Свайный фундамент: расчет количества свай, несущей способности и нагрузки

Если имеются сложности с надежной опорой на земельном участке, выбирают свайную конструкцию фундамента. Применение альтернативных технологий в подобных ситуациях сопровождается значительным увеличением трудовых и финансовых затрат. Впрочем, в любом варианте необходим предварительный точный расчет. С помощью материалов данной статьи любой человек сможет подготовить проект самостоятельно без ошибок. О том, что из себя представляет свайный фундамент, расчет количества свай и допустимых нагрузок — читайте далее.

Выше приведен только один пример, иллюстрирующий возможные неприятности:

• Проблемы создает постоянный и сезонный высокий уровень грунтовых вод. При их наличии даже надежный цельный фундамент для дома не способен обеспечить сохранение устойчивого положения.
• Аналогичные задачи необходимо решать на «слабых» почвах.
• При большой глубине промерзания не исключено пучение грунта, поэтому приходится устанавливать длинные сваи.

Свайно-винтовой фундамент не применяют в ходе возведения автодорожных мостов, где нагрузки чрезмерны. Но именно он хорошо подходит для бани из дерева и дома из достаточно легких пеноблоков, для металлических эстакад, гаража, навеса для машины.

Важно! Даже для теплицы, или другой относительно легкой конструкции необходимо сделать расчет. Он поможет уточнить количество и технические параметры комплектующих деталей.

Разновидности ростверков

По статическому зондированию, либо с применением иной методики, можно выяснить параметры грунта на определенном земельном участке. Если они недостаточны для предполагаемых нагрузок, надо выбрать подходящую технологию для формирования опорных стержней. Именно они помогут стабилизировать конструкцию.

Из этой схемы понятны основные недостатки:

• требуется применение специальной техники;
• процесс получается сложный и длительный;
• необходимо застывание раствора, поэтому будут ограничения по выполнения работ при низкой температуре.

Для корректного сравнения с винтовыми изделиями больше подходят висячие сваи в просадочных грунтах.

При погружении наконечник уплотняет грунт, что помогает создать в нижней части опорную область. Для увеличения опорных нагрузок этого не всегда достаточно. Приходится увеличивать размеры всего столба, делать утолщения нижней части. Применяют различные варианты объединения с буронабивной технологией. Например, высверливают широкую скважину. Ее заполняют строительной смесью, в которую погружают железобетонный столб. Но в данном случае придется считаться с упомянутыми выше трудностями, которые сопряжены с применением «мокрых» процессов.

Перечисленные недостатки устранятся при выборе свайно винтового метода. Здесь применяют изделия фабричного производства с известными техническими параметрами. Это исключает возможные ошибки при создании строительной смеси.

Соответствующий срок существенно зависит от температуры, размеров фундамента, его состава. Внутренние полости устраняют вибрационными машинами. При морозе используют специальные добавки. Соединение элементов металлического каркаса также потребует определенных затрат.

Качественные изделия такого типа стоят много. Их трудно перевозить, перемещать, забивать в грунт. Не сложно понять, что для работы понадобиться помощь специалистов, мощная техника.

При необходимости – эту технологию используют в зимний период.

Такие опоры можно использовать на заболоченных и других сложных участках. Главное, чтобы часть с лопастями после завершения монтажа оказалась ниже максимального уровня промерзания для данной местности. Это поможет предотвратить выдавливание конструкции силами вспучивания.

Чтобы исследование было объективным, необходимо отметить не только преимущества, но и недостатки, особенности выбора, монтажа и эксплуатации винтовых фундаментов:

• Металл подвержен разрушительному воздействию коррозийных процессов. Их интенсивность увеличивается при определенном составе грунтов. Негативное влияние оказывают блуждающие токи. Их образуют сильные электромагнитные поля, присутствующие вблизи ЛЭП, трансформаторных подстанций, вышек радиорелейной и сотовой связи.
• Ввинчивать сваи вручную вблизи стен невозможно, так как усилия должны одновременно прилагаться с двух сторон. В этом случае не обойтись без специализированного технологического оборудования.
• Современные изделия этого класса выполнят свои функции в полном объеме на протяжении 50 лет и более того. Но такие показатели обеспечиваются не только правильной установкой. Пригодится качественная антикоррозийная защита поверхностей, отсутствие сварных соединений. Все это увеличивает стоимость.
• Способность металлических свай удерживать нагрузки не велика по сравнению с железобетонными столбами. Но для решения многих задач бытового строительства ее вполне достаточно.
• Применение такой технологии затрудняет, либо делает полностью невозможным создание цокольного этажа, подвальных помещений.

Важно! Металлический стержень, установленный на достаточную глубину – типичный способ установки заземления. Если для этого подсоединить соответствующий электрический контур к винтовой свае, будет совершена ошибка. Такое подключение ускоряет коррозию.

Плитно-свайные конструкции с применением винтовых опор возводят редко, что объясняется ограничениями по нагрузкам. Чаще всего используют следующую технологию:

• После изучения геологии и расчетов выбирают подходящие по техническим параметрам изделия.
• Их вкручивают на глубину, определенную расчетом. Применение винтовых частей упрощает данный процесс. Они являются дополнительными опорами, которые обеспечивают надежную фиксацию в слабых грунтах. Их наличие предотвращает выдавливание столбов силами пучения при заморозках.
• Выступающие из земли части с применением соответствующего электроинструмента обрезают по необходимому уровню.
• Для упрочнения полость заполняют цементно-песчаной смесью. Армирование внутри не создают.
• К верхней кромке с помощью сварочного аппарата прикрепляют прямоугольные площадки. Также для подсоединения иных частей здания применяют металлические закладные, погруженные в бетон при заливке.

Тип ростверка	Изображение	Особенности технологического процесса	Типичное применение
Металлическая балка (двутавровая)		Для упрочнения основания полость трубы заливают бетоном. Балку приваривают к закладной. Также моно применять винтовое соединение, устанавливать сверху прямоугольную площадку под опору ростверка.	Такой фундамент хорошо стыкуется со сборными конструкциями (сэндвич-панели). Обеспечивается высокая скорость монтажных операций, качественные соединения.
Металлический швеллер		Узел соединения создается с применением технологий, указанных в предыдущем варианте.	Это основания способно выдержать значительные нагрузки. Помимо каркасных конструкций, на них устанавливают кирпичные и деревянные здания. В любом случае необходима хорошая защита металлических частей от коррозии.
Деревянный брус		В торцевых частях балок делают отверстия. К опорной площадке винтовой сваи приваривают металлический штырь. Этот узел собирается быстро. С его помощью быстро создают надежное соединение.	Такой ростверк отличается легкостью, поэтому он не создает лишние нагрузки на фундамент. Но надо помнить, что подобное решение рассчитано на небольшие нагрузки. Его использую при возведении беседок, бань, пристроек, иных легких строений.
Монолитный бетон		Конструкцию заливают, как обычный фундамент соответствующего типа. Используют съемную, или стационарную опалубку, армирование. Предварительно устанавливают закладную в наполнителе полости сваи.	Это решение применяют для строительства тяжелых сооружений. Вместо монолита можно применять свайно-ленточные конструкции, устанавливать железобетонные плиты.

Винтовые сваи и расчет допустимых нагрузок

Для правильного выбора изделий следует ознакомиться с актуальным ассортиментом производителей. Необходимо рассчитать нагрузки, которые они способны выдержать и сравнить полученные данные с реальными условиями будущей эксплуатации. Обязательно принимают во внимание плановый срок службы. После комплексного анализа этих факторов можно сделать точные выводы.

Винтовые сваи: типоразмеры

Чтобы купить комплектующие детали для определенного проекта без ошибок, требуется точный расчет. Но предварительно нужно изучить ассортимент современных магазинов. Эта информация поможет уточнить личные требования.

В следующей таблице приведены особенности производственной линейки «СВС». Эти изделия созданы с применением сварных соединений.

К сведению! В таблице приведены стоимости стандартных размеров. При увеличении длины, каждые дополнительные 10 см оценивают от 25 до 30 руб., в зависимости от диаметра.

Также надо обращать внимание на следующие нюансы:

• Качественное производство отличается четкой организацией, применением нормативов (СНиП, ТУ). Соответствие продукции подтверждается официальными сертификатами.
• Контролируют: отклонение сваи от вертикали, отсутствие дефектов сварных соединений, форму заготовок труб.
• Производители указывают допустимое усилие, которое не следует превышать в процессе завинчивания.
• Для упрочнения конструкции толщину лопастей и оголовка делают больше по сравнению со стенками трубы.
• Увеличивают антикоррозийную стойкость с применением фосфатирования, нанесением краски (толщина слоя от 150 мкм и более). Некоторые производители рекомендуют применять ленту из полимерного материала, которой обматывают трубу на переходе от грунта к воздуху (ширина 20-30 см).

Отдельно следует изучить эту часть конструкции сваи. Именно она испытывает наибольшие нагрузки в процессе завинчивания, при прохождении через плотные слои грунта. Она же подвергается значительным механическим воздействиям в ходе эксплуатации. Оголовок можно починить при возникновении такой необходимости. Если же оторвется лопасть – ремонт будет затруднен, а соответствующий участок фундамента может разрушиться.

Литые наконечники дороже, чем приведенные выше примеры примерно на 25%-35%. Но их применение позволяет создавать более надежные конструкции. Отсутствие сварных швов обеспечивает повышенную устойчивость к процессам коррозии. Такое основание способно выполнять свои функции 80 лет и более. Поэтому можно получить хорошие экономические результаты. Но в любом случае необходимо применять качественные технологии монтажных операций, учитывать химический состав грунтов, наличие блуждающих токов.

При выборе следует отдать предпочтение продукции ответственного производителя. Эти достаточно простые изделия выпускают не только солидные предприятия, но и многочисленные мастерские. Применение кустарных методик не позволяет обеспечить идеальное качество обработки металла, создание надежных соединений. Известны случаи, когда сварные наконечники после специальной шлифовки поверхности и окраски выдавали за более дорогие, литые модификации.

Предотвратить проблемы поможет тщательная проверка. В магазине следует выяснить происхождение товара, просмотреть подтверждающую сопроводительную документацию, сертификаты.

Для решения отдельных инженерных задач используют следующие решения:

1. Этот вариант предназначен для возведения построек в районах Крайнего Севера, либо при выполнении работ в сильные морозы. Зубчатый наконечник, легче, чем стандартный, погружается в мерзлый грунт. Ширину лопастей уменьшают, до значений, приведенных на рисунке. Толщину стенок увеличивают вплоть до 16 мм.
2. Такая конструкция подходит для установки столбчатого фундамента в обводненных почвах.
3. Чтобы при больших морозах силы пучения не вытолкнули сваю, диаметр лопастей увеличивают до 800-850 мм.

Статья