Несущая способность винтовой сваи таблица

Содержание

Несущая способность винтовой сваи таблица

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.bobroa.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.

Источник: https://betfundament.com/nesuschaya-sposobnost-vintovoy-svai-tablitsa/

Винтовые сваи: несущая способность

Несущая способность винтовой сваи таблица

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 грунтаРасчетное сопротивление грунта *, кг/см2Несущая способность винтовой сваи, кг
ВСГ-1 73/250ВСГ-1 89/300
плотныйср. плотнплотнср. плотнплотнср. плотн
Крупный гравелистый песок13.012.06378588891858478
Песок средней крупности12.011.05888539784787772
Мелкий маловлажный песок5.04.02453196335332826
Мелкий песок, насыщенный влагой3.02.0147298121201413
Супеси сухие5.04.02453196335332826
Супеси, насыщенные влагой3.02.0147298121201413
Суглинки сухие4.03.01963147228262120
Суглинки, насыщенные влагой3.01.014724912120707
Глины сухие6.02.52944122742391766
Глины, насыщенные влагой4.01.019634912826707

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

Несущая способность винтовых свай

Несущая способность винтовой сваи таблица

На сегодняшний день винтовые сваи применяются при возведении сооружений на ослабленных грунтах, а так же если есть необходимость проводить строительные работы в зимний период, когда устройство обычных бетонных фундаментов невозможно из-за промерзания грунтов.

Винтовые сваи Для надёжности сооружения на нестабильных грунтах большое значение имеет несущая способность винтовых свай, которая обеспечивает запас прочности и устойчивости всей постройки. Целесообразно применять винтовые сваи на грунтах в районах с вечной мерзлотой, в заболоченных местах или при строительстве в зимний период, когда грунт сильно промёрз.

  На таких территориях обычные фундаменты либо дают трещины и усадки из-за деформации влажных грунтов, либо подвержены пучению под действием мёрзлых почв. Высокая несущая способность винтовых свай в данном случае объясняется возможностью хорошо заглубить их в почву и тем самым уменьшить отрицательное влияние неблагоприятных грунтовых оснований на фундамент.

Несущая способность винтовых свай зависит от площади опоры

Особенности строения винтовых свай

Что же такое винтовые сваи? По сути это трубы из стали с винтовыми лопастями на заострённом конце. Отличная несущая способность винтовых свай обеспечивается благодаря использованию бесшовных цельнотянутых стальных труб. Отсутствие шва на корпусе сваи делает её менее уязвимой для коррозионных процессов. Толщина стенок труб, используемых в конструкции сваи, составляет 4-7 мм.

На строительном рынке можно встретить сваи различной длины, но самые короткие изделия выпускаются длиной не меньше метра.Благодаря винтовому наконечнику с лопастями облегчается монтаж сваи. Кроме этого существенно возрастают показатели сопротивления сваи сжатию и выдёргиванию.

Обычные сваи необходимо бетонировать, а винтовые сваи используются без этого, что существенно уменьшает расходы на фундаменты.

Винтовые сваи: нюансы монтажа

В зависимости от габаритов одной опоры и масштабов сооружения в целом винтовые сваи могут устанавливаться двумя способами:

  • вручную;
  • при помощи гидравлической техники.

Несущая способность винтовых свай не зависит от выбранного способа установки. В обоих случая установка происходит по принципу закручивания сваи в землю наподобие шурупа. Это возможно благодаря наличию винтовых лопастей на  заострённом конце сваи.
Однако в некоторых случаях, чтобы не пострадала несущая способность винтовых свай, выполняется  их установка с некоторыми особенностями:

  1. Если монтаж сваи выполняется в грунт, где есть прослойки твёрдых пород, или в мёрзлые почвы, то необходимо произвести бурение лидерной скважины. Только после такой предварительной подготовки почвы в скважину вкручивается свая.
  2. Для свай, находящихся в заводненных почвах, нужно предусмотреть защитные антикоррозионные мероприятия. С этой целью в тело ствола сваи заливается бетонный раствор. Данная процедура поможет уменьшить коррозию трубы изнутри, а несущая способность элемента станет ещё выше.
  3. Чтобы увеличить несущую способность свай длиной больше двух метров, необходимо выполнить их дополнительное армирование.

Важно: расчётная несущая способность винтовых свай обеспечивается только при условии их правильного монтажа. Любые отступления от технологического процесса в ходе монтажа могут привести к снижению прочности всего фундамента. Только профессионал может выбрать правильный способ монтажа в зависимости от характеристик грунта и особенностей рельефа.

Винтовые сваи

Достоинства и недостатки винтовых свай

То, что отличная несущая способность винтовых свай является их главным достоинством, – мы уже поняли. Но кроме этого есть и другие преимущества таких конструкций основания:

  1. Отсутствие потребности в подготовке территории. Нет необходимости рыть котлован, как при устройстве ленточных бетонных фундаментов. Не нужно проводить осушительные и подготовительные мероприятия с почвами на территории строительства.
  2. Процесс монтажа свайных фундаментов занимает намного меньше времени, чем другие подобные технологии устройства оснований.
  3. Конечно, назвать фундамент на винтовых сваях самым дешёвым нельзя. Однако такая большая несущая способность винтовых свай позволяет существенно сэкономить средства на сооружении различных вспомогательных сооружений, поскольку винтовые сваи используются сами без каких либо дополнительных укрепляющих средств.
  4. Высокая эффективность винтовых свай позволяет использовать и нагружать их сразу же после монтажа в отличие от бетонных фундаментов, которым нужен длительный срок на набирание прочности.
  5. Антикоррозионное покрытие труб винтовых свай обеспечивает их  безопасную эксплуатацию даже в условиях повышенной влажности грунтов. Причём несущая способность винтовых свай в таких условия нисколько не пострадает, чего нельзя сказать о других видах оснований.
  6. Установка винтовых свай позволяет сэкономить время и технику. Например, для устройства блочных фундаментов по монолитным железобетонным лентам потребуется нанимать технику для рытья траншей или котлованов, ставить опалубку, сваривать арматуру, замешивать и заливать бетон, нанимать кран для монтажа бетонных блоков, выполнять другие вспомогательные работы. Всё это не нужно при устройстве свайных фундаментов, достаточно лишь нанять строительную технику с гидравлическим оборудованием.

Из недостатков винтовых свай можно перечислить следующее:

  1. Если винтовые сваи устанавливаются в твёрдый грунт, то есть риск, что антикоррозионное покрытие будет повреждено. Это в дальнейшем может привести к разрушению стального корпуса. В результате этого несущая способность винтовых свай будет снижена.
  2. Если установка свайного поля производится вблизи мест размещения электрических подстанций или прохождения железнодорожных путей электропоездов, где в грунте могут скапливаться блуждающие токи, то это может приводить к деградации металла и снижению несущей способности винтовых свай.

Винтовые сваи

Область использования

Высокая несущая способность винтовых свай и минимум расходов на их монтаж способствуют тому, что область применения данных оснований довольно широка:

  1. Винтовые сваи являются отличными основаниями для ЛЭП, рекламных бигбордов, различных мачт.
  2. При возведении каркасных зданий использование винтовых свай как нельзя кстати. При строительстве временных хозяйственных построек каркасного типа (теплиц, бытовок, сооружения ангаров) логичней использовать свайные фундаменты, чем массивные и дорогостоящие бетонные основания.
  3. Если выполняется реконструкция дома или достройка к нему, то используя фундамент на сваях, мы убережём смежные конструкции от разрушений, которые могут быть вызваны вибрациями при устройстве оснований другого типа.
  4. При проведении строительных работ на обводнённом грунте (мосты, пристани и т.п.) винтовые сваи просто незаменимы.
  5. Высокая несущая способность винтовых свай может использоваться и во вспомогательных целях, например, для укрепления бетонного основания.

Несущая способность винтовых свай влияет на выбор элемента

От чего зависит несущая способность винтовых свай?

Несущая способность винтовых свай зависит от двух факторов:

  • площади подошвы винтовой сваи;
  • значения несущей способности грунта.

Бытует ошибочное мнение, что несущая способность винтовых свай зависит от прочности самого свайного элемента и его габаритов. Эти показатели не имеют никакого значения для несущей способности элемента.

Винтовые сваи 

Определение площади подошвы сваи

Навинченная на конец опоры лопасть в виде винта не только облегчает вкручивание элемента в почву, но и выполняет функции трамбовки грунта, поскольку лопасти сдавливают землю во время заглубления. После монтажа винтовая часть сваи выполняет функции свайной подошвы, на которую приходится вся нагрузка.

Площадь этой свайной опоры мы и будем вычислять, ведь от неё зависит несущая способность винтовых свай.Поскольку опорная плоскость подошвы фактически есть окружность, то необходимо вычислить её площадь, которая образуется винтовой лопастью. Для этого используем формулу: S=πR².

В данном случае радиусом является расстояние от оси свайного элемента до наиболее удалённой точки на краю винтовой лопасти. Если вы не хотите производить никаких  сложных расчётов, то можете использовать данные из таблиц. Они есть для всех заводских винтовых свай, неважно, какой завод (Украины и России) их производит.

Пример: для свайного элемента 108 нормированный диаметр равен 30 см. Это значит, что длина от оси ствола до крайней точки на винте (искомый радиус) равна 30_2=15 см. Следовательно, площадь опорного элемента сваи равна: 3,14х15 см=706,5 см².

Вычисляем несущую силу грунта

Несущая способность винтовых свай взаимосвязана с таким же показателем грунта. Чтобы найти несущую силу грунтов, необходимо воспользоваться данными инженерно-геологических изысканий, в результате которых будет определён состав почвы. Далее необходимо использовать таблицу, отображающую зависимость несущей возможности от типа грунта (находим в нужном нам столбце).

Несущая способность винтовых свай зависит от такого же показателя грунта 
Пример: если в результате изысканий обнаружено, что на участке строительства находится песок, то согласно таблице несущая сила грунта равна 15 кг/см². Суглинки (мягкопластичная почва) способны нести не больше 5,5 кг/см², а вот глина понесёт не более 6 кг/см².

Винтовые сваи

Несущая способность винтовой сваи: расчёт

Несущая способность винтовых свай находится путём умножения площади опоры на несущую силу грунта. Рассмотрим этот расчёт на примере винтовой сваи 133, погружённой в глинистую почву:

  1. Сначала найдём площадь опоры. Используя табличные данные, узнаём, что диаметр винта равен 30 см, таким образом, площадь подошвы равна: 15х15х3,14=706,5 см².
  2. Теперь воспользуемся таблицей, чтобы определить несущую возможность грунта. Для глинистых почв она равна 6 кг/см².
  3. Теперь находим несущую способность свайных элементов: 706,5х6=4,2 т.

Вывод: один свайный элемент модели 133, с глубиной погружения в глинистую почву на 2-2,5 м, может выдержать нагрузку в 4,2 т.

Винтовые сваи

Как учесть надёжность конструкции при расчётах?

Однако описанный в середине статьи расчёт является приближённым. В нём не учитывается показатель запаса прочности деталей.

Для этого необходимо произвести итоговый расчёт по формуле: N=F/Y, где N – искомая нагрузка, F – её приближённое значение, полученное вышеописанным способом расчёта, Y – коэффициент запаса прочности.

 Последний показатель зависит от правильности расчётов и числа свайных элементов. Его подбор осуществляется по таким параметрам:

  • при числе элементов равном 5-20 шт, коэффициент составляет 1,75-1,4 (в данном случае должен использоваться низкий ростверк на подвесных опорах);
  • коэффициент 1,25 используется при проведении испытаний на эталонном свайном элементе и является приблизительным;
  • для проведения более точных испытаний используется коэффициент равный 1,2.

Пример: в продолжение нашего расчёта для свайного элемента модели 133 найдём уточнённую несущую способность: 4,2/1,2=3,5 т. Этот показатель будет использоваться при проведении точных инженерно-геологических исследований. Если же используются усреднённые табличные показатели, то искомая величина равна 4,2/1,75=2,4т. 

Винтовые сваи: габариты

Определяем максимальную несущую способность одного свайного элемента

Чтобы найти максимальную несущую способность одного свайного элемента, потребуются сразу несколько данных. Для наглядности возьмём следующие показатели:

  1. Установка свай будет выполняться на песчаных грунтах с несущей способностью 15 кг/см².
  2. Используется опора модели 219 с диаметром подошвы 600 мм.
  3. Поскольку у нас будут использоваться не больше пяти свай в поле, а несущая способность грунта определена точно, используем коэффициент равный 1,75.

Максимальную несущую способность вычисляем следующим образом:

  1. Находим площадь опоры винтовой сваи: 30х30х3,14=2826 см².
  2. Вычисляем приближённый показатель несущей способности: 2826х15=42,4 т.
  3. Теперь определяется точная несущая способность винтовых свай:  42,4х1,75=24,23 т.

Вывод: несущая способность одного элемента винтовых свай с диаметром опоры 300 мм составляет чуть больше 24 тонн. То есть допустимые нагрузки (вес стен, перекрытия, мебели и т.п.

) на опоры при такой глубине залегания не должны превышать 24 тонны.

 Как видите, правильно рассчитанная несущая способность винтовых свай гарантирует, что наш фундамент выдержит вес перекрытий, стен, ветровую и снеговую нагрузку.
Винтовые сваи

Винтовые сваи

Источник: http://mainstro.ru/nesushhaya-sposobnost-vintovyx-svaj/

Несущая способность винтовой сваи, устройство винтовых свай

Несущая способность винтовой сваи таблица

Винтовой сваей называется труба из стали с приваренной к ней лопастью. К другой стороне трубы закрепляется оголовок, который предназначен для фиксации основания дома. 

Лопасть позволяет уплотнять грунт при ввинчивании сваи. Это намного повышает общую устойчивость фундамента.

Диаметр винтовых свай колеблется в широком диапазоне – от 50 до 300 мм. Диаметр сваи характеризует её несущую способность и способ установки. Наиболее универсальные сваи диаметром 100-108 мм.

Длина сваи

Средняя длина свай около 2,5-3 метра, однако при их ввинчивании в слои вечной мерзлоты или зыбкого грунта, длина может увеличиваться. Несущая способность одной сваи такого диаметра от 4 до 6 тонн.

Наконечник сваи должен опираться на твердый грунт. Глубина его залегания определяется пробным завинчиванием. Как правила для наших почв выбираются сваи 3-3,5 м (сваи берут с запасом и потом подрезают, т.к.

они редко встают на одном уровне)

Толщина стенки

  • СВС Сваи винтовые со сварной лопастью
  • НКТ – б/у трубавсе что выше 5,5
  • СВЛ Сваи винтовые с литым наконечником

Диаметр лопасти наконечника ширина лопасти позволяет свае успешно противостоять выдергивающим и сжимающим нагрузкам.

В соответствии с технологиями сваи могут иметь разные покрытия, что влияет на срок службы фундамента. 

Несущая способность винтовой сваи

Основными параметрами, принимаемыми в расчетах при проектировании любого типа фундамента, являются:

  • вес стоящегося сооружения
  • несущая способность грунтов под ним. 

Инженерно-геологические изыскания состоят из трех основных этапов, это – полевые работы, лабораторных исследований и технический отчет.

Малоэтажное строительство (до 3-х этажей) под госэкспертизу не попадает и такого рода изыскания проводят самостоятельно.

Исследование грунта для монтажа винтовых свай 

Несущая способность грунта

ТАБЛИЦА 1 – определения несущей способности винтовых свай

В среднем нагрузка на винтовую сваю не должна превышать 5 тонн

Пластичность (для глины)Расчётное сопротивление грунта (кг/квюсм)Несущая способность винтовой сваи 89×300 при глубине залегания лопасти
1,5 м2 м2,5 м3 м
ГлинаПолутвердая64,75,466,7
Тугопластичная54,24,95,66,3
Мягкопластичная43,74,455,8
Супеси и СуглинкиПолутвердая5,54,45,15,86,5
Тугопластичная4,53,94,65,36
Мягкопластичная3,53,54,24,85,5
ЛёссМягкопластичная12,22,93,64,3
ПескиСредние1599,710,411,1
Мелкие85,66,377,7
Пылеватые54,24,95,66,3

ТАБЛИЦА 2

Расчетное значение угла внутреннего трения грунта в рабочей зонеφ1, град.КоэффициентыРасчетное значение угла внутреннего трения грунта в рабочей зоне φ1, град.Коэффициенты
α1α2α1α2
137,82,824189,2
158,43,32623,112,3
169,43,82829,516,5
1810,14,5303822,5
2012,15,53248,431
221573464,944,4

ТАБЛИЦА 3

Тип грунтаРасчетное сопротивление грунта *, кг/см2Несущая способность винтовой сваи, кг
ВСГ-1 73/250ВСГ-1 89/300
плотныйср. плотнплотнср. плотнплотнср. плотн
Крупный гравелистый песок13126378588891858478
Песок средней крупности12115888539784787772
Мелкий маловлажный песок542453196335332826
Мелкий песок, насыщенный влагой32147298121201413
Супеси сухие542453196335332826
Супеси, насыщенные влагой32147298121201413
Суглинки сухие431963147228262120
Суглинки, насыщенные влагой3114724912120707
Глины сухие62,52944122742391766
Глины, насыщенные влагой4119634912826707

ТАБЛИЦА 4

Диаметр ствола5789108114168219219
Стенка3,53,53,54,5868
Диаметр винта200300300300450600600
Длина ствола, мкгкгкгкгкгкгкг
22162390641135366148782419928019
2,52440397746046086167312618030761
32717477150946807185842816133503
43273563560758248222903212338987
53828650070569688259963608544472
643847365803711129297024004649956

Как определить тип грунта

Песок – его видно невооруженным глазом.

Размер песчинок 0,25 – 5 мм – песок считается крупным, до 2 мм, то – средней плотности. Потому как песок не меняет своих свойств при намокании, он является непучинистым.

Супесь – смесь песка с глиной. Глины в ней не более 10%, поэтому этот грунт является малопластичным. При скатывании супеси в шар между ладонями в нем чувствуются песчинки, и он легко рассыпается при надавливании. Из-за высокого содержания песка супесь является низкопористой и менее подвержена пучению, чем глина.

Суглинок также смесь песка с глины, которая составляет в нем до 30 %. Это более пластичный грунт. Скатанный из него шар раздавливается в лепешку с трещинами по краям. Это грунт подвержен пучению из-за большей пористости.

Глина наиболее распространенный грунт в окрестностях Перми. глинистых частиц в ней более 30%. Она очень пластична и может содержать большое количество влаги. Скатанный из неё шар раздавливается в лепешку без трещин. Глина наиболее всех грунтов подвержена силам морозного пучения.

Торф – является органическим веществом и НЕ является несущим грунтом. Он не редко встречается в окрестностях Краснокамска. В обязательном порядке его надо убирать с места застройки, либо устанавливать фундамент в несущие грунты ниже глубины его залегания.

Определение влажности грунта возможно также визуальным методом. Если просверленное отверстие в грунте с течением времени остается сухим, значит таковым можно считать и грунт. А если же на дне скважины начинает накапливаться вода, то это говорит о высоком уровне грунтовых вод и высокой влагонасыщенности грунта.

Морозное пучение грунтов это неизбежный физически процесс, возникающий при превращении содержащейся в грунте воды – в лёд. Объем льда на 9% больше объема воды при одинаковой массе. Поэтому зимой в увлажненном грунте возникает давление, от расширившегося в порах грунта льда, которое по естественным причинам не может сдвинуть нижние слои грунта.

Поэтому при расширении происходит движение грунта вверх вместе с находящимся в нем фундаментом. Как правило, промерзание грунта происходит не равномерно по площади фундамента. Соответственно и силы поднимающие фундамент в его разных частях отличаются по величине, что и приводит к появлению трещин в нем и несущих стенах.

Весной соответственно лед тает, и грунт возвращается на исходное место, а неверно спроектированный фундамент нет.

Источник: https://www.benikom.ru/ustroistvo_svai.html

Несущая способность винтовых свай – расчет по двум основным показателям

Несущая способность винтовой сваи таблица

Возведение даже легкой постройки, не говоря уже о капитальном доме, должно сопровождаться проектной документацией. Особое внимание, при этом, уделяется подземной части фундамента, от надежности которой зависит долговечность строения, а также отсутствие серьезных проблем при эксплуатации.

В частности, расчет определяет, какова должна быть несущая способность винтовых свай, какую нагрузку они смогут выдержать, какие размеры и шаг следует выбрать. Расчет фундамента является основополагающим при выполнении проекта любого дома или хозяйственной постройки.

Он принимает во внимание не только вертикальные и горизонтальные нагрузки, но и грунтовые условия строительной площадки, поэтому даже готовая инженерная документация требует привязки к местности.

Что такое несущая способность

Под данным определением понимаются максимальные нагрузки, которые выдерживают конструктивные элементы и грунтовые основания без изменения их структурного строения, а также без потери функциональных характеристик. Для фундамента принимается во внимание, прежде всего, вес дома и наличие дополнительных усилий – постоянных или временных.

Важно знать о том, что несущая способность подземной части сооружения во многом зависит от типа и плотности грунтовых слоев, к тому же – от их насыщенности влагой.

Винтовые сваи держат нагрузки благодаря ширине лопастей, опирающихся на более плотный и менее сжимаемый, чем вышерасположенный, пласт грунта, находящийся ниже точки промерзания почвы, что не допускает выталкивания фундамента даже при его установке на пучинистых глинах и суглинках. За счет винта происходит своеобразная фиксация ствола, предотвращающая вдавливание свай ниже допустимой отметки, так как их гладкая боковая поверхность сама по себе не способна выдерживать вертикальные нагрузки.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что несущая способность винтовой сваи в меньшей степени зависит от размеров металлической трубы, из которой она изготовлена, а в большей:

  • от площади опорных лопастей;
  • от показателей расчетного сопротивления грунтов, или их несущей способности.

Расчет площади подошвы сваи

Лопасти сдавливают и уплотняют почву под собой, обеспечивая распределение вертикальных нагрузок. Разумно будет предположить, что площадь винта и показатель несущей способности винтовой сваи находятся в прямой зависимости друг от друга, хотя для вечномерзлых грунтов размер лопастей имеет меньшее значение, но это относится к особым случаям.

Расчет допустимых усилий на свайный столб начинают с определения площади винта. Довольно часто данный показатель указывается производителем в технической документации, но его можно вычислить самостоятельно, зная радиус или диаметр круга в проекции, в который вписывается лопасть, расположенная на свайном стержне.

В качестве радиуса принимается расстояние от оси сваи до крайней от нее точки на винте, измеренное четко перпендикулярно положению ствола, а диаметр измеряется между двумя наиболее удаленными в плане друг от друга точками на лопасти. Но обмерять самостоятельно подошву сваи следует только в случае отсутствия по разным причинам паспорта на изделие.

В рядовых ситуациях следует просто заглянуть в техдокументацию, чтобы выяснить точный диаметр трубы и лопасти в миллиметрах.

Формула, определяющая площадь свайной подошвы, выглядит следующим образом:

S = 3,14*R2или S = 3,14*D2/4,

где R и D – радиус и диаметр соответственно.

Сопротивление грунта

Расчет несущей способности свайно-винтового фундамента основывается на несущей способности грунта, которая определяется после геологических изысканий на строительной площадке.

В процессе полевых работ выясняется состав почвенных слоев, лабораторные же исследования дают полную картину их физико-механических характеристик и химических свойств грунтовых вод, на основании чего составляется отчет.

Для малоэтажных домов, не подпадающих под обязательную государственную приемку, допускается предпроектную подготовку не проводить.

В этом случае изыскания выполняют самостоятельно, а при расчетах пользуются готовыми таблицами, в которых имеются средние показатели расчетного сопротивления грунтов, зависящие от их типа.

Для этого на площадке высверливают скважину с помощью строительного или обычного садового бура. Ее глубина должна быть ниже уровня промерзания грунта, характерного для региона строительства.

При выемке грунта учитывается:

  • состав почвенных пластов и их толщина;
  • степень влажности;
  • наличие подземных вод.

Существуют таблицы, помогающие выяснить по типу грунта его сопротивление и устанавливающие несущую способность винтовых свай для определенного размера. Для примера приведем готовый расчет для свай диаметром 89мм, имеющих лопасти – 300мм, при их заглублении на 1,5-3м.

Тип грунта

Узнать, из какого грунта состоит слой, можно самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов. Песок каждому известен с детства – при растирании между ладоней он рассыпается. Песчинки видны невооруженным глазом, а градация песка производится по их размеру:

  • от 2,5 до 5мм – крупный;
  • от 1,5 до 2,5мм – средний;
  • от 1 до 1,5мм – мелкий;
  • до 1мм – пылеватый.

Супесь и суглинок являются смесью песка с разными пропорциями глины. В первом случае грунт относится к малопластичным, а второй – к более пластичным. При скатывании комочка из супеси, на ладонях ощущается присутствие песчинок, но шарик сразу же разрушается при легком надавливании на него. Сформованный руками комок суглинка при нажатии сплющивается в лепешку, края которой получаются рваными.

Глина отличается высокой пластичностью и напоминает пластилин. Скатанный шарик меняет свою форму без появления трещин. Следует понимать, что глинистые грунты подвержены пучению.

Лесс представляет собой мягкопластичную известковую породу светло-желтых и палевых оттенков. Его пористость видна невооруженным взглядом. Он малораспространен на территории России.

Влажность грунта определяется визуально после просверливания в нем вертикальной скважины. Если через какое-то время в ней не появится вода, то можно считать, что грунт сухой, и наоборот. Степень влагонасыщенности устанавливается по быстроте наполнения отверстия жидкой средой.

Зная сопротивление грунта и площадь винтовой лопасти, можно произвести примерный расчет несущей способности отдельной сваи. Для этого оба показателя просто перемножаются.

Но для устройства надежного фундамента данного показателя будет недостаточно. Потребуется еще учесть коэффициент надежности конструкции, находящийся в зависимости от количества винтовых свай под строением.

Данная цифра может колебаться в пределах от 1,2 до 1,75.

Более точный результат вычислений получается при делении показателя несущей способности сваи на коэффициент надежности, что изменяет конечный результат в меньшую сторону.

Расчет необходимого количества фундаментных столбов производится на основании постоянных и временных нагрузок, а также дополнительных усилий, воздействующих на подземную часть строения. Они определяются проектировщиками и фиксируются в технической документации. Суммарный показатель делится на несущую способность одной сваи и округляется в бóльшую сторону.

В соответствии с планом дома, расчетное число свай распределяется по периметру несущих стен.

В обязательном порядке они должны ввинчиваться по углам и в местах сопряжения ограждающих конструкций, а оставшееся количество опор размещается с шагом 2-3 метра.

При необходимости допускается увеличение определенного расчетом числа свай, а при слишком большом количестве – их более близкое размещение в ленте или кустах.

Заключение

Описанный выше расчет свайно-винтового фундамента является приблизительным. Для более точных показателей несущей способности сваи, необходимо учитывать глубину залегания лопасти и нормативные данные, указанные в таблицах СНиП 2.02.03-85. В частности, это касается:

  • коэффициента условий работы;
  • значения трения грунта, прилегающего к винтовой лопасти сваи;
  • сопротивления грунта, действующего вдоль боковой ствольной поверхности и т.д.

Расширенная формула помогает получить точные результаты при расчете несущей способности свайно-винтового фундамента.

Источник: http://semidelov.ru/mar/nesuschaya-sposobnost-vintovykh-svaj-raschet-po-dvum-osnovnym-pok/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.