Нагрузка на винтовые сваи: максимальные возможности

Оцинкованное покрытие винтовых свай

В последние годы широкое использование получил метод горячего цинкования винтовых свай. Безусловно, тонкая пленка цинка, покрывающая поверхность свай значительно прочнее лакокрасчной. Кроме того, такой металл как цинк значительно меньше подвержен химической коррозии по сравнению со сплавами железа.

Однако применить данный метод возможно только на достаточно больших площадях с использованием специального технологического оборудования. Следует также отметить, что ходовые для свай трубы редко выпускают оцинкованными, да и стоят они значительно дороже обычных.

Оцинкованные сваи

Помимо окрашивания поверхности нижнюю часть сваи после заворачивания рекомендуется покрыть слоем гидрофобной мастики.

Длина забивных свай

Различают забивные сваи железобетонные, бетонные, деревянные. По форме – круглые, квадратные, тавровые, двутавровые, полые.

Стандартные длины от трех до 16 метров. Минимум для железобетонной сваи:

  • 3 метра для сплошной.
  • 4 метра для полой.

Можно использовать больше или меньше, их выполняют под заказ. При большой глубине погружения чаще применяются составные сваи, и забивной метод используется редко, обычно комбинированный.

Диаметр ж/б свай до 80 сантиметров, оболочек – до метра.

Смотрите дополнительно по Ж/Б сваям:

При­ме­ры рас­че­та свай­но­го фун­да­мен­та

по­дроб­нее

Сто­и­мость свай­ных фун­да­мен­тов — при­ме­ры

смот­реть

Классификация

Сваи делятся по многим признакам, одним из которых является способ погружения:

  1. Свая-столб. Изделие, из различных материалов (дерево, металл, железобетон), опускается в пробуренное отверстие в грунте.
  2. Буровая. В скважину в грунте бетон укладывается и уплотняется вибратором со специальной насадкой.
  3. Набивная. Грунт вытесняется механическим способом, в полученное отверстие заливается бетонная смесь.
  4. Забивная. Столб, изготовленный заранее, погружается в грунт вдавливанием или заглубляется вибратором.
  5. Винтовая. Получается путем вкручивания в землю вручную или специальными механизмами.
  6. Свая-опора. Она устанавливается в скважины большого диаметра с последующим заполнением грунтом свободных пазух.
  7. Погружная. Свая имеет форму цилиндра, погружение происходит за счет размыва почвы изнутри и под действием собственного веса.

Существует также классификация по материалам. Сваи изготавливаются из бутобетона, железобетона, бетона, стали и древесины (твердые породы).

В плане столбы могут располагаться на различных расстояниях между собой, поэтому их подразделают на следующие типы по взаимодействию друг на друга:

  1. Свайная сеть предназначена для закрепления грунта возле главных конструкций.
  2. Поле из свай имеет общий ростверк или плиту.
  3. Куст. Небольшое количество, объединенное одним ростверком для опирания сильно нагруженных элементов.
  4. Групповые столбы соединены балками только в определенных местах.
  5. Одиночные сваи.

Для лучше устойчивости и увеличения несущей способности столба опорную пяту уширяют. По технологии производства уширения пяты сваи бывают прямые, в которых скважина имеет одинаковое поперечное сечение по всей глубине заложения. Выделают также разбуриваемые столбы, на конце которых располагается специальное устройство для уширения забоя.

При устройстве впрессовываемых свай используется механический инструмент для увеличения в размерах пяты. Камуфлетные столбы усиливают с помощью взрыва.При устройстве фундамента своими руками популярно применение корневидных столбов с маленькими сваями на конце.

Железобетонные стволы по конструкции и технологии изготовления подразделают на следующие виды:

  1. Ненаполняемые трубы, толщина которых позволяет дополнительно не усиливать.
  2. Трубобетонная. После опускания в грунт и заполнением бетонной смесью, оболочка воспринимает на себя часть нагрузки и увеличивает прочность конструкции.
  3. Временная оболочка. По мере поступления бетона в скважину ее убирают с забоя.
  4. Свая оболочка состоит из трубы, которая не обладает несущими свойствами, но играет роль гидроизоляции.
  5. В грунтах, которые прочные и не требуют опалубки, устраивается безопалочная свая.

Из всего огромного обилия видов свай популярность получили только некоторые из них. Большинство распространены на определенных территориях из-за особенных климатических условий, залегаемых грунтов, применяемых механизмов и материалов.

Факторы, влияющие на долговечность винтовых свай

Реклама уверяет, что фундамент на винтовых сваях способен прослужить не менее столетия. Так ли это на самом деле, или это всего лишь очередная уловка маркетологов? Практика показывает, что такое вполне возможно, ведь некоторые из маяков, возведенных еще при Митчелле, стоят до сих пор. Однако нас больше интересует судьба не какого-то маяка в далекой Европе, а маленького загородного домика где-нибудь в Подмосковье, на Урале или на берегу Енисея. Сколько простоит он, будучи возведенным на фундаменте из винтовых свай, произведенных не где-то и когда-то, а здесь и сейчас?

На основании экспериментальных данных были оценены сроки службы стальных винтовых свай в грунтах с различным электрическим сопротивлением. Согласно этим оценкам в грунте с низкой коррозионной активностью (например, сухие сланцы или сухой песок) сваи из не оцинкованного металла прослужат не менее 300 лет, а из металла с защитным покрытием – 800 лет и более. Впечатляет, не правда ли? Однако это грунт, идеальный с точки зрения способности (а точнее неспособности) вызывать коррозию металла.

Рассмотрим для сравнения другой предельный вариант. В грунтах с очень высокой коррозионной активностью (морской грунт, ил, влажная глина, торф) средний прогнозируемый срок службы стальной винтовой сваи составляет всего 30 лет (если свая изготовлена из оцинкованного металла, эта цифра увеличится до 70-75 лет).

Следует сделать одну важную оговорку. При проведении всех этих расчетов предполагалось, что свая произведена в соответствии с используемым на Западе стандартом ICC AC358, т.е. толщина стенок ее ствола составляет 8 мм. Но найти на российском рынке винтовые сваи из горячекатаных стальных труб с такой толщиной стенок практически невозможно. Сколько продержится в агрессивной среде «стандарт» отечественного производства, т.е. свая, изготовленная из сварной трубы с толщиной стенок 3-4 мм, – никому не известно, но явно существенно меньше 30 (75) лет.

Из всего вышесказанного следует, что обещаемые в рекламе 100 лет службы фундамента на винтовых сваях – это не более чем пустые слова. Сваи могут прослужить и существенно больше, и существенно меньше – все зависит от качества продукции и условий эксплуатации, о чем в рекламе не говорится ни слова.

В целом срок службы винтовых свай зависит от трех основных параметров:

  • толщина стали, использованной для изготовления ствола и лопастей сваи,
  • толщина и качество защитного антикоррозионного покрытия,
  • химическая активность грунта на данном участке.

Не зная этих характеристик свай и эксплуатационных условий, нельзя даже сделать предположения о том, как долго они прослужат.

Уменьшению срока службы винтовых свай способствует и широко распространенная у наших строителей практика обваривания винтовых свай связками из металлических швеллеров или уголков. Конечно, устройство подобных связок между сваями оправдано при монтаже фундамента в грунте со слабой боковой поддержкой. Однако соединение стальных свай перемычками из токопроводящего материала приводит к ускорению электрохимической коррозии металла.

Во избежание возникновения блуждающих токов, способствующих ускорению коррозионных процессов, стальные сваи не должны иметь гальванической связи друг с другом, а также с другими строительными элементами, изготовленными из стали. Для связи свай в единую систему следует применять деревянную обвязку либо металлическую обвязку, элементы которой соединены со сваями посредством хомутов, изолированных от свай диэлектрическим материалом.

Вот собственно и все, о чем мы хотели вам сегодня рассказать. Теперь вы знаете все плюсы и минусы винтовых свай и, надеемся, поняли главную мысль, которую мы пытались до вас донести. Винтовые сваи – это прекрасный выбор для создания фундамента, но использовать их можно не всегда и не везде. Определить допустимость применения винтовых свай в каждом конкретном случае под силу лишь профессионалу. Поверьте, затраты на привлечение специалиста несоизмеримо меньше стоимости устранения ошибок, допущенных в процессе проектирования и постройки фундамента.

Применение фундаментов на сваях в строительстве

Фундамент на железобетонных сваях прекрасно подходит для многих типов частных малоэтажных домов. Сделать его самому, руководствуясь представленной выше пошаговой инструкцией, не должно составить труда. Вот только расчеты лучше заказать у специалистов. Для гаража или бани подобную основу можно рассчитать и самостоятельно. А для коттеджа проект фундаментного основания должен быть выполнен только профессионалом.

Процесс строительства забивного варианта

Разметка свайного поля

Разгрузка сваебойной машины

Разгрузка

Транспортировка столбов

Забивка

Сваи забиваются специальной машиной

Все сваи должны быть на одном уровне

Установка пластин под обвязку

Готово!

Монтаж

Вначале производится разметка будущего основания. Для этого сбивают обносочные щиты из досок и брусьев. Такая конструкция состоит из 2 уровней: первый обозначает высоту свай, второй — верхнюю грань ростверка.

Определяют ориентир, от которого будет производиться отсчет, это может быть граница участка или установленный на ней забор. Затем размечают базовые линии фундамента — там будут проходить стены здания. После этого устанавливают обносочные щиты, между ними натягивают бечевку.

Расположение свай размечают в соответствии с проектом, опуская от бечевки отвес, под ним забивают арматурные колышки.

Предлагаем ознакомиться Сравнение пенобетона и газобетона по характеристикам

Потом производятся следующие виды работ:

  • бурение скважин;
  • монтаж обсадных труб;
  • армирование свай;
  • их бетонирование;
  • обрезка обсадных труб.

Бурение в частном строительстве может осуществляться как с помощью ручного бура, так и с применением специальных машин.


Бурение скважины

После того как скважина будет готова, делают обсадную трубу. Для ее устройства можно использовать рубероид. Диаметр обсадной трубы должен практически совпадать со скважиной, а ее длина должна быть на 50 см больше глубины скважины. Для верхней части трубы используют несколько слоев рубероида и стягивают их проволокой. Получается опалубка для будущей сваи, которую помещают в скважину до упора.

Если в промышленных или многоквартирных жилых объектах длина сваи может составлять несколько десятков метров, а диаметр — не менее 1 м, то в частном строительстве чаще всего используются сваи диаметром 0,35 м и длиной 2,5-3 м.

В связи с этим при армировании такого фундамента важно помнить несколько правил:

  1. Суммарная длина арматурного каркаса может быть меньше длины сваи не больше чем на 10 см.
  2. Перевязывание продольной арматуры горизонтальными перемычками должно производиться каждые 70 см. При этом для соединения не всегда используется сварка, иногда достаточно вязальной проволоки.
  3. Для армирования используют либо 3 прутка рифленой арматуры сечением 14 мм, либо 4 прутка сечением 12 мм . Для поперечных перемычек используется гладкая арматура 6-8 мм в диаметре.


Армирующая заготовка. Схема буронабивной сваи.

После того как будет установлена связка арматуры, можно производить бетонирование сваи, то есть заливку бетона внутрь обсадной трубы. Лучше всего для этих целей использовать смеситель, поскольку он предназначен для производства больших по объему бетонных работ.

Подбор подходящего материала производится на стадии проектирования, стандартно для этих целей применяют бетон марки не ниже М100.

Рекомендуется проводить обработку каждого слоя глубинным вибратором, чтобы внутри массы не образовывались пустоты. Лучше готовить бетон небольшими порциями одновременно с утрамбовкой предыдущего слоя.

Для этого могут использоваться два способа:

  • распирание почвы в устье скважины, после чего производится усиленная трамбовка, а затем заливается бетонная смесь;
  • обсадная труба такой конструкции, чтобы снизу получалось уширение.

В первом случае сложно проконтролировать качество полученной конструкции. Во втором качество будет выше, но возрастает трудоемкость работ, поскольку придется бурить более широкую скважину.

При строительстве относительно легкого частного дома такое уширение не нужно.

Обрезка трубы и арматуры производится при помощи болгарки. Стержни арматуры должны выступать из готовой сваи, но все должны быть равной высоты. Это нужно для того, чтобы выполнить связку свай с наземной частью фундамента.

Свайное основание с бетонным ростверком может быть разным по конфигурации, особенностям исполнения, используемым материалам.

Сваи бывают:

  1. Сплошные – универсальный вариант для всех типов почвы.
  2. Полые с многосекционным сердечником – для частного строительства в сложных условиях.
  3. Сваи с уплотненным забоем – для домов весом больше 500 т.
  4. С пятой – с проведением взрывных работ.

Чтобы фундамент сделать своими руками, нужно запастись всем необходимым: обсадные трубы, ручной бур, арматура, бетонный раствор, вязальная проволока, гидроизоляционный и теплоизоляционный материалы, деревянные щиты (из которых будет монтироваться опалубка), рулетка, уровень любой, виброоборудование и все, что обычно используется для работы с бетоном.

Простой расчет количества свай

Количество элементов фундамента зависит от размеров строения и его веса. Расстояния между элементами фундамента могут быть следующими:

  • если дом создается из дерева, расстояние между сваями должно составлять не больше 3 м;
  • при создании дома из газобетонных блоков расстояние должно быть не более 2 метров;
  • если дом установлен в регионе, где наблюдается высокая ветровая нагрузка, расстояние не стоит увеличивать больше 2,5 метра.

Чтобы точно подсчитать необходимое число элементов основания, нужно выполнить несколько действий:

  1. Сначала необходимо составить схему расположения основания, учитывая расположение стен и тяжелых приборов, которые будут установлены в доме
  2. При размещении фундамента сначала стоит устанавливать только те элементы, которые располагаются по углам строения.
  3. После этого нужно расположить сваи, которые находятся на стыках несущих стен строения.
  4. На следующем этапе происходит установка остальных элементов фундамента под стенами и перегородками. При этом необходимо соблюдать определенное ранее расстояние.
  5. Затем происходит заполнение остального пространств под домом.
  6. В месте, над которым будет устанавливаться печь или камин, на чертежах необходимо расположить минимум 2 сваи. Их количество зависит от размеров и веса отопительного прибора.
  7. При установке крыльца или террасы распределение свай происходит по ранее описанному принципу
  8. После этого происходит общий подсчет количества свай, необходимых для определенного дома.

Таким образом, рассчитать сваи для описываемого типа фундамента можно самостоятельно достаточно легко.

Виды свай

Основные виды винтовых свай

Основные виды винтовых свай для фундаментов показаны на рис. Слева – свая для вечномерзлых грунтов, песчаников и плотных суглинков с высокой несущей способностью. Столб грунта внутри нее сжимается, поэтому он держит сваю также изнутри. Для бетонирования эта свая непригодна, но подходящие для нее грунты и так отлично держат. s = (8-20 мм); L = (4-16) м с шагом в 4 м; d = 219 или 325 мм. Несомая нагрузка – до 4,5 т. Стоимость одной – от 4500 руб.

Сваи такой же конструкции благодаря невысокому ребру винта используются как бурозабивные, см. в конце. Для возможности бетонирования грунт из их стволов в таком случае вынимают специальными буровыми инструментами – ложковым буром или желонкой. Технология трудоемкая, но дает возможность строить 3-5 этажные капитальные здания прямо на вечной мерзлоте, болотах и торфяниках.

В центре свая для обычных грунтов, описанных выше. Для заборов и легких нежилых построек такие сваи можно сделать самому. s = (4-16 мм); L = (2,5-15) м с шагом в 2,5 м; d = 47, 75, 89, 108, 133, 159, 219, 325 мм. Несомая нагрузка – (0,7-2,5) т. Стоимость одной – от 2000 руб.

Справа – свая с уширенной пятой для рыхлых, пучинистых и плывущих грунтов. s = (4-16 мм); L = (3-15) м с шагом в 3 м; d = 159, 219, 325 мм. Несомая нагрузка – (1-3,5) т. Стоимость одной – от 3500 руб. Хотя ее наконечник с винтом может быть не литым или кованым, а сварным из листового металла, сделать такую самостоятельно сложно, т.к. лопасть ее винта должна иметь не менее 2-х оборотов и, сужаясь, доходить почти до острия наконечника.

Кроме этих основных типов, в продажу поступает довольно широкий ассортимент специальных свай: с многовитковыми и многозаходными винтами, дополнительными лопастями, со встроенной дренажной системой, из химически стойких материалов, и т.п. Они дороги, в индивидуальном строительстве почти не находят применения, требуют сложной технологии монтажа фундамента. Поэтому просто упомянем, есть, мол, и такие.

Об оголовках

В продаже имеются сваи с наваренными на них монтажно-технологическими оголовками. Стоят они, разумеется, дороже. Нужно иметь в виду, что монтажный оголовок необходим только для сборки на сваях деревянных домов; в прочих случаях без него вполне можно обойтись: ростверк фундамента (см. далее) из металлопрофиля приваривают прямо к стволу сваи, ее заворачивание ручным способом производят, используя технологические отверстия, а легкое машинное, при помощи мини-экскаватора, специального технологического оголовка не требует. Как устроен оголовок сваи, на всякий случай показано на рис., на сваю 133 мм. Для свай других диаметров размеры плиты остаются неизменными.

Монтажно-технологический оголовок винтовой сваи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector