Ростверк
Ростверк – элемент фундамента, необходимый для равномерного распределения нагрузки, оказываемой строением на фундамент. Для обеспечения надежности ростверка нужно рассчитать ряд параметров, при этом тип ростверка значения не имеет.
В расчеты входят:
- сила продавливания фундамента;
- сила продавливания, воздействующая на каждый угол отдельно;
- сила воздействия на изгиб.
Если используется высокий ростверк, вся нагрузка воздействует на сваи. Вертикальная нагрузка действует снизу, деформирующая нагрузка – сбоку. Такие расчеты очень сложны и требуют профессиональных знаний. Для расчетов необходимо воспользоваться стандартами индивидуального строительства.
Они определяют следующие нормы:
- соединяться опоры с ростверком могут двумя способами: жестким и свободным;
- глубина вхождения головы сваи в ростверк – минимум 10 см;
- расстояние между землей и ростверком – не менее 20 см;
- толщина ростверка не может быть меньше толщины стен и минимально равняется 40 см;
- ростверк должен иметь высоту более 30 см;
- ростверк укрепляется продольным и поперечным армированием с сечением прута от 10 до 12 мм.
Виды свайных фундаментов
Все свайные фундаменты можно разделить по отношению к грунту:
- Висячие. В таком случае столбы висят в грунте, без опоры на несущий слой, благодаря силе трения.
- Подпорные. Такие столбы врезаются прямо в грунт. Подпорные стойки подходят для строительства малоэтажных домов (1-2 этажа).
По типу монтажа
Основание делится на:
Винтовые. Имеют вид стальной трубы с винтовыми лопастями внизу конструкции. Эти столбы очень крепкие, вытащить их невозможно. При установке винтовых свай монтировать их надо строго вертикально по отношению к поверхности
Важно проследить за качеством швов на них, так как от этого зависит прочность (в противном случае конструкция может разломиться)
- Буронабивные. Это железобетонные столбы, перед монтированием которых бурят скважину. После бурения скважины, ее армируют и заполняют бетоном. Буронабивные стойки пользуются популярностью благодаря простоте постановки. Они используются для строительства фундаментов многоэтажных домов.
- Вдавленные. Применяются для фундамента одноэтажных и многоэтажных домов. Они подходят для плотного грунта, обеспечивая его дополнительным уплотнением. Для вдавливания столбов необходимо строительное оборудование (сваевдавливающие машины и установки).
- Забивные. Один из самых крепких баз – на забивных сваях. Смонтировать ее самостоятельно невозможно. Для этого применяют гидравлические молоты и специальную строительную технику. Забивная свая представляет собой железобетонную конструкцию длиной от 3 метров. Длина зависит от вида почвы, на которой происходит строительство фундамента.
На винтовых сваях
Этот вид оснований под строения не смотря на то, что появился буквально несколько лет назад, уже завоевал огромную популярность как у частных застройщиков, так и у профессионалов. Сваи вкручиваются в почву, до достижения наконечником плотных грунтовых слоев. Располагаются элементы по схеме, которая позволяет равномерно распределять нагрузку на почву и основание.
Установить винтовые сваи можно на любых грунтах – скальных, пучинистых, на склонах. Преимуществом этого вида основание является тот факт, что их можно вкрутить вручную, самостоятельно. Стоит отметить, что строительство на таком основании не составит труда, так как сваи обвязываются швеллером с двух сторон, что служит основанием для стен.
На буронабивных сваях
Тип свайного основания, при котором готовые столбчатые элементы не используются. В этом случае пробуривается или выкапывается скважина, которая подлежит армированию и потом заливке бетона. Способ обустройства очень трудоемкий. При этом не каждому частному застройщику доступен этот метод, для самостоятельного обустройства, так как требует присутствия тяжелой строительной техники, правильного обустройства дренажной системы, и армирования прямо на строительном участке. Стоит также отметить, что готовые свайные элементы намного прочнее, чем залитые самостоятельно – они могут быстро разрушиться при несоблюдении технологии заливки. И все-же многие умельцы делают самодельные заливные сваи, о чем подробнее можно почитать в статье про свайные фундаменты для бань.
Свайный фундамент – расчет количества свай
Все расчетные работы по определению количества винтовых свай в фундаменте можно условно разделить на два этапа – вычисление общих нагрузок на фундамент и расчет несущей способности одной сваи в конкретном типе грунта.
Расчет совокупных нагрузок, которые будет испытывать свайный фундамент
Нагрузки, оказываемые на свайное основание дома, определяются исходя из трех основных факторов:
Фактической массы здания
;
При определении проектной массы постройки учитывается вес стен, кровли, половых и междуэтажных перекрытий. Расчетные данные удельного веса распространенных стройматериалов вы можете увидеть в нижеприведенных таблицах..
| Стены из кирпича при полуторной кладке (толщина 15 см) | От 30 до 50 кг/м2 |
| Деревянные стены из бруса и сруба | От 70 до 100 кг/м2 |
| Стены из железобетонных плит толщиной в 15 см. | От 300 до 350 кг/м2 |
| Стены из каркасных панелей толщиной 15 см, заполненные утеплителем | От 30 до 50 кг/м2 |
Таблица 1.1
: Расчетный вес квадратного метра стен
| Чердачное перекрытие на деревянных балках (с плотностью утеплителя до 200 кг/м3) | От 70 до 100 кг/м2 |
| Чердачное перекрытие по деревянным балкам (плотность утеплителя до 500 кг/м3) | От 150 до 200 кг/м2 |
| Перекрытие цоколя по балкам (утеплитель плотностью до 200 кг/м3) | От 100 до 150 кг/м2 |
| Перекрытие цоколя по балкам (утеплитель плотностью до 500 кг/м3) | От 200 до 300 кг/м2 |
| Междуэтажное перекрытие из ЖБ плит | 500 кг/м2 |
Таблица 1.2
Расчетный вес квадратного метра перекрытий
| Кровля изготовленная из шифера | От 20 до 30 кг/м2; |
| Кровля изготовленная из жести | От 40 до 50 кг/м2; |
| Кровля изготовленная из гончарной черепицы | От 65 до 80 кг/м2; |
| Вес рубероидной гидроизоляции | От 3 до 5 кг/м2 |
Таблица 1.3
: Расчетный вес квадратного метра кровли
Расчетные снеговые нагрузки
;
Исходные данные для определения снеговых нагрузок, которые необходимо добавлять к нагрузке от веса дома, можно взять в нормативном документе СНиП № 2.01.07-85 “Нагрузки в воздействия на строительные сооружения” (пункт 5.2).
Полезные нагрузки
;
К полезным нагрузкам на фундамент относится вес мебели, предметов интерьера и людей, проживающих в конкретном здании. Согласно положениям пункта 3.11 СНиП №2.01.07.85, для расчетов фундамента жилых домов необходимо брать усредненную полезную нагрузку в 150 кг на м2.
После вычисления всех вышеуказанных нагрузок данные нужно просуммировать и умножить на коэффициент запаса 1.2
Расчет несущих характеристик сваи на основании грунтовых условий стройплощадки
Несущие способности отдельно взятой сваи невозможно правильно определить в отрыве от несущих характеристик грунта, в который она погружена.
Для определения несущих свойств почвы необходимо проводить геодезические исследования строительного участка. Если возможность их выполнения отсутствует, нужно определить тип грунта и сопоставить его с несущими характеристиками разных типов почвы, которые представлены в таблице 1.4.
Таблица 1.4
На основании результатов геодезии строительного участка производится определение несущей характеристики винтовых свай. Все расчеты выполняются согласно требованиям СНиП №2.02.03-85 “Свайные фундаменты”.
Для примера приводим таблицу несущих характеристик широко используемой в индивидуальном строительстве винтовой сваи 89*300 мм (диаметр ствола – 89 мм, лопастей – 300 мм)
Таблица 1.5
Зная совокупные нагрузки, оказываемые зданием на фундамент, и несущие характеристики одной винтовой сваи можно определить требуемое количество свай в основании дома.
В качестве примера приводим расчет количества свай под двухэтажный дом из бруса площадью 10*8 метров, масса которого составляет 43,92 тонн:
- Определяем полезную нагрузку на один этаж здания: 10*8*0.15 = 12 тонн, общая полезная нагрузка с учетом двух этажей составит 24 тонны;
- Определяем снеговую нагрузку (здание строится в северной широте России, где номинальная расчетная масса снежного покрова составляет 190 кг/м2): 10*8*0,19= 15.2 тонны;
- Рассчитываем общую нагрузку на фундамент учитывая коэффициент запаса: (43,92+24+15,2)*1,2 = 99,75 тонн;
- Делим общую нагрузку на несущую способность одной винтовой сваи 89*300 мм. в мягкопластичной лессовой почве (при глубине погружения в 2,5 метра): 99,75/3,6 = 28
Итого расчет показал
, что для строительства фундамента необходимо использовать 28 винтовых свай.
Рис
Прежде чем вникать в расчеты по фундаменту посмотрите эти статьи:
Как возвести СФ своими руками?
Перед началом строительства необходимо провести подготовительные работы:
- Организовать доставку винтовых свай и стройматериала на участок.
- Убрать остатки старого фундамента (если есть).
- Расчистить территорию от строительного мусора, валунов и других предметов, мешающим монтажу.
- Организовать подачу воды для замешивания раствора и электроэнергии для работы оборудования.
- Подготовить приспособления для вкручивания стержней в грунт.
Этапы строительства:
В установленных местах вкручивают винтовые сваи в грунт, пока наконечник не упрется в твердый пласт. При этом соблюдают вертикальность оси трубы (допустимое отклонение – не больше двух градусов).
-
- Обрезают верхнюю часть металлических труб, выравнивая плоскость по горизонтали.
- Заливают раствором внутреннюю полость столба, чтобы исключить вероятность окисления металла.
- Когда бетон наберет прочность, наваривают оголовки на концы труб.
- Шлифуют сварные швы и покрывают слоем гидроизоляционного материала.
Особенности изготовления ростверка
Типы обвязки для винтовых свай различают по материалу изготовления:
- металлические;
- деревянные;
- бетонные.
Ростверк используют для сооружений, стены из которого изготовлены из дерева. Обязательные этапы монтажа:
- Пропитка брусьев гидрофобным составом, антисептиком и антипиреном.
- Устройство гидроизоляционной прокладки между оголовками и деревянными элементами.
- Прикручивают балки к оголовкам через заранее подготовленные технологические отверстия.
- По углам конструкции устанавливают укрепляющие уголки.
Особенности монтажа металлического ростверка под каркасное сооружение:
- для обвязки используют двутавровые балки или швеллера;
- помимо сваривания каркаса, углы необходимо стянуть болтами;
- металлическую конструкцию обмазывают гидрофобным составом, уделяя особое внимания сварным швам.
Деревянная обвязка винтовых свай для каркасного дома, видео-инструкция:
Размещение винтовых свай в плане
Целостность дома помогут сохранить правильно расставленные опоры. С их помощью нагрузка равномерно будет распределяться под площадью застройки, в связи с чем удастся избежать нежелательных просадок. Дом со сложными контурами в плане требуют особого внимания, особенно углы и места сопряжения стен. Установка под ними винтовых свай является обязательной.
Схемы размещения свай зависят от конструктивных особенностей дома. Существует четыре типа их расположения в плане:
- одиночное – под вертикальными стойками каркасного дома, в угловых точках, под несущими стенами (равноудалено с шагом не более 3 метров);
- ленточное – под несущими стенами, но, в отличие от одиночных винтовых свай, с укороченным шагом, доходящим нередко до 0,5м. Расположение опор в виде ленты позволяет фундаменту принимать и распределять более существенные нагрузки;
- кустовое – под тяжелыми одиночными или групповыми конструкциями, а также под массивным оборудованием. Шаг, в этом случае, значения не имеет, так как винтовые сваи в месте установки могут размещаться слишком близко в хаотичном порядке. Главное условие – они должны присутствовать по всему периметру и площади плитного ростверка небольших размеров, требующегося для монтажа, к примеру, тяжелой несущей колонны каркасного здания;
- сплошное, называемое свайным полем. Опоры заполняют всю площадь под фундаментной плитой с шагом около одного метра. Такое размещение винтовых свай в плане практикуется при проектировании тяжело нагруженных объектов или при строительстве на грунтах со слишком слабой несущей способностью.
Для частных домов и небольших строений используются, как правило, первые два типа расположения винтовых свай.
Проводим вычисления
Чтобы правильно рассчитать расстояние между сваями для вашего каркасного дома, наглядно рассмотрим, как их проводить, на примере одноэтажной постройки из деревянного бруса. Его площадь составляет 6х6 м
Вычисляем объем древесины, для этого берем во внимание высоту стен дома с учетом крыши и их толщину. Представим, что у нас получилось 20 000 м3
Далее берем массу одного куба древесины (800 кг конкретно в нашем примере) и умножаем ее на 20 000 м3. У нас получается 16 тонн, именно такую нагрузку на фундамент дает чистый каркас.
Далее следует вычислить:
- Полезная нагрузка. 36 м2(площадь дома)*150 кг/м2 = 5,4 тонны.
- Снеговая нагрузка. 36 м2*120 кг/м2 = 4,32 тонны.
Суммируем все три результата и получаем 27,72 тонны. Далее умножаем это число на коэффициент запаса — 1,1. В результате мы получаем 30,492 тонны нагрузки.
В строительстве мы будет использовать сваи с диаметром 8,9 см. Одна такая опора рассчитана на 2 тонны нагрузки. Минимальное количество свай рассчитывается следующим образом: 30,492/2=16. Это минимальное количество свай, которое располагается по периметру здания. Также необходимо установить дополнительные сваи под лаги пола и несущие станы.
Это обобщенный пример, как проводятся расчеты, но в нем не учитываются индивидуальные особенности местности и самого проекта. Рекомендуется доверить эту работу, как и проектирование здания, профессионалам. Это гарантирует надежность и долговечность фундамента.
Пример упрощенного расчета
Исходные данные для расчета фундамента под двухэтажный брусовой дом с размерами в плане 6 на 6 метров:
- грунты на участке — глина;
- диаметр используемых свай — 133 мм, диаметр лопасти — 350 мм;
- масса дома, полученная в результате сбора нагрузок от стен, перегородок, перекрытий, полезного и снегового нагружения — 59 тонн.
- периметр наружных стен — 24 м, внутренних несущих стен нет.
Сначала находится прочность грунта основания. Воспользовавшись приведенной ранее таблицей находим, что для имеющегося типа почвы она составляет 6,0 кг/см². Коэффициент надежности по нагрузке принимаем 1,75 (для обеспечения запаса по надежности). Остается вычислить площадь лепестковой подошвы:
S = (πD²)/4 = 3,14*352/4 = 961,6 см² (значение диаметра лопасти в расчет берется в сантиметрах).
Находим неоптимизированную несущую способность:
F = S*Rо = 961,6*6,0 = 5770 кг.
Вычисляем допустимую нагрузку:
N = F/γk = 5770/1,75 = 3279 кг ≈ 3,3 т.
Для дальнейшего расчета определяем минимальное количество свай, которые способны удержать данный дом:
59 т/3,3т = 17,87 шт, округляем до целых в большую сторону и принимаем в дальнейший расчет 18 шт.
Чтобы завершить вычисления для возведения фундаментов, нужно определить шаг между сваями. Для этого длину стен дома делят на количество опорных элементов:
24 м/18 шт = 1,33 м — максимальный шаг фундаментов.
Получилось довольно большое количество свай для такого небольшого дома, т.к. мы приняли что геологические изыскания не проводились, и пришлось принять γk = 1,75, если провести исследования хотя бы пробным вкручиванием (эталонным), тогда количество свай можно снизить до 12-13 штук, а это существенная экономия. В каждом случае нужно считать что обойдется дешевле — геологические изыскания или самостоятельный расчет и перестраховка по несущей способности.
Определение максимальной нагрузки на сваю — только часть вычислений для проектирования. Как показано выше, на этом расчет не заканчивается. Окончательными результатами вычислений должны стать следующие данные для свай:
- сечение;
- длина;
- шаг;
- распределение под несущими стенами.
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:
- Плотность почвы.
- Перепад высоты между разными точками участка.
Плотность грунта
Глубина погружения опоры
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 |
Фундамент на сваях
Фундамент свайный бетонный является одним из самых прочных оснований под строительство. Данный тип конструкции применяется на сложных грунтах, когда устройство другого, менее затратного основания, либо невозможно по климатическим показателям, либо не даст требуемой прочности из-за нестабильности почвы.
Для облегчения ввода в грунт, стержни обычно имеют заостренный наконечник. Стоит сразу отметить, что закладка фундамента на забивных железобетонных сваях своими руками, без применения специальной строительной техники, невозможна.
Важно! Для того, чтобы свайный фундамент из бетона имел требуемую проектом прочность, нижняя часть стержня должна иметь опору в твердом грунте. В противном случае, при пучении почвы, основание не сможет выдержать вертикальное давление здания
Достоинства свайного основания
Прежде чем описать сложности устройства основания здания на сваях, рассмотрим почему строители выбирают данный фундамент:
- Универсальность. Такой фундамент может быть устроен на любом типе грунта в любую погоду. Различие стержней и их размеров позволяет оптимизировать материальные затраты на материалы. При этом основание обладает максимальной прочностью, при минимальном вмешательстве в окружающую среду.
- Высокие эксплуатационные показатели. Если расчет произведен верно, то данный тип фундамента выдерживает значительные физические нагрузки даже на очень нестабильных грунтах.
- Низкие затраты на рабочую силу. Устройство свай не требует наличия на стройплощадке большого количества рабочих. Все операции производятся техникой.
- Экономия в части сметной стоимости. При устройстве свайного основания нет необходимости проведения работ по выемке грунта и прокладке системы дренажа на участке. Цена свайного основания ниже, чем стоимость устройства монолитной плиты или заглубленной ленты.
Некоторые недостатки основы
Безусловно, как и любая технология, данный способ устройства основания под дом имеет некоторые ограничения и недостатки.
- Основной проблемой является необходимость проведения точных расчетов. Даже небольшая ошибка может сказаться на эксплуатационных качествах строения.
- Если сваи не достигнут уровня плотного грунта, при усадке здание может повести.
- Перед началом работ следует провести анализ почвы, для чего потребуется обратиться к специалистам.
- Если планируется устройство цокольного этажа или подвала, устройство свайного фундамента станет довольно затратным.
Важно! Закупать сваи следует только у проверенных поставщиков. Определить визуально их несоответствие ГОСТам очень трудно
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:
- Плотность почвы.
- 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 |
Расчет свайного фундамента
Выяснить, сколько именно нужно винтовых свай для фундамента, можно только после суммирования будущих нагрузок. Ниже приведено подробное руководство. Но следует знать, что учитывать надо не только основные строительные конструкции, но и отделочные материалы. Значительным весом обладают дверные и оконные блоки, инженерные коммуникации. Надо добавить вес мебели, крупной бытовой техники, котельного и другого оборудования.
Итоговый результат зависит от типа покрытия кровли, дополнительного оборудования
Калькулятор расчета суммарной нагрузки, оказываемой на свайно-винтовой фундамент
Далее приведены примечания к программе расчета:
- Площадь перегородок и внешних стен можно подсчитать лично. Для этого используют имеющиеся чертежи. Более точными получатся данные, если вычесть площадь дверных и оконных блоков. Если этого не делать, прочность фундамента будет создана с запасом. На этом этапе в соответствующей графе калькулятора выбирают основной материал строительных конструкций.
- Сведения о площади этажей пригодятся для расчета массы перекрытий. Здесь также указывают материал с учетом армирования, других важных деталей из открывающегося в соответствующем пункте списка. Следует вычесть пустые участки для монтажа лестничных маршей.
- Далее выбирают тип кровельного покрытия. Если нет определенного варианта, отмечают материалы, близкие по весу. Так, например, покрытие рубероидом будет примерно равно по весу мягкой битумной кровле при одинаковом количестве слоев. Вес стропильной системы добавляется программой автоматически с учетом сделанного выбора.
- В холодную пору года значительный вес способна создать снеговая нагрузка. Для точности необходимо отметить угол наклона скатов по отношению к горизонтали.
Карта осадков, определяющая вес снегового покрова
- Указанные на рисунке данные (нагрузки в кг на м. кв.) заносить в калькулятор не надо. Достаточно указать зону, в которой будет построен объект недвижимости.
- Масса ростверка из дерева незначительна, поэтому ее учитываю при расчетах, увеличивая размеры соответствующих стен. Если для обвязки свайного фундамента применяют металлический швеллер, иные тяжелые материалы, требуется отдельное вычисление.
После проверки данных нажимают виртуальную клавишу подтверждения. Расчет выполняется быстро, без дополнительного вмешательства со стороны пользователя. Чтобы узнать, хватит ли прочности опор, полученное значение делят на несущую способность единичной детали (НС), которая вычислена заранее.
Допустим, что для каркасного дома получилось количество свай, равное 17. Это еще не итоговый результат. С помощью чертежа с контуром здания и стенами выполняют распределение опорных точек. Их устанавливают в местах сопряжения ограждающих конструкций, в углах. На прямых отрезках строительных конструкций устанавливают сваи с шагом не более 300 см.
Если расчет сделать с запасом, не понадобится усиление буроинъекционными технологиями «слабого» фундамента
Приведенный выше расчет используют для проектирования капитальных строений. Небольшие пристройки, заборы и другие легкие сооружения можно возводить на менее прочных основаниях. Но надо помнить, что понадобятся отдельные опоры под тяжелое технологическое оборудование. Аналогичное дополнительное укрепление устанавливают под колонну, удерживающую большой вес, другие ответственные элементы силового каркаса.
При сложном рельефе местности и на крутых склонах перепад высот может быть слишком большой. В некоторых случаях понадобятся сваи разной длины. Их ввинчивают так, чтобы остался запас от расчетной высоты от 30 до 60 см. Излишки помечают с применением нивелира, обрезают по одному уровню. Далее закрепляют оголовки, устанавливают ростверк в соответствии с выбранным вариантом.
Загородный дом на винтовых сваях
Watch this video on YouTube
Способы расчета
Основными элементами данного типа основы являются винтовые сваи из металла, длина и диаметр которых могут отличаться в зависимости от технологических требований и предполагаемой нагрузки, которую они должны будут выдержать. В специализированных компаниях и проектных бюро можно заказать профессиональный сложный расчет свайно-винтовой основы, в который будут внесены различные параметры и особенности конструкции, а также учтена несущая способность почвы на участке, отведенном под постройку будущего дома. Мы же предлагаем воспользоваться упрощенным вариантом и провести расчет винтовых свай, опираясь на практический опыт устройства подобных сооружений.
Варианты ростверков для винтовых свай
Разновидности опор
Производители свай предлагают несколько видов изделий. Они различаются по нескольким критериям:
- размерам;
- наконечникам;
- по ширине и количеству лопастей;
- типу стали (материалу изготовления);
- защитному покрытию.
Все эти характеристики оказывают влияние на эксплуатационные качества готовой конструкции.
По диаметру и длине
Длина опоры в каждом случае рассчитывается индивидуально
При этом важно учитывать несколько показателей:
- глубину, на которой залегает плотный грунт;
- глубину промерзания почвы в регионе;
- высоту цокольного этажа.
Диаметр и длина винтовых свай рассчитывается индивидуально.
В большинстве случаев длина опоры варьируется в пределах 2500-3500 см.
Диаметр опор — от 57 мм до 130 мм. От этого показателя зависит прочность готовой конструкции и несущая способность фундамента. Производители предлагают несколько вариантов изделий:
- Маленький диаметр опоры 57 мм. Для такой сваи нагрузка составляет 800 кг. Сфера использования такого фундамента относительно узкая: установка ограждений из сетки-рабицы или штакетника.
- Труба диаметром 76 мм. Она подходит для строительства заборов из частого штакетника или профнастила. Максимальная нагрузка достигает 3000 кг.
- Диаметр 89 мм. Использовать опоры можно для возведения беседок, легких гаражей, хозпостроек, веранды. Несущая способность достигает 4-5 т.
- Диаметр 108 мм. Такие трубы рекомендуют при строительстве небольших бревенчатых срубов и каркасных домов. Опора выдерживает до 5-9 т.
- Диаметр 133 мм. Сваи с максимальной нагрузкой 12-14 т используются в малоэтажном строительстве, когда в качестве строительных материалов используется кирпич или газосиликатные блоки.
По типу наконечников
Винтовые сваи бывают 2 видов:
- Литые. Такие элементы изготавливаются путем литья, в результате наконечник с лопастью представляет собой единую деталь. Они характеризуются повышенной прочностью, однако их цены выше. Применять их рекомендуют на твердых каменистых почвах.
- Сварные. Эти наконечники изготавливаются путем приваривания лопасти к наконечнику. Низкая цена объясняется относительно низкой прочностью. Если такую опору попытаться поднять из земли, есть высокий риск срыва лопасти.
Винтовые сваи бывают литые и сварные.
По количеству лопастей
Опоры бывают:
- Однолопастными. Их рекомендуют к использованию на грунте с высокой несущей способностью. Однолопастные сваи со сварным наконечником быстро достигают критической нагрузки, что вызывает срыв лопасти.
- Многолопастными. Наличие 2 лопастей обеспечивает повышенную стойкость к горизонтальным, вдавливающим и выдергивающим нагрузкам.
По материалу изготовления
В зависимости от применяемой стали выделяют несколько видов опор:
- сталь СТ3 — из нее производят сваи, подходящие для грунта со слабой химической агрессивностью;
- Ст20 — такой сплав рекомендуют для работ на почвах средней химической агрессивности;
- опоры из стали 30ХМА и 09Г2С подходят для высокой химической агрессивности среды.
Сваи различаются по материалу изготовления.
По типу защитного покрытия
Стальные опоры после установки будут взаимодействовать с влагой, поэтому им необходима надежная наружная защита от коррозии. Лучше всего выбирать изделия, которые уже обработаны защитным составом на заводе. Существует несколько типов покрытий. Максимальную защиту обеспечивают эпоксидные и полиуретановые составы, а также цинкование холодным способом.
Стандартные полимерные покрытия и цинкование горячим способом не могут обеспечить высокую защиту от появления ржавчины.
По области применения
Сваи различаются шириной и расположением лопастей, строением наконечника. Эти особенности влияют на эксплуатационные характеристики. По области применения винтовые опоры делят на 4 категории:
- Изделия с 1 широкой лопастью, которая расположена на коротком наконечнике. Они подходят для работы на любых грунтах. Для строительства частных домов из блоков следует брать опоры большого диаметра и соблюдать малый шаг при установке.
- Сваи с 2 лопастями, расположенными на разной высоте. Для установки такого фундамента требуется специализированная техника. Опоры подходят для строительства 2-этажных дачных домов и характеризуются повышенной устойчивостью к усадке и выдергиванию.
- Изделия многовитковые с длинным наконечником и узкими лопастями разработаны для установки в каменистый грунт.
- Сваи без острого наконечника имеют ограниченные функции и предназначены для строительства в условиях вечной мерзлоты.
Порядок строительства фундаментного основания на винтовых сваях
После производства расчета потребного количества и диаметра винтовых свай и составления проекта – его необходимо перенести на ваш участок местности.
- Для этого с участка местности, предназначенного для строительства фундамента снимается слой плодородной земли, после чего в угловых реперных точках устанавливаются колышки или рамочные конструкции из дерева. Между ними натягиваются шнуры или плотные лески. Кроме шнуров, натянутых по внутреннему и наружному периметру будущего фундамента, но и по диагоналям разметки. Это делается для того, чтобы внутренние углы будущего фундамента были идеально прямыми.
- Заготовленные заранее винтовые сваи вкручиваются в обозначенные места. Для свай небольшого диаметра достаточно будет привлечь лишь трех человек. Двое из них будут вращать винтовую сваю-опору за вороток (горизонтальный рычаг, вставленный в отверстие в верхней части винтовой сваи), а один находится непосредственно возле сваи и контролирует вертикальное положение вкручиваемой сваи.
- После вкручивания всех свай — их верхние части обрезаются по единому горизонтальному уровню. Для выверки точного уровня лучше всего использовать лазерный строительный уровень.
- Внутрь полой металлической трубы, из которой собственно и состоит винтовая свая заливается бетонный раствор высокой марки прочности.
- На верхнюю часть обрезанной винтовой сваи-опоры приваривается оголовок – плоская металлическая площадка.
- Место соединения металлического корпуса сваи и оголовка зачищается от окалины и тщательно грунтуется.
- На горизонтальные площадки оголовок укладываются горизонтальные силовые балки. Для них могут использоваться стальные конструкции или пропитанный асептическим раствором деревянный брус.
При покупке свай винтового типа и монтаже качественного свайно-винтового фундамента, особое значение имеет правильный расчет. На основе расчета подбирается нужное количество, необходимое для реализации проекта, определяется правильное расстояние между сваями, несущая способность свайного фундамента и размер свайного поля. Провести подсчет количества свай для фундамента своими силами достаточно сложно – для этого нужно взвесить и проанализировать большое число параметров. Однако, чтобы приблизительно представить себе, сколько свай вам потребуется и какие расходы вы понесете в ходе реализации проекта, можно использовать наш калькулятор.
