характера и типа конструкции, и в этом случае безопасная нагрузка должна быть соответствующей к заявленному полному допустимому смещению.
(ii) 50 % конечной нагрузки, при которой общее смещение равно 10 % диаметра сваи в случае свай одинакового диаметра или 7,5 % диаметра луковицы в случае недорасширенных свай.

Обычные испытания — приемка

Максимальная осадка при испытательной нагрузке не должна превышать 12 мм.

Испытания свай на боковую нагрузку

Рис. Испытание свай на горизонтальную нагрузку

Домкрат должен располагаться горизонтально, между двумя сваями. Нагрузка на домкрат должна быть одинакова на обе сваи. Нагрузка будет прикладываться с шагом 20% расчетной безопасной нагрузки и на уровне отключения. Нагрузка будет увеличена после того, как скорость смещения приблизится к 0,1 мм за 30 минут. Если до уровня отсечки можно добраться, один циферблатный индикатор точно на уровне отсечки должен измерять смещение. В случае, если уровень светотеневой границы недоступен, должны быть установлены 2 стрелочных индикатора, отстоящих друг от друга на 30 см по вертикали, и боковое смещение уровня светотеневой границы рассчитывается с помощью подобных треугольников.

Безопасная нагрузка на сваю должна быть наименьшей из следующих: а) 50 % конечной нагрузки, при которой общее смещение увеличивается до 12 мм. б) Конечная нагрузка, при которой полное смещение соответствует 5 мм.

Испытания свай на выдергивание

Должна быть спроектирована подходящая конструкция, обеспечивающая подъемную силу сваи. Приращения нагрузки и последующие смещения должны соответствовать случаю испытания на вертикальную нагрузку.

Рис. Испытание на выдергивание свай

Безопасная нагрузка должна быть наименьшей из следующих: а) 2/3 нагрузки, при которой общее смещение составляет 12 мм, или нагрузки, соответствующей установленному допустимому подъему. б) Половина нагрузки, при которой кривая смещения нагрузки имеет явный излом. Подробнее о Свайные фундаменты

Типы испытания свай | Структурный мир