Сваи винтовые расчет нагрузки: Расчет нагрузки для фундаментов на винтовых сваях по СНиП ООО «Рекострой» Киров

Содержание

Винтовые сваи в малоэтажном строительстве. Расчет нагрузки и пример проектирования фундамента | PoweredHouse

История применения винтовых свай в строительстве насчитывает около 17О лет. Сваи диаметром лопастей до 1,5 м и более, способные передавать на грунты большие нагрузки, применялись под опорами некоторых мостов, в опорах для морских причалов, под маяками и в некоторых других сооружениях. Для завинчивания таких свай требовались мощные механизмы — кабестаны.

Кабестан

Кабестан

Следует отметить, что типоразмеры современных свай смещаются в сторону меньших диаметров. Когда-то диаметр сваи составлял 200 мм и 300 мм, а сейчас редко превышает 114 мм. Все чаще используются сваи небольшого и совсем маленького диаметра — 88 мм, 66 мм, 57 мм и менее.

У винтовых свай есть несомненные достоинства: простота установки, экономичность, возможность выполнять работу в ограниченном пространстве. Насколько надёжны и долговечны винтовые сваи? Споры об этом ведутся и будут вестись, пока построенные на винтовых фундаментах сооружения не простоят обещанные 100 лет. Пока не было случая убедиться, что фундамент дома на винтовых сваях служит сто дет, просто потому, что опыт их использования в малоэтажном строительстве не столь велик. К тому же при строительстве дома винтовые сваи, после их завинчивания в грунт, заполняются бетоном, и это увеличивает их прочность.

Много вопросов вызывает возможная коррозия металла. Винтовые сваи выполняют из стали, покрывают их специальным двухкомпонентным антикоррозийным составом, что даже при длительном контакте металла с влажной почвой исключает коррозию. Поэтому, сооружения на винтовых сваях возводятся, а те, что уже построены, благополучно эксплуатируются, и сфера применения винтовых свай расширяется.

К недостаткам винтовых свай следует отнести:

  • большой расход стали и высокую стоимость изготовления;
  • при завинчивании защитное покрытие может стираться с винтовой части, отсюда уменьшение срока службы таких свай;
  • низкая пространственная жесткость цокольной части под сооружением при отсутствии ее заполнения требует постановки дополнительных связей;

В последнее время винтовые сваи малого диаметра предлагаются в качестве фундаментов в загородном строительстве под дачи, усадебные дома, коттеджи, а также вспомогательные постройки: хозблоки, бани, гаражи. При этом все же подходят они больше под деревянные дома.

Цоколи под домом устраиваются в упрощенном виде. На сваи,
выступающие над грунтом, надевают наголовники и по ним
устраивают ростверк из швеллеров или двутавров. Цокольное
пространство оставляют открытыми или закрывают по периметру
дома плоскими асбоцементными панелями либо сайдингом.

Утверждается, что винтовые сваи малого диаметра благодаря особым свойствам наконечника уплотнять грунт обладают большой несущей способностью на сжимающие нагрузки — до 7 т. Они могут быть применены в любых грунтах кроме скальных. Особенно целесообразно их применение в слабых грунтах. Под малоэтажные дома рекомендуются сваи с диаметром ствола — 108 мм, диаметром винтовой части 300 мм и с глубиной погружения 1,5 — 19 м.

Определение допустимой нагрузки на винтовую сваю

Для применения под домом принята рекомендуемая свая с диаметром ствола 108 мм и диаметром винтовой части 300 мм. Глубина завинчивания принята из следующих соображений. Нормативная глубина промерзания по Московской области составляет 1,4 м, расчетная глубина промерзания под неотапливаемым зимой домом 1,6 м. Винтовая уширенная часть сваи длиной 0,3 м должна располагаться ниже расчетной глубины промерзания. Поэтому глубина завинчивания сваи принята равной 1,9 м. При такой глубине завинчивания в пучинистых грунтах
и действии касательных сил пучения свая устойчива.

Несущая способность винтовой сваи определена в наиболее часто встречающихся грунтах — суглинках, имеющих консистенцию от полутвердой до мягко-пластичной. Расчеты выполнены при следующих усредненных значениях характеристик грунтов:

  • суглинок полутвердый Jl = 0,2, угол внутреннего трения — 24°, удельное сцепление — 3,1 тс/м2;
  • суглинок тугопластичный Jl = 0,4, угол внутреннего трения — 21°, удельное сцепление — 2,8 тс/м2;
  • суглинок мягкопластичный Jl = 0,6, угол внутреннего трения — 16°, удельное сцепление — 1,6 тс/м2.

Суглинок в текучепластичном состоянии (Jl > 0,75) не рассматривается, так как Строительные Нормы запрещают использование таких грунтов в качестве основания при непосредственном опирании на них фундаментов. Необходимо завинчивать сваи ниже таких грунтов, часто на большую глубину. Применение винтовых свай под легкими домами может оказаться нецелесообразным, так как для таких случаев есть другие, более экономичные решения.

Расчет несущей способности винтовых свай выполнен по формуле (15) раздела «Винтовые сваи» СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» с учетом дополнений раздела «Особенности проектирования свайных фундаментов малоэтажных сельских зданий».

В соответствии с указаниями того же СНиП (п.3.10.) расчетная нагрузка N, допустимая на одиночную сваю в составе фундамента определяется по формуле:

N<=F/Уk,

где F — несущая способность винтовой сваи; Уk — коэффициент надежности, принимается равным 1,4, если несущая способность сваи определена расчетом по формуле (15).

Коэффициент надежности может быть меньшим — 1,2, если несущая способность определена по результатам полевых испытаний статической нагрузкой. В нашем случае меньший коэффициент не применим. Результаты расчетов представлены в следующей таблице:

Как следует из расчетов, обещанного чуда с винтовыми сваями не наблюдается. Если в полутвердых грунтах допустимая нагрузка на винтовую сваю соответствует декларируемой величине, то в тугопластичных грунтах она в 1,8 раза меньше, а в мягкопластичных меньше в 3,5 раза.

Для оценки полученных результатов выполнен также расчет буровой железобетонной цилиндрической опоры диаметром 0,3 м, заглубленной на 1,9 м в те же грунты. Получено, что в полутвердых грунтах допустимая нагрузка на буровую сваю меньше, чем на винтовую, в 1,4 раза, в тугопластичных грунтах допустимые нагрузки — одного порядка, а в мягкопластичных грунтах допустимая нагрузка на буровую сваю в 1,5 раза больше.

Вывод из полученных результатов: несущая способность отдельной сваи и фундамента в целом существенно зависит от физико-механических характеристик грунтов. Поэтому без инженерно-геологических изысканий не обойтись. Результаты могут быть плачевными.

Пример проектирования свайного фундамента

В качестве примера рассмотрим легкий одноэтажный щитовой дом 6 х 6 м.

План дома (а) и эпюры максимальных нагрузок (б), тс/м

План дома (а) и эпюры максимальных нагрузок (б), тс/м

Задача решается методом приближения. Для начала винтовые сваи размещают во всех узловых и промежуточных местах при шаге, не превышающем 2,0 м.

При таком решении требуется 15 свай.

При таком решении требуется 15 свай.

Далее определяется нагрузка, приходящаяся на каждую сваю. Данные расчётов сведены в таблицу:

Из расчетов следует:

  • в полутвердых суглинках при конструктивном размещении свай нагрузки на них не превышают допустимые значения;
  • в тугопластичных суглинках они перегружены и поэтому могут дать дополнительные осадки сваи 2, 3, 9, 10;
  • в мягкопластичных суглинках перегружены сваи 1, 2, 3, 4, 8, 9, 10, 11, 1З, 14.

В тугопластичных и мягкопластичных грунтах необходимо увеличить количество свай. На следующем рисунке приведены схемы размещения свай, при которых нагрузка на каждую сваю не превышает допустимую:

а — в грунтах тугопластичной консистенции, б — в грунтах мягкопластичной консистенции

а — в грунтах тугопластичной консистенции, б — в грунтах мягкопластичной консистенции

Согласно схемам в тугопластичных суглинках требуется 18 свай, а в мягкопластичных — 29.

Считается, что если грунт на загородном участке обладает низкой несущей способностью, то предпочтительнее применение самых долговечных железобетонных свай. Но это достаточно дорогое
мероприятие. И их применение в слабых грунтах целесообразно, например, при застройке коттеджного поселка. Также нужно понимать, что сваи, в том числе винтовые, как правило, проходят слабые грунты и опираются на более твердые глинистые или более плотные песчаные грунты. При этом необходимое количество свай может уменьшиться, но их длина существенно возрастает. А вот плитные фундаменты при
правильном устройстве основания в слабых грунтах вполне надежны и не требуют применения и менее трудоемки.

Читайте также:

Грунт и фундамент

Как действуют силы морозного пучения на фундамент

Загадка двойного фундамента. Ростверк и лента фундамента

Фундамент для дома из газобетона. Особенности выбора

Схемы гидроизоляции фундамента

Как влияет влага на фундамент

Как удешевить фундамент. И стоит ли это делать?

Как правильно рассчитать фундамент на винтовых сваях

Рассчитать фундамент на винтовых сваях

Перед тем, как начать строительство, стоит, ещё на этапе проектирования провести расчет нагрузки на единицу площади. То есть определить какой вес будет передаваться от дома к фундаменту и далее на грунт. Нужно обязательно учитывать, что задача такого расчёта выяснить необходимое количество винтовых свай для нормального распределения нагрузки на грунт.

Фундамент из винтовых свай

Так как сама свая выдерживает значительно больший вес чем грунт, в который она установлена, то необходимо выполнить все расчёты с достаточной точностью. Чтобы решить такую задачу, используют обычную методику подсчета.

Сначала определяют общий вес всего здания. В это значение включают вес напольного покрытия, материалов стены и кровли, мебель, двери, окна и все предметы интерьера. Чтобы упростить задачу, вес кровли и стен можно взять из технических характеристик, там обычно указывается вес и толщина материалов. Если сведения не удалось найти, можно воспользоваться поиском в Интернете, информацию в сети всегда можно найти. Как рассчитать фундамент для дома? В качестве примера взят коттедж, который выполнен из бруса.

Пример Расчёта:

Для расчёта нам понадобятся учесть массу всех материалов использованных при строительстве, полезную нагрузку (мебель, люди), ветровую нагрузку и снеговую нагрузку.

Посчитать вес использованных материалов, в принципе не сложно — необходимо посчитать примерный объём использованного материала и умножить его на плотность. Например плотность соснового бруса естественной влажности равна 0.7т/м Удельный вес остальных стройматериалов по СНиП II-3-79 можно посмотреть здесь. Снеговая и ветровая нагрузки зависят от региона строительства и формы дома/кровли, но для приблизительного расчёта допустимо использовать коэффициенты. Для снеговой нагрузки — 1,3 х площадь застройки, а дя ветровой нагрузки 1,2 (для дома с полумансардным этажом). Полезная нагрузка дома обычно берётся из расчёта 180кг/м

2 Зная всё это можно приблизительно рассчитать вес дома. Попробуем применить такой способ к деревянному дому 6Х6 из бруса 200х200:

Расчёт веса дома

  1. Масса 5 стен общей длинной 30м,  высотой 4,5 и толщиной 0.2м = 27м3 , что при плотности 0.7т/мсоставит 18,9т.
  2. Вес конструкционных материалов (пол, перекрытия, кровля) составит около 70 кг/мх 72м2 = 5,04т.
  3. Полезная нагрузка 150кг х 72м2 = 10,80т.
  4. Снеговая нагрузка = 1,3
  5. Ветровая нагрузка при высоте стен 4м = 1,2.

Итог: (18,9т + 5,04т + 10,80т) х 1,2 х 1,3 = 54,19т.

При таком расчёте вес небольшого дома превышает 60 тонн. Теперь необходимо рассчитать нужное количество винтовых свай. Сделать это тоже не сложно. Нужно, просто разделить полученный вес на несущую способность грунта и мы получим необходимую площадь подошвы фундамента.

Расчёт необходимого количества винтовых свай.

Чтобы правильно рассчитать фундамент, необходимо знать несущую способность грунта. Если не проводились геологические исследования, то возможно использовать значения из таблицы, но опираться на минимальные.

Тип грунта Расчётное сопротивление
грунтов (кг/см ²) на глубине 1.
Плотных Средней плотности
Пески гравелистые и крупные (не зависимо от влажности) 5,5 5,0
Пески средней крупности (не зависимо от влажности) 4,5 4,0
Пески мелкие:
маловлажные 4,0 3,5
очень влажные и насыщенные водой 3,0 2,5
Пески влажные:
маловлажные 3,5 3,0
очень влажные
3,0
2,0
насыщенные водой 2,5 2,0
Глины твёрдые и пластичные:
глины твёрдые 8,0 5,0
глины пластичные 4,5
3,5
Крупнообмолочные, щебень, галька, гравий 8,0 6,5
Теперь узнаем необходимое количество свай. В таблице ниже приведены площади лопастей различных свай. 
Тип сваи Диаметр лопасти (мм) Площадь лопасти
(кв.м)
СВС — 57
250
0.49
СВС — 76 250 0.49
СВС — 89 250 0. 49
СВС — 108 300 0.70
СВС — 133 350 0.96

Теперь возможно рассчитать необходимое количество винтовых свай. Нужно расчётный вес дома разделить на несущую способность грунта и, получившееся значение разделить на площадь лопасти сваи.

Пример:

  • вес дома 54,19т — а
  • несущую способность суглинка возьмём 5т/м2 — b
  • площадь лопасти винтовой сваи  СВС — 108 — с

Получаем — a : b : с

54,19т : 5т/м: 0,70м2 = 15,4  (16) винтовых свай СВС — 108

То есть для такого дома достаточно будет установить 16 винтовых свай.

Чтобы дом был надежным, долговечным и безопасным, стоит покупать винтовые сваи с несущей способностью не ниже рассчитанного значения и в достаточном количестве, что гарантирует долгую и безупречную службу всего строения.

Ещё немного интересного

Расчет количества винтовых свай для каркасного дома

Лёгкость конструкции стен каркасного дома позволяет отказаться от монолитного бетонного фундамента и обойтись быстромонтируемыми винтовыми сваями. Такой фундамент к тому же монтируется намного быстрее, не нужно ждать застывания бетона.

Есть и другие преимущества: винтовые сваи подойдут практически для любого вида грунта, не нужна тяжёлая техника для производства земляных работ, монтаж стандартных винтовых свай можно выполнить одним или двумя работниками. Самое важное – правильно рассчитать количество винтовых свай для каркасного дома и смонтировать их на одном уровне.

Также необходимо рассчитать нагрузку стен и крыши каркасного дома на будущий фундамент.

Расчёт нагрузки должен учитывать вес всех строительных материалов, а также возможную динамическую нагрузку (возможный вес снега, давление ветра и т.п.).

Итак, расчёт количества винтовых свай содержит несколько этапов:

  • Определение состава грунта с помощью георазведки.
  • Сбор нагрузок на будущий фундамент.
  • Расчёт требуемого количества свай исходя из их длины и диаметра.

Определение состава грунта

Понять, какие винтовые сваи выбрать для каркасного дома и каким должно быть их количество, поможет геологическая разведка — исследования грунта под будущим каркасным домом. Специалист по георазведке бурит на участке глубокие скважины (число их и глубина регулируется соответствующими строительными нормами). Извлечённый столб грунта отдаётся в лабораторию на анализы. Результат такого исследования определяет плотность и состав грунта, что влияет непосредственно на его несущую способность. Это позволит в первую очередь определить длину сваи.

Длина сваи определяет прочность зацепления фундамента за глубинные, самые прочные слои грунта. Слишком короткие сваи поставят под угрозу всю постройку. Обязательно нужно обратить внимание на рельеф участка и отметить все перепады по высоте, это усложнит расчёт свайного фундамента.

Если нет возможности заказать геологические исследования (или возводимое здание небольшое и сравнительно лёгкое), их можно выполнить самостоятельно. Задача здесь – определить место залегания плотных грунтов – глинистые, песчаные, скалистые. В самом низком месте будущего пятна застройки необходимо выкопать яму глубиной не менее 50 см. Если в этих пределах уже встречаются плотные грунты, то длина свай будет минимальна – порядка 2,5 м. Если яма выкопана, а вынутый грунт полностью состоит из неплотных отложений – торф, плывун, то дальше можно бурить с использованием обычного бура. Бур устанавливается вертикально и постепенно закручивается в землю. Периодически необходимо его вынимать и снимать, подробнее на этом сайте, с ножей бура грунт. Так нужно бурить до тех пор, пока на ножах не будут встречаться куски плотных отложений. Бурение в этом случае прекращается и замеряется глубина получившейся ямы с помощью обычного отвеса (верёвка и груз). Эту длину необходимо прибавить к 2,5 м и получить первоначальное значение длины сваи для самого низкого места. Для остальных мест длина скважины должна быть скорректирована с учётом измеренного перепада высот. При этом лучше длину всегда брать с запасом: избыточная прочность такого фундамента всегда лучше недостаточной. После этого этапа будет ясно, какие винтовые сваи выбрать для каркасного дома по длине. Длина сваи позволит рассчитать несущую способность каждой сваи по определённым таблицам.

Сбор нагрузок на свайный фундамент

Второй фактор расчёта количества свай – вес будущего каркасного дома. Нагрузки зависят от трёх факторов:

  • Вес стройматериалов.
  • Нагрузки, возникающие в ходе эксплуатации дома.
  • Динамические нагрузки (снег, ветер и т. п.).

Вес дома определяется в основном весом всех строительных материалов. Необходимо посчитать всё: стены, крыша, отделочные материалы. Вес стройматериалов определяется на основе проекта дома. По размерам здания приближённо считается, например, объём древесины стен в кубометрах, который затем нужно умножить на удельный вес древесины (килограмм на кубометр), чтобы получить вес в килограммах или тоннах.

Следующая цифра –эксплуатационные нагрузки. Усреднённый вес всех жителей и предметов обстановки (мебель, техника и т.п.), равный 350 килограмм на кв.м, нужно умножить на общую площадь дома.  Если эксплуатация дома будет подразумевать повышенную нагрузку (например, тренажёрный зал, бильярдный стол и т.п.), стоит взять эту цифру с запасом.

Динамические нагрузки рассчитываются по справочным формулам. Потенциальный вес снега рассчитывается исходя из площади кровли и усреднённой нагрузки снега, это справочная цифра для каждого региона своя.

Просуммировав все нагрузки, можно определить совокупную нагрузку, которая будет определять минимальную несущую способность всех свай.

Расчёт необходимого количества винтовых свай

После сбора исходных данных можно приступать к предварительному расчёту. Для каждого вида винтовых свай существуют таблицы, позволяющие рассчитать несущую способность одной сваи в тоннах, которая рассчитывается умножением площади пяты сваи на определённую ранее несущую способность грунта. Зная эту цифру, можно рассчитать предварительное количество свай, разделив совокупную нагрузку на несущую способность одной сваи. Дальше необходимо уточнить расчёт, распределив места установки свай на схеме здания. Необходимо учесть следующее:

  • Сваи должны размещаться во всех углах здания, под пересечениями стен и их стыковками.
  • Под стенами, а также внутренними перегородками, где предусмотрена обвязка фундамента, должны располагаться сваи с равным шагом (2 или 3 метра).
  • Если проект предусматривает тяжёлые конструктивные элементы (печь, камин, бассейн), число свай нужно увеличить, здесь лучше сделать дополнительный расчёт нагрузки.

Как определить грузоподъемность винтовой сваи с ограниченными данными о грунте

В строительных проектах без данных о бурении грунта грузоподъемность винтовых свай можно определить, контролируя крутящий момент или выполняя испытание под нагрузкой.

На многих строительных объектах бурение грунта не завершено из-за того, что владелец недвижимости хочет сократить расходы или просто не знает о необходимости получения данных о прочности грунта для проектирования фундамента.Во время установки винтовых свай CHANCE® мониторинг крутящего момента может предоставить данные в режиме реального времени, определяющие прочность подстилающего грунта и его несущую способность. По мере того, как винтовая свая устанавливается (ввинчивается) во все более плотный/твердый грунт, сопротивление установке (называемое энергией установки или крутящим моментом) будет увеличиваться. Чем выше крутящий момент, тем выше осевая грузоподъемность. В большинстве проектов крутящий момент при установке увеличивается с глубиной, а грузоподъемность винтовых свай CHANCE можно определить во время установки.Независимо от того, устанавливается ли свая в глинистую или песчаную почву, коэффициент корреляции крутящего момента (Kt) для каждого размера ствола умножается на эффективный крутящий момент при установке (T), в результате чего определяется предельная грузоподъемность каждой сваи. Стандартное уравнение для предельной грузоподъемности Kt * T. Коэффициенты корреляции крутящего момента для винтовых свай CHANCE можно найти в Техническом руководстве по проектированию CHANCE-4 th Edition . Эффективный крутящий момент — это средний крутящий момент на последних 3 футах установленной глубины, измеренный с шагом в 1 фут.

В некоторых случаях, когда встречается плотный материал, такой как известняк, свинцовая секция CHANCE ROCK-IT может оказаться полезной для проникновения в эти слои и обеспечения фиксации винтовой сваи в плотном материале. Наконечник из карбида, расположенный на контрольной точке ниже первой спирали, предназначен для разрушения этих плотных слоев без предварительного сверления. При вращении винтовой сваи вместе с нисходящей тягой, создаваемой машиной во время установки, ROCK-IT обеспечивает большую вероятность блокировки в этих слоях и создания крутящего момента, что, в свою очередь, оправдывает использование стандартного уравнения Kt * T для получения конечная емкость.

В тех случаях, когда стандартная спиральная свая и свинцовая секция ROCK-IT не могут пробить горную породу, свая раскрутится (остановится) и крутящий момент при установке будет резко снижен. В этом случае часто рекомендуется умножать прочность породы на сжатие на площадь проекции самой нижней спирали, чтобы получить теоретическую емкость. Последним рекомендуемым шагом, чтобы убедиться, что свая выдержит требуемую нагрузку, является проведение полномасштабного испытания под нагрузкой.Пожалуйста, обратитесь к Руководству по техническому проектированию CHANCE-4, -е издание , Приложение B.

3 вещи, которые должны знать все инженеры и архитекторы о винтовых сваях

Представьте это. Вы являетесь генеральным подрядчиком по капитальному ремонту зеленых насаждений, и вы завершаете все макеты и проекты для различных частей вашего проекта.

Вы особенно воодушевлены установкой нового бетонного тротуара, так как знаете, что он будет радовать пешеходов и велосипедистов на протяжении многих десятилетий, не требуя никакого обслуживания.

У вас есть проект дощатого настила, но вы понимаете, что ландшафтный архитектор или инженер не заложил фундамент. Вы не хотите, чтобы это замедляло вас, поэтому вы просите своего субконсультанта по фонду разработать проектное решение на основе геотехнического отчета.

На основании геотехнического отчета вы и ваши коллеги получаете утвержденный проект нового фундамента: винтовые сваи. Вы продвигаетесь вперед.

Вроде все хорошо, но когда вы запрашиваете обновленные проектные чертежи, вы сталкиваетесь с серьезной проблемой.

Новый фундамент на винтовых сваях приведет к дорогостоящим изменениям конструкции дощатого настила и остановит весь ваш проект.

Что случилось?

 

Спиральные сваи использовались для укладки тротуаров PermaTrak в государственном парке острова Галвестон в 2021 году. Песчаные дюны острова Галвестон находятся на заднем плане.

 

Спиральные сваи или опоры в качестве фундамента для вашего проекта бетонного променада

Спиральные сваи, иногда называемые «винтовыми сваями», могут служить отличным фундаментом для вашего проекта бетонного дощатого настила PermaTrak.

Они на самом деле очень хорошо дополняют прочный, не требующий ухода характер бетонного дощатого настила, поскольку сами по себе состоят из чрезвычайно прочных материалов.

Винтовые сваи, состоящие из одной или нескольких винтовых пластин, прикрепленных к центральному стальному валу, требуют меньшего оборудования для установки и, как правило, безопасны для окружающей среды.

Прочность винтовых свай достигается за счет опирания грунта на каждую спираль, прикрепленную к головной секции винтовой сваи.Ведущая часть винтовой опоры обычно представляет собой стальную трубу или квадратный стержень. Их быстро монтируют с помощью легкого строительного оборудования, и часто они представляют собой экономичное решение как для PermaTrak, так и для деревянных настилов.

Чтобы узнать больше о бетонном настиле PermaTrak, устанавливаемом на винтовые сваи, ознакомьтесь с нашим пошаговым процессом с изображениями.

Спиральные сваи могут работать хорошо, но подрядчики, проектировщики и ландшафтные архитекторы должны учитывать эти 3 критических момента, прежде чем переходить к компоновке и проектным чертежам для этого варианта фундамента.

 

Примечание. Команда инженеров PermaTrak может предоставить технические характеристики винтовых свайных фундаментов и проектные чертежи для вашего проекта, описанного ниже.

 

1. Винтовые сваи или опоры представляют собой специально разработанный элемент, который должен быть делегирован инженеру по винтовым сваям.

В PermaTrak мы часто видим, что этот шаг пропускают, и во введении к этой статье он прямо раскрывает суть тяжелого положения подрядчиков.

Проектирование винтовых свай должно быть поручено инженеру по винтовым сваям, который специализируется на элементах этого типа. Когда проект не завершен специалистом или когда фундамент полностью не определен, чертежи и планы могут в конечном итоге потребовать изменения или полной переделки до начала установки.

Уполномоченный инженер, выполняющий проектирование, может помочь конкретно определить требования к конструкции винтовой опорной системы.

Например, конструкция должна учитывать как осевую, так и боковую нагрузку.Осевая нагрузка представляет собой вертикальную нагрузку на опору (гравитация или подъем), а поперечная нагрузка относится к горизонтальным силам (ветер и т. д.), действующим на конструкцию дощатого настила.

В зависимости от приложенных нагрузок и высоты без раскосов специалист по винтовым сваям может определить, нужны ли поперечные расчалки или сваи в битом стиле. Хотя в некоторых ситуациях винтовые сваи или сваи, забитые под углом, могут помочь компенсировать боковые нагрузки, в других ситуациях лучше подходят поперечные связи.

После того, как проектные требования будут доставлены, подписаны и скреплены печатью специалистом по проектированию винтовых свай, расчеты для других частей проекта и компоновки должны подтверждать рекомендации. Хотя это кажется данностью, это не всегда так. Бывают случаи, когда другие части конструкции не соответствуют тому, что предложил инженер по винтовым сваям.

 

2. Спецификации винтовых свай или опорных фундаментов должны включать критерии испытаний для определения нагрузки на сваи.

Не менее важно, чтобы специалист конкретно назвал проектные требования для проекта, спецификации винтовой сваи должны включать критерии испытаний сваи.

Сваи должны быть испытаны на ранних этапах строительства любого проекта, а винтовые сваи должны пройти специальные испытания, основанные на их уникальном характере и индивидуальном анализе каждой строительной площадки дощатого настила.

Для справки, «критерии» относятся к результатам испытаний по измерению несущей способности свай.Инженеры могут выполнить ряд различных тестов для определения этого критерия.

Обычно две сваи выбираются в начале процесса установки, чтобы пройти более строгое испытание под нагрузкой. Это называется испытанием на статическую нагрузку и включает испытание свай с помощью гидравлического домкрата, балок и временных анкеров.

Эти нагрузочные тесты позволяют команде установить взаимосвязь между крутящим моментом и фактической грузоподъемностью для конкретной площадки. Как только это соотношение установлено, все остальные эксплуатационные сваи, как правило, могут быть установлены путем контроля крутящего момента и без затрат на испытательные установки в каждом месте расположения сваи.

 

Здесь показана винтовая свая, проходящая испытания на несущую способность для будущего устройства дощатого настила PermaTrak. Свяжитесь с PermaTrak, если вам нужна спецификация винтовой сваи и проведены испытания.

 

Напоминаем, что в процессе работы с PermaTrak наша команда инженеров может предоставить спецификации винтовых свайных фундаментов.

 

3. Спиральные сваи наиболее полезны и хорошо работают в условиях низкого или мелкого дощатого настила и даже при строительстве сверху вниз, но не на приподнятых дощатых настилах.

Как упоминалось выше в ключевом пункте № 2, винтовые сваи бурят, а не забивают, на определенную глубину, рассчитанную для требуемой несущей способности дощатого настила. Характер их установки требует меньшего количества оборудования, «более легких» машин в целом и приводит к меньшей площади нарушения, чем некоторые другие варианты фундамента. Кроме того, спиральная конфигурация сваи может быть легко изменена в полевых условиях, если это необходимо, в отличие от других типов глубокого фундамента.

По всем этим причинам винтовые сваи являются отличным вариантом глубокого фундамента для чувствительных водно-болотных угодий или любой экосистемы, требующей строительства сверху вниз и низкой нагрузки на окружающую среду.

Строительство сверху вниз означает возможность установки проступей и балок дощатого настила от оборудования, работающего поверх ранее установленных проступей и балок. Мы часто видим винтовые сваи, установленные на проектных площадках с ограниченным доступом, высоким уровнем грунтовых вод, ограниченным вертикальным перекрытием или слабыми поверхностными грунтами.

Винтовые сваи или опоры, как правило, не подходят для приподнятых дощатых мостков. Их эффективность лучше всего проявляется на мелководье с низким дощатым настилом.

 

Определение того, подходят ли винтовые сваи или опоры для вашего проекта

Инженеры и ландшафтные архитекторы могут выбирать из множества различных материалов при проектировании системы фундамента для прочного бетонного тротуара, не требующего обслуживания.

Вопрос в следующем: какой вариант лучше всего подойдет для вашего следующего променада?

Если вы считаете, что это могут быть винтовые сваи, позвольте нам провести с вами бесплатную консультацию, чтобы начать процесс планирования. Мы познакомим вас с ключевыми моментами описанных выше шагов и позаботимся о том, чтобы вы избежали дорогостоящих ошибок и изменений дизайна!

Расчет винтовых свай

Строительство фундамента на винтовых сваях

— популярная новинка. Раньше винтовые сваи применялись в основном при строительстве объектов, расположенных на воде или в прибрежных районах.Такой выбор был обусловлен тем, что сооружение данного типа опоры фундамента не требует бетонных работ, которые очень сложно провести на грунтах с повышенной влажностью.

Видео — расчет свайного фундамента

Эстафету широкого применения винтовых свай приняли военно-инженерные подразделения. Их выбор был обусловлен тем, что при использовании винтовых свай значительно сокращалось время на строительные работы, что было особенно критично при быстром продвижении войск.

Таким образом, использование винтовых свай при возведении фундамента дает два основных преимущества:

  • возможность возведения фундаментных опор на заболоченных влажных грунтах, грунтах с повышенной влажностью или на участках с неровным рельефом.
  • Применение винтовых свай значительно сокращает время строительных работ. К тому же возведение фундамента на винтовых сваях можно вести практически в любое время года.

Варианты строительства зданий на винтовых сваях

С применением винтовых свай возможно возведение практически любых типов сооружений.В зависимости от тяжести строения и расчетной нагрузки на фундамент подбираются сваи определенного диаметра. Винтовые сваи малого диаметра можно вбить в землю с помощью простой мускульной силы. Сваи большого диаметра необходимо помещать в грунт с помощью механизированных приспособлений.

Расчетные параметры винтовых свай

Параметры винтовых свай для возведения фундамента рассчитываются исходя из следующих исходных данных:


После того, как вы рассчитаете максимальную нагрузку, которую может выдержать грунт на вашем участке и максимальную планируемую нагрузку, вам необходимо будет определить количество и диаметр винтовых свай, которые, с одной стороны, не должны ломаться под нагрузкой вес конструкции, а с другой стороны, не должен провалиться в землю.

Количество винтовых свай зависит от объема конечной нагрузки

Пример расчета винтовых свай

При расчете необходимого количества и диаметра винтовых свай необходимо учитывать, что опорные сваи-столбы должны располагаться по углам строения, а также в местах примыкания внутренних стен. Расстояние между опорными винтовыми сваями на прямых участках рассчитывается индивидуально, но не должно быть более трех метров, иначе жесткости горизонтального несущего каркаса не хватит, чтобы выдержать вес здания.

Рассмотрим на примере небольшого здания с размером основания 6 на 6 метров. Дом будет одноэтажным и будет деревянным. Для такой конструкции достаточно использовать девять винтовых опорных свай. Однако с увеличением веса строительных материалов необходимо также увеличивать частоту расположения опорных винтовых свай.

Таблица — пример расчета свайного фундамента под дом 6 на 6 метров

Таблица — пример расчета свайного пола для двухэтажного дома

Порядок устройства фундаментного основания на винтовых сваях

После расчета необходимого количества и диаметра винтовых свай и составления проекта его необходимо перенести на свой участок.

  1. Для этого с участка, предназначенного для устройства фундамента, снимается слой плодородного грунта, после чего в угловых опорных точках устанавливаются колышки или каркасные конструкции из дерева. Между ними натягиваются шнуры или плотные лески. Кроме шнуров, натянутых по внутреннему и внешнему периметру будущего фундамента, а также по диагоналям разметки. Это делается для того, чтобы внутренние углы будущего фундамента были идеально прямыми.
  2. Заранее подготовленные винтовые сваи вкручиваются в отведенные места. Для свай небольшого диаметра достаточно будет привлечь всего трех человек. Два из них будут вращать винтовую сваю-опору за кривошип (горизонтальный рычаг, вставленный в отверстие в верхней части винтовой сваи), а один находится непосредственно рядом со сваей и контролирует вертикальное положение винтовой сваи.
  3. После ввинчивания всех свай их верхние части срезаются на едином горизонтальном уровне.Для проверки точного уровня лучше всего использовать лазерный строительный уровень.
  4. Внутрь полой металлической трубы, из которой собственно и состоит винтовая свая, заливается бетонный раствор высокой марки прочности.
  5. На верхнюю часть срезанной винтовой сваи-опоры приваривается оголовок — плоская металлическая площадка.
  6. Место соединения металлического тела сваи и оголовка очищается от окалины и тщательно грунтуется.