Виды винтовых свай: как выбрать подходящие?

Статья написана при поддержке производителя БАУ ГРУПП.

Этапы возведения

Этапы возведения
  1. Расчет будущего основания: месторасположение всех свай, их размеры и необходимая длина.
  2. Разметка участка в соответствии с проектом. По углам устанавливаются вехи, соединяются веревкой и по схеме размечаются места монтирования свай.
  3. Монтаж опорных конструкций. Согласно схеме и разметке проводится бурение скважин на заданную глубину. В готовые скважины опускается асбестовая труба, устанавливается армирующий каркас. Сваи обязательно должны выступать от уровня поверхности грунта на высоту не менее 20 см в самой высокой точке;
  4. Заливка свай бетонным раствором (можно использовать щебневое или кирпичное наполнение);
  5. Опалубка. Рекомендуется сначала сделать гидроизоляцию верхних шаров опор. Под уровнем верхнего горизонта свай готовится песчаная подушка. Опалубка делается из деревянных кольев, которые устанавливаются по внешнему и внутреннему периметру ростверка. Затем в опалубку вновь нужно уложить слой гидроизоляции;
  6. Армирование ростверка. Тут используются прутья диаметром 10-14 мм, длина подбирается оптимальной для перекрытия длины всех несущих стен. Количество прутьев рассчитывается индивидуально в зависимости от типа здания и его конструкции;
  7. Бетонирование основания. К ростверку не предъявляется особых требований по морозостойкости. Поэтому его можно сделать из кирпичного боя, пеноблоков или газобетона и даже деревянных балок, залитых бетоном. Во время заливки ростверка нужно постоянно следить за горизонталью и вертикальными углами наклона опалубки, чтобы она не расширялась. После заливки нужно дать бетону несколько дней, чтобы он высох. Это требование не распространяется на ростверки из газобетона или пеноблоков.
  8. Распалубка и удаление подушки. Когда основание высохнет, нужно удалить песчаную подсыпку. При этом образуется воздушная подушка, которую следует заштукатурить.

На рисунке – чертеж свайного фундамента, армирование стыка ростверк – свая. Все, свайно-ростверковый фундамент под дом из дерева готов. Как правило, оптимальными будут именно конструкции с несъемной опалубкой, ведь тогда ростверки делаются из подручных строительных материалов.

Этапы возведения

Области использования винтовых свай

Винтовые сваи надёжно укрепили своё существование в мире, в особенности в России из-за необычного климата страны, который влечёт за собой сложные грунтовые условия. Конструкция с использованием подобных конструкций позволяет возводить фундамент для малоэтажных зданий за короткое время. Даже в местах постоянной мерзлоты или при наличии болотистых местностей у опытных строителей не возникнет проблем со своей работой.

Использовать фундамент при помощи винтовых свай можно при постройке любого здания, неважно какой материал для стен будет использоваться, пусть это будет кирпич или дерево. На что необходимо обратить внимание при постройке — это количество используемых опор, число зависит от толщины стен самого здания и его размеров.

На этом область применения не заканчивается. Использовать винтовые сваи также можно при постройке фундамента под опоры для линий электропередач и любых других высотных сооружений. Остриё с лопастью способно выдержать большие нагрузки на возведённые сооружения даже в пучинистом грунте. Важно понимать, что используя обычный вид опор, в зимнее время сила морозного пучения может выдавить сооружение наверх, это может повлечь за собой трагичные последствия.

Имеются и другие области применения винтовых свай, к примеру, такие как:

  1. Фундамент под лёгкие сооружения (рекламный щит, заборы и т. д .).
  2. Возможное использование в случае установки исторического памятника или обычного торгового павильона, которые с большой вероятностью будут менять свое месторасположение в будущем.

Перечислять области применения винтовых свай можно ещё очень долго, так как они подходят практически под любой вид возводимого объекта.

Читайте также:  Заливка бетона при минусовой температуре без прогрева

Особенности и преимущества винтовых свай

Винтовые сваи – это стальные стержни, которые устанавливают в нестабильный грунт

Особенности и преимущества винтовых свай

Винтовые сваи представляют собой полую металлическую трубу, на которой имеется наконечник, лопасти и технологические отверстия для передачи усилия на изделие при его ввинчивании в землю. В составе фундаментной системы погруженные стержни выполняют удерживающую и опорную функцию, благодаря прочности конструкции и устойчивости в земле за счет большой площади опирания.

Устройство свай имеет такие особенности:

Особенности и преимущества винтовых свай
  • тип — цельные и сборные;
  • вид вкручивания — лопастные, спиральные, комбинированные;
  • количество лопастей — пара, несколько спиралей;
  • наконечник — литой, сварной, кованый;
  • материал — нержавеющая сталь, черное железо с антикоррозионным покрытием.

Монтаж свайного фундамента дает застройщикам такие преимущества:

Особенности и преимущества винтовых свай
  1. Защита дома от давления и смещения грунта, возникающего при морозном пучении. Лопасти опускаются ниже точки промерзания почвы.
  2. Долговечность, обусловленная использованием материалов, устойчивых к влаге, кислоте, щелочи и прочих реагентов, содержащихся в земле.
  3. Экономичность. Монтаж винтовых свай обходится на 30-40% дешевле, чем забивание железобетонных столбов или заливка монолитных фундаментов.
  4. Широкий спектр применения. Изделия можно применять практически на всех типах грунта кроме скального. Кроме этого, установка свай позволяет свести к минимуму земляные работы или полностью отказаться от них при работе на склонах и неровном участке.
  5. Отсутствие вибрации и шума при вкручивании в грунт. Единственным источником звука может быть двигатель специальной техники.
  6. Возможность проводить строительство фундамента в стесненных условиях города и озелененного частого участка. Применимость к обустройству в любое время года.
  7. Допустимость повторного использования. При условии восстановления защитного покрытия сваи можно использовать до 5 раз.

Несомненным плюсом для частных застройщиков является технология установки фундамента. Допускается закручивать опоры вручную, для чего используется рычаг и сила 2-3 человек. Данный метод применим для труб диаметром до 108 мм.

Расчет свайных фундаментов

Расчет свайных фундаментов

Общие положения расчета Расчет свайных фундаментов и их оснований должен быть выполнен в соответствии с ГОСТ 27751 по предельным состояниям: первой группы:

а) по прочности материала свай и свайных ростверков;

б) по несущей способности (предельному сопротивлению) грунта основания свай;

в) по потере общей устойчивости оснований свайных фундаментов, если на них передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций и др.), в том числе сейсмические, если сооружение расположено на откосе или вблизи него или если основание сложено крутопадающими слоями грунта. Этот расчет следует производить с учетом конструктивных мероприятий, предусмотренных для предотвращения смещения проектируемого фундамента; второй группы:

а) по осадкам оснований свай и свайных фундаментов от вертикальных нагрузок (см. подраздел 7.4);

б) по перемещениям свай совместно с грунтом оснований от действия горизонтальных нагрузок и моментов (см. приложение В);

в) по образованию или чрезмерному раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций свайных фундаментов. При проектировании свайных фундаментов следует учитывать жесткость конструкций, объединяющих головы свай, что должно отражаться в расчетной модели. При этом при составлении расчетной модели должны также учитываться: — грунтовые условия площадки строительства; — гидрогеологический режим; — особенности устройства свай; — наличие шлама под нижним концом свай. Расчет свай, свайных фундаментов и их оснований по несущей способности необходимо выполнять на основные и особые сочетания нагрузок, по деформациям — на основные сочетания. Сваю в составе фундамента и одиночную по несущей способности грунта основания следует рассчитывать исходя из условия:

где — расчетная нагрузка, передаваемая на сваю (продольное усилие, возникающее в ней от расчетных нагрузок, действующих на фундамент при наиболее невыгодном их сочетании); — несущая способность (предельное сопротивление) грунта основания одиночной сваи, называемая в дальнейшем несущей способностью сваи; — коэффициент условий работы, учитывающий повышение однородности грунтовых условий при применении свайных фундаментов, принимаемый равным 1 при односвайном фундаменте и 1,15 при кустовом расположении свай; — коэффициент надежности по назначению (ответственности) сооружения, принимаемый равным 1,2; 1,15 и 1,10 соответственно для сооружений I, II и III уровней ответственности; — коэффициент надежности по грунту: — 1,2 — если несущая способность сваи определена по результатам полевых испытаний статической нагрузкой; — 1,25 — если несущая способность сваи определена расчетом по результатам статического зондирования грунта или по результатам динамических испытаний сваи, выполненных с учетом упругих деформаций грунта, а также по результатам полевых испытаний грунтов эталонной сваей или сваей-зондом; — 1,4 — если несущая способность сваи определена расчетом, в том числе по результатам динамических испытаний свай, выполненных без учета упругих деформаций грунта; — 1,4 (1,25) — для фундаментов опор мостов при низком ростверке, на висячих сваях (сваях трения) и сваях-стойках, а при высоком ростверке — только при сваях-стойках, воспринимающих сжимающую нагрузку независимо от числа свай в фундаменте. — для фундаментов опор мостов и для гидротехнических сооружений при высоком или низком ростверке, подошва которого опирается на сильносжимаемый грунт, и висячих сваях, воспринимающих сжимающую нагрузку, а также для любых сооружений при любом виде ростверка и висячих сваях и сваях-стойках, воспринимающих выдергивающую нагрузку, принимают в зависимости от числа свай в фундаменте:

При

21

свае

и

более

1,4 (1,25);

от

11

до

20

свай

1,55 (1,4);

«

6

«

10

«

1,65 (1,5);

«

1

«

5

«

1,75 (1,6).

— для фундаментов из одиночной сваи под колонну при нагрузке на забивную сваю квадратного сечения более 600 кН и набивную сваю более 2500 кН значение коэффициента следует принимать равным 1,4, если несущая способность сваи определена по результатам испытаний статической нагрузкой, и 1,6, если несущая способность сваи определена другими способами. Для фундаментов с вертикальными сваями расчетную нагрузку на сваю допускается определять по формуле:

где — расчетная сжимающая сила, кН, передаваемая на свайный ростверк в уровне его подошвы; , — передаваемые на свайный ростверк в плоскости подошвы расчетные изгибающие моменты, кН·м, относительно главных центральных осей и плана свай в плоскости подошвы ростверка; — число свай в фундаменте;

Преимущества винтовых свай

Широкую популярность данный вид опоры получил за счет того, что может использоваться даже на участке со сложным грунтом. Например, если земля, предназначенная под строительство, характеризуется водонасыщенностью, то можно ожидать, что строение на ней будет подвергаться повреждениям за счет изменения уровня грунта. Происходит этот процесс под воздействием резких перепадов температуры. Использование винтовых свай помогает решить эту проблему, так как их лопасти в буквальном смысле вкручиваются в землю, подобно шурупам. Использовать их можно не только для участков с повышенным уровнем грунтовых вод, но для следующих видов:

  • Многолетнемерзлых;
  • Подверженных процессу пучения;
  • Торфяных;
  • Со слабой рыхлой почвой.

Использование винтовых свай на участках со слабой рыхлой почвой

И даже неровный рельеф местности не становится препятствием для использования винтовых свай.

Дополнительными преимуществами данного вида материала можно считать:

Преимущества винтовых свай
  • Простой монтаж, не требующий сложных подготовительных и земляных работ;
  • Его применение не зависит от погодных условий. Могут монтироваться в любое время года и даже при наличии осадков;
  • Не требует дополнительных материалов, таких как арматура или опалубка;
  • Сжатые сроки строительных работ. Простой монтаж может занять всего пару часов;
  • Разнообразие видов, позволяющее подобрать подходящие по качеству и стоимости сваи в каждом индивидуальном случае;
  • Позволяют в любой удобный момент достраивать объект. При этом в замене проекта нет необходимости.

В зависимости от масштаба строительства, применяются две технологии установки: вручную или с использованием техники. В последнем случае применяются достаточно мобильные не громоздкие устройства.

Одним из самых главных преимуществ выбора винтовых свай является тот критерий, что строительные работы можно продолжать сразу же после их установки.

Они не требует временного ожидания, как например, при создании бетонного фундамента.

Устройство ростверка свайного фундамента

Ростверк – решетка из монолитного железобетона, соединяющая оголовки. Устраивается для размещения несущих наружных и внутренних стен.

Ростверк бывает:

  • низкий или заглубленный – верхняя плоскость или срез находится на уровне или ниже уровня грунта, в этом случае он схож с мелкозаглубленным фундаментом, но от него отличается опорой не на грунт, а на сваи;
  • повышенный или поверхностный – нижняя плоскость находится на грунте, но не опирается на него, на пучинистых грунтах требуется песчаная подушка;
  • высокий или приподнятый – при пучениях грунт его не достает, требует устройства забирки – легкой стенки от грунта до ростверка.

Конструкция ростверка может быть:

  • сборной – готовые балки устанавливаются концами на забитые сваи, стыки соединяют цементно-песчаным раствором;
  • сборно-монолитной – готовые балки делают с выпусками арматуры, стыки арматуры сваривают и в опалубке заливают бетоном;
  • монолитной – арматурные каркасы балок ростверка устанавливают в опалубку, соединяют по определенным правилам и заливают бетоном.

О правилах устройства ростверков и армирования стыков стен и углов смотри тут (статьи «Армирование ленточного фундамента» и «Армирование столбчатого фундамента»).

Факторы, влияющие на длину опор

От правильного определения длины свай зависит крепость будущей конструкции, и если эти важные элементы фундамента окажутся короткими, дом может просесть под своей тяжестью после его введения в эксплуатацию. Длина свай определяется с учетом анализа грунта и ландшафта, а именно:

  1. Плотность почвы.
  2. Перепад высоты между разными точками участка.

Плотность грунта

Анализ грунта лучше всего проводить на основании геологических исследований местности. Если исследования характеристики грунтов не проводились на данной территории, то можно воспользоваться упрощенным методом выяснения его плотности.

Итак, нужно выкопать неглубокую канаву (до 1 м) в нижней точке участка. Если на такой глубине залегания вы увидите глинистую массу или песок, то выбор лучше сделать в пользу свай, длина которых достигает 2,5 м. В том случае если вы обнаружите породы с низкой плотностью (торф), плывун или грунтовые воды, придется продолжить углубление до тех пор, пока не дойдете до твердых пород. Здесь устанавливаются сваи, длина которых равна длине бура.

Перед вами таблица плотности и несущей способности различных почв.

Вид грунта Плотный грунт Грунт средней плотности
Песок (крупная фракция) 6 5
Песок (средняя фракция) 5 4
Супесь (в сухом виде) 3 2.5
Супесь пластичная (влажная) 2.5 2
Песок (мелкая фракция) 4 3
Песок влажный (мелкая фракция) 3 2
Глина 6 2.5
Глина влажная 4 1
Суглинок 3 2
Суглинок влажный 3 1

Устройство свайного фундамента из забивных свай, основные различия и применение

Свайный забивной фундамент может быть изготовлен на любых конструкциях, описанных в подразделе 2. п. 1 этой статьи.

Названия они будут носить по названию использованной забивной сваи.

Забивные погружают в грунт на заданную расчетом глубину одним из способов:

  • забивкой паровым, механическим или дизельным молотом;
  • вибропогружением с помощью одного из нескольких разновидностей вибропогружателей;

  • статическим вдавливанием, используя большую массу вдавливающей установки;
  • комбинацией или попеременным использованием нескольких способов.
  • На оголовках устраивают ленточный или балочный решетчатый ростверк или ростверк в виде сплошной плиты.