какую нагрузку несет винтовая свая 108
Какую нагрузку выдерживают винтовые сваи 89, 108 и 133
Расчет фундамента — ответственный этап проектирования. Если при его выполнении допустить ошибку, то можно неправильно 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.
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:
При выполнении простейших расчетов для частного дома потребуется знать только прочностные характеристики основания и площадь лепестковой подошвы (лопасти). Расчет выполняется по следующей формуле:
Коэффициент γk назначается равным следующим значениям:
Важно! Практичнее всего использовать второй способ т.к. полноценные геологические изыскания дороги, а самостоятельное изучение грунта на глубине вкручивания свай практически нереально.
Очень интересное видео по испытаниям винтовых и других свай, за одно и сравнение по несущей способности:
Чтобы найти F, потребуется выполнить вычисления по следующей формуле:
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/см 2 |
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:
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:
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:
Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.
Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.
Несущая способность винтовых свай 108
Статья рассказывает о несущей способности винтовых свай с диаметром ствола 108 мм в разных грунтовых условиях.
Содержание статьи:
1. Несущая способность сваи или грунта?
Выражение «несущая способность винтовой сваи», которое часто используют сегодня, не вполне корректно.
Для любого сооружения способность свай к восприятию проектных нагрузок будет определяться прежде всего несущей способностью грунтов. Конструктивные и геометрические параметры второстепенны, а кроме того, также назначаются на основании данных о грунтовых условиях в пятне застройки и данных о нагрузках от строения.
То есть, если нет понимания, какими характеристиками обладают грунты, в которые будет установлена винтовая свая, говорить о ее несущей способности не имеет смысла. Это касается винтовых свай любых конструкций и типоразмеров, в том числе с диаметром ствола 108 мм.
Необходимый минимум информации о грунтах можно получить, если провести комплекс исследований, использующих методики, разработанные специалистами компании «ГлавФундамент» путем обобщения большого количества данных и в соответствии с требованиями действующих нормативных документов (подробнее «Геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов»).
2. Несущие свойства грунта
Несущая способность грунта – один из основных параметров, определяющих, сможет ли основание выдержать нагрузку, передаваемую на него фундаментом здания.
Несущая способность грунта характеризуется нагрузкой (напряжением), которую основание выдерживает, находясь в предельном состоянии, то есть при малейшем увеличении которой происходит разрушение грунта (развитие площадок скольжения). В практике проектирования никогда не приближаются к этому состоянию, так как изменчивость свойств грунта, даже в пределах площадки, довольно высока и однозначно определить это пограничное состояние нельзя. Тем более, по мере приближения нагрузки к предельному значению деформации развиваются с ускорением, так как разрушение грунта в основании (развитие площадок скольжения) происходит не мгновенно, а постепенно.
На любом графике «нагрузка-осадка», полученном при нагружении фундамента, можно условно выделить три зоны, которые характеризуют состояние грунтового основания под нагрузкой. После начала приложения нагрузок деформации увеличиваются по линейному закону, то есть с постоянной скоростью, потому что грунт находится в фазе уплотнения и развитие зон пластических деформаций отсутствует. Затем график принимает криволинейное очертание, то есть при постоянной скорости нагружения деформации происходят с ускорением. Это означает, что в основании образовались и развиваются зоны пластических деформаций (площадки скольжения). Третья зона – когда приращение деформаций происходит без увеличения нагрузок. Это означает, что предельное равновесие нарушено и нагрузка превышает несущую способность основания.
При проектировании объектов нагрузку назначают таким образом, чтобы фундамент работал в состоянии, близком к границе между первой и второй зонами. К примеру, для назначения нагрузки для фундамента на естественном основании применяют такой параметр как «расчетное сопротивление» (таблицы 1 и 2). Это значение является той точкой на графике «нагрузка-осадка», которая лежит в пределах границы между 1 и 2 зонами.
Значения, R0 кПа, в зависимости от плотности сложения песков
Нагрузка на винтовые сваи: максимальные возможности
Какие допустимые нагрузки способны выдерживать винтовые сваи и какая у них несущая способность? Какой диаметр винтовой сварной сваи (свсн) будет самым подходящим для устройства свайно-винтового фундамента? – это самые задаваемые вопросы на этапе проектирования строительства. Ошибки в расчётах, как правило, снижают надёжность опор под зданиями, приводят к усадке или крену строений. И, в конечном счёте, к повреждениям их основных конструкций.
Допустимая нагрузка – важнейший показатель винтовых элементов фундамента
Важной характеристикой винтовых свай, влияющей на правильный их подбор при устройстве фундаментов под конкретные сооружения, является несущая способность.
Это ничто иное, как учитывающая деформации почвы максимальная нагрузка, которую выдерживают сваи без потери своих функциональных качеств. Для грунтов с различными прочностными характеристиками, а также изделий, отличающихся длиной, диаметром трубы и лопастей – она разная.
Далее ознакомимся с параметрами, от которых зависит допустимая нагрузка на винтовые сваи, а также с правильным её теоретическим расчётом.
Виды свай и их параметры
Разнообразие типоразмеров этих изделий связано с применением их под конкретные виды возводимых объектов.
В частном домостроении преимущественно используются винтовые элементы фундаментов с диаметрами трубы от 89 до 159мм. Так, допустимая нагрузка на винтовую сваю 89мм делает возможным их применение при возведении каркасных одноэтажных домов, веранд и беседок. С увеличением диаметра трубы увеличивается цена и расширяется диапазон их применения: 108мм, 133мм и 159мм – для устройства фундаментов двухэтажных каркасных домов, а также одноэтажных из бруса, пенобетона и кирпича.
А допустимая нагрузка на винтовую сваю 325мм приемлема при использовании её в проектировании тяжёлых конструкций домов или промышленных объектов.
При расчётах допустимых нагрузок на сваи используют такой важный параметр, как площадь её конструктивного элемента – лепестковой подошвы.
При этом за радиус подошвы принимают расстояние от центра сваи до крайней (образующей контур лепестка) точки.
Для вычисления площади используют известную математическую формулу: возведённый в квадрат радиус лопастей умножают на 3,14 (число Пи). Для разных диаметров труб она составляет:
На выбор длины детали влияют характер грунта (в том числе уровень его промерзания) и перепады высот на стройплощадке.
Длина свай стандартизована и составляет:
При правильной установке они должны упираться лопастями в плотный слой грунта.
Прочность грунта основания
Одним из исходных данных при расчёте допустимой нагрузки на винтовые сваи являются прочностные характеристики грунта на участке строительства. Их точное определение возможно при выполнении изыскательского бурения.
Если вызов геологов не предусмотрен бюджетом – можно самостоятельно оценить залегающий грунт. Для этого достаточны информация о составе грунтов на конкретном участке и умение использовать в справочниках соответствующие данные. Примерные значения расчётных сопротивлений (кг/см 2 ) грунтов на глубине 1,5м следующие:
Такие данные содержат и строительные справочники, и СНиПы.
Определение максимально возможной величины нагрузки на винтовую сваю
Для расчёта нагрузок, которые способны выдержать элементы свайно-винтового фундамента, нужно знать площадь подошвы их лепестков и прочностные характеристики (максимальная несущая возможность) грунта. Перемножив между собой величины этих показателей, получают желаемое значение несущей способности винтовой опоры – максимально возможной выдерживаемой нагрузки.
Для примера определим, какую нагрузку выдерживает винтовая свая 108х2500мм. Исходные данные для упрощённого расчёта принимаем такими:
Искомую нагрузку получим в результате перемножения:
F = Rо х S = 6 х 706 = 4,23 (тонны).
Именно такую расчётную (среднюю) нагрузку выдерживает одна свая 108мм, упираясь лопастью в слой глины.
Однако, её значение есть неоптимизированным, так как не учитывает коэффициент надёжности (γk). Он зависит от количества опор в фундаменте и способа производства геологических изысканий. При известных результатах таких изысканий на участке его значение составляет 1,2.
Выполняя самостоятельные исследования почвы на участке и используя табличные показатели прочности грунта, необходимо увеличивать запас надёжности. Для этого надо использовать в расчётах коэффициент надёжности порядка 1,7–1,4. Его величина зависит от количества свай в фундаменте: при минимальном количестве (до 5) он будет максимальным – 1,7. С увеличением опор до 20 коэффициент уменьшится до 1,4. При этом устанавливаемые сваи должны иметь низкие ростверки.
Таким образом, с учётом коэффициента надёжности расчёты максимально возможной нагрузки на сваи N (при пользовании табличными данными о грунтах) показывают её уменьшение по сравнению с расчётной нагрузкой F:
N = F : γk = 4,2 : 1,7 = 2,47 (т).
В качестве заключения
Качественный монтаж свайно-винтовых фундаментов зависит от правильного расчёта нагрузок на винтовые сваи, включающих и геологическую оценку грунта. Ошибки в расчётах приведут к занижению несущей способности фундамента или же большому перерасходу материала.
Какую нагрузку несет винтовая свая 108
Расчет винтового 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 свайновинтового фундамента (как и любого другого) является его несущая способность.
Допустимая нагрузка на винтовую сваю зависит от следующих факторов:
При выполнении простейших расчетов для частного дома потребуется знать только прочностные характеристики основания и площадь лепестковой подошвы (лопасти).
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.
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».
ГОСТ «Грунты. Классификация».
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:
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:
Расчет свай на фундамент
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:
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 1213 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:
Основные параметры винтовой сваи и их влияние на ее выбор
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 винтовая свая
Винтовые сваи
Назначение такого вида опор заключается в том, чтобы, минуя слабые слои почвы, передать нагрузку от здания через ВС на плотное грунтовое основание. Прохождение опоры через грунт достигается её вращением. Винт сваи входит в почву, как штопор в пробку.
ВС представляет собой цельносварную металлоконструкцию, состоящую из трёх частей: ствола (металлическая труба), конического наконечника и лопасти.
Ствол
Конический наконечник
Концевой наконечник в виде конуса делают литым или цельносварным. Острый конец сваи облегчает вхождение опоры в грунт.
Стволы опор со срезанным концом
Некоторые производители изготавливают стойки диаметром 58 мм без острого наконечника. Конец ВС обрезают под углом 45о. Эллипсное отверстие заваривают стальным листом.
Лопасти
На конце винтовой опоры приваривают одну или две лопасти. Чем больше диаметр ствола опоры, тем больше размер лопастей. Лопасти врезаются в грунт, и при вращении ствола вокруг своей оси, опора продвигается по вертикали вниз до проектной отметки.
Виды свай и их параметры
Разнообразие типоразмеров этих изделий связано с применением их под конкретные виды возводимых объектов.
В частном домостроении преимущественно используются винтовые элементы фундаментов с диаметрами трубы от 89 до 159мм. Так, допустимая нагрузка на винтовую сваю 89мм делает возможным их применение при возведении каркасных одноэтажных домов, веранд и беседок. С увеличением диаметра трубы увеличивается цена и расширяется диапазон их применения: 108мм, 133мм и 159мм – для устройства фундаментов двухэтажных каркасных домов, а также одноэтажных из бруса, пенобетона и кирпича.
А допустимая нагрузка на винтовую сваю 325мм приемлема при использовании её в проектировании тяжёлых конструкций домов или промышленных объектов.
При расчётах допустимых нагрузок на сваи используют такой важный параметр, как площадь её конструктивного элемента – лепестковой подошвы.
При этом за радиус подошвы принимают расстояние от центра сваи до крайней (образующей контур лепестка) точки.
Для вычисления площади используют известную математическую формулу: возведённый в квадрат радиус лопастей умножают на 3,14 (число Пи). Для разных диаметров труб она составляет:
На выбор длины детали влияют характер грунта (в том числе уровень его промерзания) и перепады высот на стройплощадке.
Длина свай стандартизована и составляет:
При правильной установке они должны упираться лопастями в плотный слой грунта.
Способы установки винтовых свай
Небольшие по длине (до 2 м) опоры устанавливают ручным способом. Сваи диаметром 108 мм и больше, длиной 2,5 м и более монтируют механизированным методом.
Установка винтовой сваи вручную
Ручная установка винтовых опор
Сваи устанавливают на расстоянии друг от друга не более 3 м. Если расстояние составляет 4 м, то посередине устанавливают дополнительную стойку.
Установка 3 м винтовой сваи механизированной установкой
Механизированная установка винтовых опор
Силовая установка для вращения ВС устанавливается на подающей стреле любого передвижного грузоподъёмного механизма. Существуют специализированные передвижные установки для ВС.
Скорость формирования фундаментного основания с помощью механизированной установки значительно сокращают сроки строительства объекта.
Определение несущей способности винтовой сваи опытным путём
Помимо теоретического обоснования (расчёта нагрузки для винтовых свай) несущей способности ВС, проводят испытание винтовых стоек. Тестирование определяет возможности винтовой опоры выдерживать проектную нагрузку. Программа испытания состоит в следующем:
Винтовые сваи нагрузка и расчеты
Частые вопросы на начальном этапе строительства: “Какую нагрузку несут винтовые сваи с литым наконечником? Какой диаметр свай выбрать для фундамента деревянного дома, террасы, бани и т.п…?“
Выбирая винтовые сваи, необходимо учесть все возможные конструктивные особенности строения. Нужно учитывать материалы из которых строится ваше здание, его особенности и конструкция — результат этих калькуляций: нагрузка сооружения на свайно-винтовой фундамент. Калькуляцию нагрузок, делают с небольшим, но запасом.
Винтовые сваи с обеспечением несущей способности, выдерживают следующие нагрузки:
Тип винтовой сваи | Нагрузка на сваю не менее, тн |
СВЛ-57 | 1 |
СВЛ-76 | 2 |
СВЛ-89 | 2,5 |
СВЛ-108 | 5 |
СВЛ-133 | 8 |
СВЛ-159 | 15 |
СВЛ-219 | 20 |
СВЛ-325 | 30 |
Самые популярные стальные сваи используемые в загородном строительстве каркасных домов, а также домов из бревна и бруса — это винтовые сваи СВЛ-89 и винтовые сваи СВЛ-108. Их длина зависит от грунта на строительном участке. Самый популярный и часто используемый размер – 108мм при длине сваи 3 метра.
Для строительства сооружений из газобетона или кирпича, используют винтовые сваи типа СВЛ-133 и выше.
Расчет свайно-винтовых фундаментов
Расчет свайно-винтовых фундаментов выполняется по предельным состояниям 1-ой и 2-ой группы. Расчет 1-ой группы для предельных состояний производят по:
Расчеты по предельным состояниям 2-ой группы производят по:
Особенности процесса проектирования свайного фундамента
Для того, чтобы определить, как правильно производить расчет нагрузок свайного фундамента, необходимо учесть следующие параметры:
Расчёт несущей способности винтовой сваи
Чтобы приступить к расчёту несущей способности винтовой стойки, надо получить исходные данные: расчётное сопротивление грунта, в который будет погружен шнек опоры, диаметр шнека (лопасти), габариты ВС.
Сопоставляя эти данные, специалисты получают расчётную несущую способность ВС. В заводских условиях в массовом производстве выпускают винтовые стойки длиной 2,5 м, диаметром ствола 58, 89, 108 и 133 мм. На основании многочисленных испытаний и расчётов были получены данные, которые отображает данная таблица:
Опорный слой грунта | Расчётное сопротивление грунта, кг/см2 | 58х2500, мм | 89х2500, мм | 108х2500, мм |
Глина | 5 | 1,6 | 2,5 | 3,5 |
Суглинок | 4,5 | 1,4 | 2,2 | 3,2 |
Лёсс | 1 | 0,3 | 0,5 | 0,7 |
Песок | 9 | 2,8 | 4,4 | 6,4 |
Из таблицы становится понятно, какую нагрузку могут выдержать винтовые опоры в зависимости от сопротивления грунта. Например, при общем весе здания 35 тн для формирования фундаментного основания на глинистом грунте понадобится минимум 10 – 12 свай диаметром 108 мм. При таком же весе строения на песчаном основании достаточно будет установить минимум 6 – 7 опор.
Несмотря на установленное минимальное количество опор, сваи устанавливают по углам здания в точках пересечения внутренних и внешних несущих стен, а также в местах примыкания перегородок к несущим ограждениям.
Видео по расчёту фундамента на винтовых сваях:
Как определить несущую силу почвы и каждой сваи
Расчет несущей силы каждого типа грунта уже давно произведен. Результаты точных геологических и инженерных изысканий сведены в таблицу, представленную в тексте (таблица 1).
Зная нагрузку, которую способен принимать на себя грунт и площадь сваи, можно выполнить расчет несущей способности винтового изделия 89 или 108. Для примера возьмем тип почвы – глина.
1) диаметр винтового элемента равен 30-ти см, площадь для этого примера рассчитана ранее и составляет 706,5 кв. см;
2) из таблицы несущих возможностей почвы возьмем значение для глинистой структуры – 6 кг/кВ. см;
3) перемножаем цифры и получаем результат 4,2 тонны.
Расчет нагрузки показал, что определенная свая (89, 108 или 133) при погружении в глинистый грунт выдержит нагрузку, не превышающую 4,2 тонн. При условии заглубления 200-250 см.
Строительство домов на неровном ландшафте
Для определения суммарной нагрузки на будущий фундамент необходимо произвести расчет для одного свайного элемента и умножить на число свай 108 (или иных, используемых по проекту моделей).
Важно: винтовая свая 108 расшифровывается как свайный элемент с 108-мм сечением стальной трубы-стержня.
Винтовая свая 108 с диаметром лопасти 300 мм в глине (2 кг*см2) может нести 1 400 кг.
Т. о. на дом необходимы 68 свай! т. е. каждые 75 см! Если исходить из стоимости сваи с установкой 4 000 руб. получается 272 000 руб.
Где в расчётах ошибка?
Последнее редактирование модератором: 21.11.17
Немного неверно рассчитаны нагрузки допустимые. Винтовая свая согласно СНиПа 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» считается как висячая свая. и к площади опоры под винтом добавляется сила трения на всей протяженности погруженного ствола. Для 108 сваи мы рассчитываем от 2,5 до 8 тонн допустимой вертикальной нагрузки по грунту. Система расчетов взята с сайта:
В таком случае выбирая минимальные характеристики получаем: 32 Винтовых сваи КСАмет. ВСК 108х300х2500. стоимость сваи с монтажом 3940,00 руб. итого 126 080,00.
За подробностями обращайтесь в личку.
Последнее редактирование модератором: 21.11.17
Спасибо, Громозека, за резонное замечание. Сколько специалистов-столько мнение. в любом случае экспертно можно заявить только лишь на основание геологии. Без геологических исследований и проб грунта, любой фундамент будет строиться наугад. Мы лишь даем 3-х кратный запас по несущей способности, так как рассчитываем по наиболее слабым грунтам.
3-х кратный запас по несущей способности, так как рассчитываем по наиболее слабым грунтам.
Для 108 сваи мы рассчитываем от 2,5 до 8 тонн допустимой вертикальной нагрузки по грунту.
Т. о. на дом необходимы 68 свай! т. е. каждые 75 см! Если исходить из стоимости сваи с установкой 4 000 руб. получается 272 000 руб.
Где в расчётах ошибка?
Да вобшем все правильно.
Выход в вашей ситуации применять сваи 133мм Примерный расчет Диаметр ствола винтовой сваи — 133 мм.
Диаметр лопасти винтовой сваи –
350 мм.
Длина ствола винтовой сваи –
3 м.
Глубина погружения лопасти винтовой сваи ниже уровня поверхности грунта –
2.5 м.
Характер нагрузки на винтовую сваю —
Знакопеременная
Грунт, залегающий на глубине расположения лопасти винтовой сваи —
Глины мягкопластичные
При заданных исходных данных расчетная теоретическая несущая способность винтовой сваи составляет
3.51
тс (тонн-сил) 96т/3.52т=27,27 свай
Полностью согласен с предыдущим постом. 300 или 350 мм в зависимости от количества выдержат Ваш дом.
Почитайте СНиПы, расчет винтовой сваи производиться по специальной формуле, в которой больше 2 коэффициентов, хотя для Вас это наверное сложно.
В таких случаях есть несколько выходов 1. Применение винт. свай большего диаметра лопастей. 2. Заглубление сваи до более плотных слоев грунта. 3. Заглубление сваи на большую глубину.
Да и все нагрузки снеговая, эксплуатационная слишком большие у вас.
Снеговая для нов Да и все нагрузки снеговая, эксплуатационная слишком большие у вас.
Звонил в несколько фирм по фундаментам некоторые напоминают шараш контору типа мы не продаём фундаменты, мы продаём сваи. Хотя на сайтах «фундамент за 1 день».
В других обещали что сваи держат до 15 000 кг но нормально «работают» на 5 000 — 8 000.
Ещё уточнил что запас прочности по фундаменту 40%. Т. е. рассчитывать фундамент под 112 000 кг.
Последнее редактирование: 10.12.13
Снеговая для нов Снеговая для Новосибирска — 240 кг*м2
Звонил в несколько фирм по фундаментам некоторые напоминают шараш контору типа мы не продаём фундаменты, мы продаём сваи. Хотя на сайтах «фундамент за 1 день».
В других обещали что сваи держат до 15 000 кг но нормально «работают» на 5 000 — 8 000.
Ещё уточнил что запас прочности по фундаменту 40%. Т. е. рассчитывать фундамент под 112 000 кг.
240кг это для плоской крыши, а у вас с уклоном большим эксплуатационная 150кг,м для квартир. домов пойдет.
Несущая способность любого фундамента. прежде всего зависит от грунта, На счет шараш контор так мы в России живем
@MaximGG, FAG вам в помощь…и почему решили остановиться на сваях? Достойные то сваи ведь наверное не 4000 стоят…вот например (да простят меня модераторы за ссылку) … там — это цена только самой сваи 3600 (при чём только 2,5м, не факт, что и 100 лет простоит конечно), или нержавейка за 13000(за то может 100 лет и простоит), если конечно не туалет строите…хотя может (хозяин — барин) через 20 лет и захотите что нибудь другое — тогда да…
Последнее редактирование: 11.12.13
Если грунт песок-бери ленту и не думай. Если грунт пучит то бери ленту на 1800-2000 мм и не думай. Если хочешь подумать и сэкономить бери сваи и заворачивай на 2000мм минимум.
Если неподвижная мзл, то с подменой грунта, или утеплением периметра (при условии возведения за сезон)…
Деревянный дом на винтовых сваях
Винтовые сваи появились в середине прошлого века. Изначально опоры применялись в военном строительстве. Установка винтовых свай позволяла за короткий срок на слабых грунтах создать фундаментные основания для различных довольно тяжёлых фортификационных сооружений, прибрежных платформ для переправы и прочее. Впоследствии винтовые сваи (ВС) завоевали большую популярность в гражданском строительстве. Простота в монтаже опор позволяет хозяевам своими руками возводить фундамент в короткий срок. Главное — это правильно рассчитанная несущая способность винтовой сваи.
Усиление несущей способности ВС
Дополнительное усиление ВС заключается в том, что внутреннюю полость опоры заполняют жидким раствором бетона. После того как верхушки свай были срезаны до проектной отметки, внутрь стволов заливают бетон.
Сваю заполняют раствором слоями по 50 — 70 см. Каждый слой тщательно трамбуют. Если диаметр ствола позволяет опустить внутрь сваи гильзу электрического вибратора, трамбовку слоёв бетона делают без особых физических усилий. Через узкую горловину бетон трамбуют отрезком арматуры либо другим штырём.
Заполненная бетоном полость не нуждается в антикоррозионной защите внутренней поверхности ствола опоры.
В многочисленных источниках информации можно найти массу таблиц и справочного материала по определению несущей способности винтовых свай. Наряду с этим, будет полезно поинтересоваться у хозяев соседних домов, как ведут себя фундаменты их строений на винтовых опорах, и какого размера были применены ВС.
Определение несущей характеристики
Если в строительстве фундамента используются винтовые сваи, расчет несущей способности просто необходим. От этого зависит множество факторов, в том числе и срок службы всего здания в целом. Для того чтобы провести расчетные работы, следует знать значение сопротивления почвы, а также площадь лопасти, которая расположена на концах винтовой опоры. Но этих значений не хватит, необходимо дополнительно подсчитать число опор, которые будут устанавливаться под здание.
Чтобы получился более верный расчет, следует поделить несущий коэффициент на показатель надежности. Все расчеты и испытания на прочность вписываются в проектную документацию. В соответствии с составленным планом строения, заранее рассчитанное количество свай равномерно расставляют по периметру всего фундамента.
Пример расчёта фундамента на винтовых сваях
Прежде чем приступить к расчёту свайного основания дома, необходимо подготовить исходные данные. В этот перечень входят следующие показатели:
Исходя из этого, производят расчёт фундамента на ВС для деревянного дома. Расчёт осуществляют в следующем порядке:
Полезные советы по вычислению нагрузки на винтовой фундамент
Прежде всего следует обратить внимание на информацию, содержащуюся в различных справочниках по техническим характеристикам тех или иных материалов. Если человеку что-то остается не понятно при расчете веса элемента дома, то не стоит думать на авось, что, в случае ошибки, фундамент все равно выдержит. Нужно помнить, что фундамент из винтовых свай, несмотря на свою надежность и универсальность, не терпит просчетов.
Для того, чтобы правильно рассчитать будущую нагрузку на свайный фундамент, нужно оперировать точными данными. Для этого необходимо запастись терпением и, по возможности, обложится справочниками. Если на это нет времени, то лучше обратится к специалистам, которые сделают это по всем нормам.
Технико-экономическое обоснование возведения фундамента
Чтобы определить реальный объем денежных средств по устройству основания дома на винтовых сваях, все затраты сводят к единому итогу. Цены материалов и расценки на выполнение работ взяты усреднено по стране.
Итого общая сумма затрат составит – 293,5 т.р.
Для сравнения устройство ленточного фундамента для такого дома обойдётся примерно в 900 т.р. То есть свайный фундамент на винтовых опорах принесёт экономию в 300 – 400 т.р.
Пример расчета свайно-винтового фундамента 2-х этажного дома с размером 6х8 метров
Рассмотрим пример расчета фундамента из винтовых свай при строительстве 2-х эт. дома площадью 6000х8000 мм. У него будет сооружаться пологая крыша и 1 внутренняя несущая стена. Ставится этот дом на глинистой почве с несущей способностью в 4,5 кг/см².
Математические расчеты следующие:
В результате получаем следующие данные по нагрузкам на фундамент:
При получении данных нужно пользоваться специальными справочными данными и нормами, которые зависят от материала, применяемого в строительстве дома.
Теперь почитаем сколько составит расчетная нагрузка, для этого, к общему весу сооружения прибавляем 30%, в результате получаем 92,3 тонны. Шаг винтовых свай под внутренней несущей стеной должен быть на 30% больше, чем для внешних стен.
Согласно всем полученным данным, одна винтовая свая СВЛ-108 с литым наконечником, будет иметь несущую способность в 4,65 тонн, а общее количество свай для фундамента 2-х этажного дома площадью 48м2 составит 20 шт.