Несущая способность винтовой сваи таблица

В этой статье:

Несущая способность винтовых свай и ее расчет

Несущая способность винтовой сваи таблица

Эта статья просвещается обзору методики расчета несущей способности, применимой к  обычным сваям винтового типа. Такая информация будет интересна, начинающим строителям, решившим освоить технологию строительства фундамента на винтовых сваях.

Несущая способность винтовых свай зависит от двух факторов – площади лепестковой подошвы сваи и несущей способности грунта, принявшего вертикальную опору. Прочие характеристики – прочность и габариты самой сваи – не несущую способность такого фундамента практически не влияют. Поэтому при расчетах несущей способности свай следует оперировать только этими параметрами.

Как определить площадь лепестковой подошвы?

Классическая винтовая опора изготавливается из обычной обсадной трубы, на торец которой наваривают коническую накладку или зубчатую коронку. Кроме того, вокруг нижнего (опорного) торца такой сваи монтируется винтовая лопасть, облегчающая процесс погружения опоры в грунт.

Причем, по мере заглубления опоры, винтовая лопасть утрамбовывает почву под «подошвой опоры», усиливая несущую способность самого грунта. После заглубления опоры винтовая лопасть выполняет функции подошвы сваи.

Таким образом, опорная площадь подошвы определяется по контуру (окружности), очерченному винтовыми лопастями сваи. Ну а сама площадь лепестковой подошвы определяется по следующей формуле:

где R – это расстояние от центра опоры до самой удаленной точки на лепестке подошвы. Проще говоря: радиус лепестка сваи.

Противники сложных вычислений по чрезмерно длинным формулам могут воспользоваться табличными данными, указывающими на радиус лепестка фабричной сваи.

Например, нормированный диаметр, по которому определяется площадь подошвы, а значит и несущая способность винтовой сваи 108, равняется 300 миллиметрам. Следовательно, радиус лопастей такой сваи равен 150 миллиметрам (300/2), а площадь опорной поверхности – 706,5 квадратных сантиметров.

Как определить несущую способность грунта?

Сопротивляемость грунта эксплуатационным и  конструкционным нагрузкам определяется в процессе геологических изысканий. В ходе таких исследований определяется состав почвы на глубине погружения сваи.

А уже по составу определяется и несущая способность грунта. Причем для вычисления сопротивляемости достаточно воспользоваться табличными данными, связывающими несущую способность с типом грунта.

Таблица значений несущей способности свай

Например,  согласно таблицам, приведенным в СНиП 2.02.03-85, который посвящается свайным фундаментам, максимальная несущая способность песка равна 15 кг/см2. А вот суглинок выдержит не более 5,5 кг/см2. Ну а квадратный сантиметр глины может выдержать не более 6 килограмм.

Как выполнить расчет несущей способности винтовой сваи?

На основании вышеуказанных данных можно произвести предварительный расчет несущей способности сваи винтового типа. Для этого нужно перемножить площадь основания на полученное из таблицы значение сопротивляемости грунта.

Например, несущая способность винтовой сваи 133, заглубленной в обычную глину, определяется следующим образом:

  • Вначале определяем площадь лепестковой подошвы, используя для этих целей вышеуказанную формулу. И для 133 сваи, диаметр подошвы которой равен 30 сантиметрам, эта величина будет равняться 706,5 квадратных сантиметров (15х15х3,14).
  • Далее, по таблице определяем несущую способность самого грунта. У глины она равняется 6 кг/см2.
  • Перемножив эти величины (6х706,5), получаем результат – 4,2 тонны.

Именно такой вес может выдержать одна свая (133 модели), винтовая часть которой заглубляется в глинистый грунт, доминирующий на глубинах от 2 – 2,5 метров.

Расчет несущей способности с учетом надежности конструкции

Однако этот расчет дает слишком обобщенный результат, не учитывающий такого критерия, как запас прочности конструкции. Поэтому окончательный расчет несущей способности сваи производится по формуле:

где N – это расчетная нагрузка, F – это неоптимизированное значение несущей способности, определяемое путем умножения площади винтовой опоры на несущую способность грунта. А ? — это коэффициент, определяющий запас прочности (надежность) конструкции.

Причем значение коэффициента надежности зависит от точности вычислений определяющих несущую способность опорного грунта. Кроме того, этот коэффициент зависит и от общего числа свай в основании.

В итоге, исходя из указанных выше условий ? (коэффициент надежности конструкции), считается равным:

  • От 1,75 до 1,4 — при общем количестве свай от 5 до 20 штук. Причем это значение коэффициента надежности следует применять при расчете несущей способности свай с низким ростверком, который монтируют на висячих опорах.
  • Ровно 1,25 – при приблизительном  вычислении опорной способности грунта, определяемой в процессе зондирования почвы с помощью сваи-эталона. Такие испытания могут организовать и начинающие геологи, обустроившие измерительную площадку с эталонной сваей  на месте строительства фундамента.
  • Ровно 1,2 – при точном определении опорной способности грунта, вычисляемой в процессе зондирования почвы и дальнейших лабораторных исследований характеристик полученных в этом процессе образцов.

В итоге, уточненная несущая способность  винтовой сваи (модели 133) равняется 3,5 тоннам – этот результат получается при точном определении аналогичной характеристики грунта (4,2/1,2). Или 2,4 тоннам (4,2/1,75) – этот результат определяется при расчете на основании усредненных (табличных) данных о несущей способности грунта и сведений об общем числе опор.

Максимальная несущая способность винтовых свай

Ну а теперь, когда мы знаем все тонкости процесса определения несущей способности винтовой опоры, можно, наконец, определить максимально возможную величину нагрузки, передаваемой на одну сваю.

Для этого мы воспользуемся следующими вводными данными:

  • В качестве грунта возьмем обычный песок с его максимальной несущей способностью – 15 кг/см2.
  • В качестве опоры возьмем сваю марки 219 – диаметр лепестков такой опоры равен 600 миллиметрам.
  • Ну а коэффициенту надежности присвоим значение 1,75 – говорящее о точном определении несущей способности грунта и количестве свай не более 5 штук.

В итоге, максимально возможная несущая способность винтовой сваи определяется свежующим образом:

  • Площадь лепестковой опоры равняется 2826 см2 (30х30х3,14).
  • Неоптимизированное значение опорной способности равняется 42,4 тонны (2826х15).
  • Точное значение несущей способности опоры равняется 24,23 тонны (42,4/1,75).

Таким образом, одна опора, с лепестком радиусом в 30 сантиметров, углубленная в плотный песок, выдерживает более 24 тонн. И винтовые фундаменты ценят именно за это!

Источник: http://www.bobrovka.ru/nesushhaya-sposobnost-vintovyx-svaj-i-ee-raschet

Несущая способность винтовых свай — таблица с расчетом

Сегодня винтовые опоры используются при устройстве строений на нестабильных почвах, а также при необходимости закладки базиса в холодное время года, когда возведение ленточных и монолитных конструкций является нецелесообразным из-за промерзания земли. Для того чтобы здание было устойчивым на слабых грунтах, перед строительством всегда определяется несущая способность винтовых свай. Данный этап необходим, ведь ошибка в расчетах повлечет за собой неутешительные последствия вплоть до разрушения здания.

Винтовые сваи: качества, особенности, тонкости монтажа

Винтовые сваи представляют собой стальные трубы с острыми наконечниками и лопастями в нижней части. Опоры бесшовные, поэтому они не особо уязвимы для коррозии. Вся эта атрибутика упрощает их заглубление в землю, к тому же коэффициенты сопротивления свай выдергиванию и сдавливанию значительно увеличиваются.

Всем известно, что классические опоры следует заливать бетоном, а винты в этом не нуждаются – это существенно сокращает стоимость основания.

Испытание свай нагрузкой:

Толщина стенки опоры зачастую составляет от 4 мм до 7 мм. В ассортименте строительных магазинов можно отыскать опоры самой разной длины. Минимальная длина элемента достигает 1 м.

Существует два вида монтажа опор, каждый из которых обусловлен габаритами свай и размерами будущего здания. Винты могут устанавливаться:

  • Без привлечения специальной техники (вручную);
  • С помощью гидравлического оборудования.

Вариант устройства базисной конструкции не влияет на несущую мощность свай. Оба варианта возведения фундамента выполняются по принципу вкручивания опор в почву. В особых случаях, для защиты несущей способности винтов, монтаж выполняют по видоизмененной технологии:

  • Если опора монтируется в промерзший грунт или в почву, в составе которой есть пласты твердокаменных пород, выполняется бурение лидерного отверстия. Далее сваю вкручивают в подготовленную скважину;
  • Опоры, заглубляемые в заводненные грунты, предварительно обрабатываются, а их внутреннее пространство заливается бетонной смесью. Это защищает сваи от коррозии с внутренней стороны, добавляя им единицы несущей мощности;
  • Для повышения несущей силы опоры, длина которой превышает 2 м, выполняется ее вспомогательное армирование.

Позитивные и негативные стороны винтовых опор

Винтовые сваи имеют множество преимуществ, как перед другими видами опор, так и перед остальными типами фундаментов. Стоит отметить следующие достоинства:

  • Нет нужды в подготовке строительной площадки. Благодаря особенностям монтажа, отсутствует необходимость устройства траншеи, к тому же не придется осушать грунт перед работой;
  • Возведение основания на винтах занимает мало времени, в отличие от устройства остальных вариантов фундаментов. Для заглубления винтов не нужно рыть котлован, устанавливать опалубку, делать армирование, готовить бетонный раствор и производить заливку. Даже работая в одиночку справиться с ним можно за пару дней;
  • Установка винтового базиса обходится намного дешевле, чем заливка монолитной плиты или ленточной конструкции;
  • Прекрасная несущая способность винтовых свай в слабых грунтах позволяет применять их на почвах, склонных к морозному пучению, на заболоченных территориях и т. д. Благодаря тому, что опоры можно ввинтить на внушительную глубину, им не страшны подвижки земли и другие подобные явления;
  • Данный тип фундамента можно устраивать в холодное время года или даже в поясах, отличающихся постоянной мерзлотой. Промерзшая почва не является преградой для винтов;
  • Используя винтовые сваи, не придется делать длительную паузу, перед тем как продолжить строительство дома. Их можно нагружать сразу после устройства, в отличие от железобетонных конструкций, которым нужно время для созревания;
  • Уникальное покрытие, оберегающее опоры от коррозии, позволяет эксплуатировать фундамент в условиях завышенной влажности почвы. При этом на несущую мощность винтов это не влияет.

Невзирая на огромное количество позитивных сторон винтовых оснований, им присущи и отрицательные качества, о которых стоит упомянуть. Среди минусов фундаментов на винтах отмечают:

  • Невозможность устройства на каменистых и скалистых почвах. Данные типы грунта способны повредить антикоррозийную пропитку, что приведет к преждевременному разрушению опор и снижению их несущей силы;
  • Опасность заглубления рядом с электроподстанциями и железной дорогой. Скопившийся блуждающий ток в почве способен привести к разрушению метала.

Расчет несущей мощности винтовой опоры

Многие ошибочно полагают, что несущая сила винтовых опор зависит от их стойкости и типоразмера. На самом деле такие показатели совершенно не влияют на возможность свай удерживать нагрузки. Итак, несущая способность винтов обуславливается двумя обстоятельствами:

  • Площадью подошвы самой опоры;
  • Несущими качествами почвы.

Имеющая форму винта лопасть, находящаяся на конце сваи, не только упрощает заглубление опоры в грунт, но и утрамбовывает почву, сдавливая ее при вкручивании. После установки лопасть играет роль своеобразной подошвы, на которую всей массой опирается здание.

Для того чтобы высчитать несущую способность винта, обязательно нужно вычислить площадь этой подошвы. Так как она представляет собой окружность, для расчетов применяется известная всем формула S = П х R², где S – это площадь, а R – радиус. В данной ситуации радиусом можно считать дистанцию от оси ствола опоры до максимально отдаленной точки на конце лопасти.

К примеру, для винтовой опоры 108 стандартный диаметр – 0,3 м. Значит радиус будет равняться 0,3 м : 2 = 0,15 м. Можно приступать к поиску площади:

S = 3,14 х (0,15 м х 0,15 м)

S = 3,14 х 0,0225 м

S = 0,07065 м²

Переводим в сантиметры – для этого полученное число умножается на 100². Площадь равняется 706,5 см².

Расчет по формуле достаточно прост, однако если нет желания заниматься вычислениями, можно воспользоваться уже готовыми показателями – для каждого типа заводских винтовых опор (вне зависимости от производителя) существует своя таблица.

Вторым этапом перед вычислением грузовой устойчивости опоры является калькуляция несущей мощи почвы. Ее можно узнать после того как будет определена структура грунта. Данные, полученные в результате геологического исследования, сверяются с таблицей, отображающей связь несущей силы и типа почвы.

Например, если преобладающим видом грунта на территории под застройку оказался песок, то в соответствии с таблицей его несущая способность – 15 кг/см².

Как уже было сказано, для определения нагрузки, которую способна удержать на себе винтовая свая, нужно знать площадь подошвы этой сваи и несущую способность почвы. Имея все данные, достаточно их перемножить. Для большей наглядности следует рассмотреть вычисление на вышеупомянутой опоре 108, заглубленной в нестабильный песчаный грунт:

  • Площадь подошвы сваи равняется 706,5 см²;
  • Нагрузка, которую может выдержать песчаный грунт – 15 кг/см²;
  • Несущая сила винтовой опоры в данном случае равняется 706,5 см² х 15 кг/см² = 10,6 т.

Следовательно, одна свая 108, установленная в песчаный грунт, способна удержать 10,6 т.

Расчет несущей силы опор является значительным этапом при возведении основания, поэтому очень важно, чтобы он был сделан правильно. К тому же следует знать, что вычисленная несущая способность свай оправдает себя только в том случае, если монтаж фундамента будет выполнен по всем нормам.

Источник: http://stroimtovarishi.ru/svajnyj-fundament/nesushhaya-sposobnost-svaj.html

Винтовые сваи: несущая способность + таблица — Фундаменты от А до Я

Расчет 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 свайно-винтового фундамента (как и любого другого) является его несущая способность.

статьи

  • 1 От чего зависит допустимая нагрузка
  • 2 Пример упрощенного расчета

От чего зависит допустимая нагрузка

Если давать определение понятию несущая способность, то она представляет собой максимально допустимое давление на элемент фундамента, которое он выдерживает. Расчетная нагрузка на одну винтовую сваю всегда должна быть меньше ее несущей способности. Равность значений нежелательна, поскольку стоит предусмотреть запас на случай возникновения непредвиденных обстоятельств.

Допустимая нагрузка на винтовую сваю зависит от следующих факторов:

  • диаметр трубы и лопастей;
  • прочность грунта основания;
  • длина сваи.

При выполнении простейших расчетов для частного дома потребуется знать только прочностные характеристики основания и площадь лепестковой подошвы (лопасти). Расчет выполняется по следующей формуле:

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 сваи-эталона. 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 1,4-1,75 при количестве опорных элементов в пределах 5-20 штук.

Важно! Практичнее всего использовать второй способ т.к. полноценные геологические изыскания дороги, а самостоятельное изучение грунта на глубине вкручивания свай практически нереально.

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. Для наиболее распространенных диаметров винтовой сваи можно воспользоваться таблицей ниже.

Диаметр винтовой сваи, мм Диаметр лопасти, мм
89 250
108 300
133 350

Эти элементы чаще всего применяются для легких частных строений.

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».

Таблица ниже рассматривает, какую прочность основания нужно взять в расчет для различных грунтов.

Грунт основания, определенный по итогам изысканий Rо на расстоянии 1,5 м и более от поверхности земли, кг/см2
Галька с глиняными частицами 4,50
Гравий с глиняными частицами 4,00
Песок крупной фракции 6,00
Песок средней фракции 5,00
Песок мелкой фракции 4,00
Пылеватый песчаный грунт 2,00
Суглинки и супеси 3,50
Глины 6,00
Просадочное основание или насыпное с проведением уплотнения 1,50
Насыпное основание без выполнения работ по уплотнению 1,00

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:

  • условия работы;
  • характеристики грунта;
  • глубина залегания лопасти (прибавляется боковое трение);
  • диаметр лопасти;
  • 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:

Тип грунта Несущая способность свай 89 и 108 мм при диаметре лопасти 300 мм в тоннах с учетом глубины залегания винта
1,5 м 2,0 м 2,5 м 3,0 м
Мягкопластичный лесс 2,2 2,9 3,6 4,3
Полутвердая глина 4,7 5,4 6,0 6,7
Тугопластичная глина 4,2 4,9 5,6 6,3
Мягкопластичная глина 3,7 4,4 5,0 5,8
Полутвердые суглинки и супеси 4,4 5,1 5,8 6,5
Тугопластичные суглинки и супеси 3,9 4,6 5,3 6,0
Мягкопластичные суглинки и супеси 3,5 4,2 4,8 5,5
Песок средней и крупной фракции 9,7 10,4 11,1
Песок мелкой фракции 6,3 7,0 7,7
Песок пылеватый 4,9 5,6 6,3

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:

  • грунты на участке — глина;
  • диаметр используемых свай — 133 мм, диаметр лопасти — 350 мм;
  • масса дома, полученная в результате сбора нагрузок от стен, перегородок, перекрытий, полезного и снегового нагружения — 59 тонн.
  • 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 12-13 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:

  • сечение;
  • длина;
  • шаг;
  • распределение под несущими стенами.

Дополнительно рекомендуем прочитать статью: Расчет количества винтовых свай для фундамента.

Источник: http://fundament.my1.ru/news/vintovye_svai_nesushhaja_sposobnost_tablica/2017-03-07-189

Винтовые сваи: несущая способность

Возведение обычных фундаментов на сильно заболоченной местности или ослабленных грунтах всегда сопряжено с риском возникновения трещин и усадки.

При строительстве в холодное время года они подвергаются пучению под напором промерзшей почвы.

Чтобы уменьшить подобное негативное влияние на основание сооружения применяют винтовые сваи — несущая способность которых очень высока, так как они достаточно хорошо заглублены в грунт.

Мировой опыт их использования насчитывает уже два столетия. В последнее десятилетие и в нашей стране основание домов на сваях этого типа получило широкое признание.

Несущая способность (таблица)

Тип грунта Расчетное сопротивление грунта *, кг/см2 Несущая способность винтовой сваи, кг
ВСГ-1 73/250 ВСГ-1 89/300
плотный ср. плотн плотн ср. плотн плотн ср. плотн
Крупный гравелистый песок 13.0 12.0 6378 5888 9185 8478
Песок средней крупности 12.0 11.0 5888 5397 8478 7772
Мелкий маловлажный песок 5.0 4.0 2453 1963 3533 2826
Мелкий песок, насыщенный влагой 3.0 2.0 1472 981 2120 1413
Супеси сухие 5.0 4.0 2453 1963 3533 2826
Супеси, насыщенные влагой 3.0 2.0 1472 981 2120 1413
Суглинки сухие 4.0 3.0 1963 1472 2826 2120
Суглинки, насыщенные влагой 3.0 1.0 1472 491 2120 707
Глины сухие 6.0 2.5 2944 1227 4239 1766
Глины, насыщенные влагой 4.0 1.0 1963 491 2826 707

Конструкционные особенности вкручивающихся опор

По своей сути это прочные стальные трубы, на конце которых имеются специальной формы лопасти. Винтовые сваи, несущая способность которых обеспечивается применением при их производстве цельнотянутых изделий, слабо поддаются коррозии из-за отсутствия шва на корпусе. Толщина стенок варьируется от 4 до 7 мм. Длина также может быть разной, но не менее метра.

Монтаж сваи облегчается наличием наконечника с винтообразными лопастями. Благодаря своим конструкционным особенностям эти элементы обладают высокими показателями сопротивлению сжатия, а также устойчивы к выдергиванию. Если обычные опоры для устойчивости приходится бетонировать, то винтовые обходятся без этого. Что значительно уменьшает расходы на возведение фундамента.

Нюансы монтажа

Способ установки опор зависит от их параметров и масштабов сооружения. Существует два вида монтажных работ:

  • вручную;
  • с использованием гидравлической техники.

От того, каким методом установлены винтовые сваи несущая способность не зависит. В каждом случае трубы закручиваются в землю по принципу шурупа. Этот процесс обеспечивается наличием заостренного конца и винтовых лопастей на нем.

В некоторых случаях монтаж производится с некоторыми особенностями:

  1. При работах с мерзлыми почвами или в твердых породах сначала делается бурение первичной скважины.
  2. В заболоченных грунтах с целью уменьшения коррозии в ствол детали заливается бетон.
  3. Если длина трубы более двух метров, необходимо проводить дополнительное армирование.

В любом случае опоры должны устанавливаться с соблюдением всех технологических процессов. Какой способ монтажа следует выбрать в каждом конкретном случае должен определять профессионал, с учетом особенностей рельефа и основных характеристик имеющегося грунта.

Преимущества и минусы данных опор

Винтовые сваи, несущая способность которых является их главным достоинством, имеют еще и следующие особенности:

  • их установка не требует специальной подготовки территории;
  • монтаж не занимает много времени;
  • экономия средств из-за отсутствия вспомогательных сооружений;
  • допускается использование сразу после монтажа;
  • безопасная эксплуатация в неблагоприятных условиях повышенной влажности почвы.

К недостаткам опор данного типа можно отнести риск повреждения антикоррозионного покрытия в твердом грунте. А также возможна деградация металла при установке в местах, где в грунте наблюдается скопление блуждающих токов, например, возле электрических подстанций.

То, что винтовые сваи отличает высокая несущая способность и на их установку расходуется минимум средств сделало область их применения достаточно широкой.

Источник: http://svai-prom.ru/poleznaya-informatsiya/vintovye-svai-nesushhaya-sposobnost

Несущая способность винтовых свай. Как определить ⋆ Смело строй!

Как определить несущую способность винтовых свай винтовая сваяНесущая способность винтовых свай является основным показателем при выборе модели и марки опор.

Прежде чем остановить свой выбор на виде и размерах сваи, застройщик должен знать несущую способность грунтового основания и величину нагрузки на фундамент от будущего здания.

Совокупность этих исходных позволит определить, какой должна быть несущая способность винтовой сваи.

Исходные данные для определения несущей способности винтовой сваи

Винтовые опоры, как фундаментное основание, применяют на глинистых и слабых грунтах. Для расчета, определяющего вид винтовой опоры, проводят инженерно-геологические изыскания.

Отбор грунта поможет определить тип опор, которые можно монтировать на данном участке

Изыскания состоят из 3-х этапов:

  • Отбор проб грунта;
  • Лабораторные исследования;
  • Составление технического отчёта.

На основании технического отчёта делают вывод о выборе марки винтовой сваи. Строительство домов до 3-х этажей освобождено от обязательной государственной экспертизы.

Поэтому зачастую застройщик самостоятельно определяет вид и количество винтовых опор нужных для формирования фундаментного основания будущего дома.

Для этого на строительном участке с помощью садового бура с глубины 1,8-2 метра, ниже уровня промерзания почвы, берут образцы залегания слоёв грунта.

Пользуясь таблицей несущей способности грунтов (СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты), определают вид и марку винтовой опоры.

Самостоятельное определение характеристики грунта

В случае самостоятельного строительства дома на винтовых сваях, застройщик может сам произвести расчет прочности фундамента. При расчете учитываются такие факторы, как: тип грунта, уровень грунтовых вод, глубина промерзания почвы и нагрузка от строения.

Типы грунтов

Прежде всего, нужно определить тип грунта. Для этого тщательно изучают состав почвы, полученный с помощью бура.

Использование свай позволяет соорудить надежное основание на торфяных почвах

Рассмотрим качественные характеристики грунтов:

  • Песок считают крупным, если средний размер песчинок достигает размеров от 0,25 мм до 5 мм. Песчаное основание не подвержено пучинистости. Грунт такого типа при увеличении уровня влажности не меняет свой объём и не теряет своих свойств;
  • Супесь – это песок с примесью глины не более 10%. Шар, скатанный из супеси, непластичен и легко разрушается от лёгкого надавливания. Высокое содержание песка в составе породы практически делает её непластичной. Малая пористость грунта положительно влияет на его стойкость к пучению;
  • Суглинок формируется из смеси 70% песка и 30% глины. Раздавленный шар из суглинка, образует блин с трещинами по краям. Такое явление показывает то, что данный грунт обладает большой пористостью и подвержен пучению;
  • Глина наиболее часто встречающееся грунтовое основание. Если в образце почвы содержание глинистых частиц составляет 30% и более, то породу определают, как глину. Раздавленный шар из глины образует сплошной блин без трещин и разрывов. Почва такого типа наиболее подвержена пучению при замерзании;
  • Торф по своей сущности является грунтом органического происхождения, не обладающим несущей способностью. Строительство объектов на таких участках можно производить на винтовых сваях, при условии прохождения этих опор через торфяной слой к плотному грунту. Глубина залегания плотного основания является основным фактором при расчете длины винтовых свай.

Уровень грунтовых вод и глубина промерзания почвы свая

При неправильной установке свая может быть выдавлена пучением грунта

Присутствие грунтовых вод вызывает сезонное пучение грунта. Происходит это явление в зимний период. Вода в составе грунта под воздействием низких температур кристаллизуется в ледяную структуру. Лёд занимает объём на 9% больше, чем вода.

Замерзший грунт, увеличиваясь в объёме, начинает своё движение вверх так, как двигаться вниз не даёт нижележащий слой почвы. Поэтому винтовые опоры должны быть такой длины, которая позволяет винту опоры, закрепится в слое почвы ниже залегания грунтовых вод.

Во время наступления весны промерзший грунт оттаивает и двигается вниз. Гладкая боковая поверхность свай обеспечивает стойкость к движению промерзающих слоёв почвы во время сезонных колебаний температуры.

Уровень присутствия грунтовых вод можно выяснить методом пробного бурения. В тёплое время года в пробуренной скважине определяют глубину залегания грунтовых вод или отсутствие таковой.

Рекомендуем посмотреть видео о том, как оценить результаты пробного бурения.

Применение фундаментного основания на винтовых сваях позволяет избежать сезонного поднятия дома вверх и повреждения его конструкций. Суммируя вышеперечисленные показатели, определяют длину опоры.

Пример расчета несущей способности винтовой сваи

Зная количество опор и общую нагрузку от веса проектируемого строения с учётом снеговой нагрузки, определяют силу давления на одну сваю.

Несущая способность опор определяется путём произведения опорной площади опоры и сопротивления грунта.

Зная диаметр винтовой части опоры – 32 см, опорная площадь будет равна 162 х 3,14 = 804 см2. В результате изыскательских работ и согласно справочным данным несущее сопротивление глинистого основания равно 6 кг/см2.

Расчет прочности одной опоры производится умножением опорной площади сваи на величину сопротивления грунта – 804 х 6 = 4,8 т. То есть опорная конструкция способна выдержать нагрузку величиной 4,8 тонн.

При расчете несущей способности нужно обязательно применять коэффициент запаса прочности. Величина коэффициента определяется по справочной таблице. В данном случае, принимая в расчет количество 20 опор, коэффициент будет равен 1,4. Количество свай зависит от размеров свайного поля, его длины и ширины.

Посмотрите видео, как производится измерение несущей способности уже установленной опоры.

Окончательный расчет несущей способности опоры производят по формуле N = F/Y, где N – нагрузка на одну опору, F – предварительная расчетная нагрузка, в данном случае она равна 4,8 т. Коэффициент Y равен 1,4.

Несущая способность сваи будет равна 4,8/1,4 = 3,43 т. В результате сопоставления полученных данных: несущей способности опоры, типа грунта, глубины промерзания почвы, уровня грунтовых вод, величины нагрузки на опору, длины и ширины свайного поля, определают марку винтовой сваи – ВС 133 длиной 2,5 м.

Правильный расчет несущей способности винтовой сваи обеспечит надёжное фундаментное основание будущего домостроения.

Источник: https://SmeloStroi.ru/nesushhaya-sposobnost-vintovyx-svaj/

Remstr-u.ru
Добавить комментарий