Dbo24.ru

Домашний Мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет несущей способности винтовой сваи

Расчет несущей способности винтовой сваи

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.

Определяющий критерий при выборе

Свайно-винтовой фундамент, как правило, используют при строительстве легковесных и малоэтажных сооружений. Такие опоры различаются между собой размерами и конфигурацией винтовой части.

Чтобы рассчитать несущую способность основания, нужно грамотно выбрать модель свай для строительства (обращают внимание на диаметр трубы и площадь лепестковой подошвы), а также количество конструктивных элементов.

Показатель несущей способности отражает, какой допустимый вес может выдержать каждая опора без потери функциональных качеств, учитывая возможные деформации грунта. Поэтому перед тем, как покупать сваи, нужно знать расчетное сопротивление почвы (определяется в результате геологических изысканий участка).

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:

  • 89мм – 490см 2 ;
  • 108мм –706см 2 ;
  • 159мм – 1590см 2 ;
  • 325мм – 9567см 2 (для расчётов значения диаметров лопастей всегда берут в сантиметрах).

На выбор длины детали влияют характер грунта (в том числе уровень его промерзания) и перепады высот на стройплощадке.

Длина свай стандартизована и составляет:

  • для коротких – 160-250см;
  • для длинных – до 11,5м (с шагом 50см).

При правильной установке они должны упираться лопастями в плотный слой грунта.

Несущая способность грунта

Несущую способность грунта рассчитать могут только специалисты, опирающиеся на геологические исследования строительной площадки. Для частных застройщиков достаточно знать состав грунтов и уметь пользоваться справочными таблицами.

В каждом населенном пункте старожилы обычно знают, на какой глубине расположен несущий слой грунта, и что он собой представляет. Вам остается лишь заглянуть в справочник и найти соответствующие характеристики.

Примерная таблица несущей способности грунтов:

Тип грунтаРасчетное сопротивление (кг/кв. см)
ГлинаПолутвердая6
Тугопластичная5
Мягкопластичная4
Суглинки и супесиПолутвердая5,5
Тугопластичная4,5
Мягкопластичная3,5

Подобные таблицы содержатся не только в строительных справочниках, но и в СНиПах.

Калькулятор расчета несущей способности винтовых свай

Если для строительства дома выбирается свайно-винтовой фундамент, то необходимо определиться и с типоразмером опор, и с их количеством, которое будет способно обеспечивать стабильность планируемой постройки. Так как многие владельцы загородных участков принимают решение о проведении самостоятельного строительства на таком фундаменте, есть смысл помочь им в проведении хотя бы предварительных расчетов.

Калькулятор расчета несущей способности винтовых свай

Наверное, понятно, что общее количество опор зависеть от суммарной нагрузки, которой здание оказывает на фундамент. Ее необходимо равномерно распределить по сваям, так, чтобы не превысить допустимую нагрузку на каждую из них, чтобы здание не начало «тонуть» в грунте. И вот для этого требуется узнать возможности такой точки опоры. А поможет нам в этом калькулятор расчета несущей способности винтовых свай.

Ниже будут приведены некоторые пояснения по порядку проведения вычислений.

Калькулятор расчета несущей способности винтовых свай

На чем основывается и как проводится расчет

Чаще всего в частном строительстве используются недорогие, но достаточно надежные сваи со сварными лопастями, модельного ряда СВС (свая винтовая сварная). Этот модельный ряд включает несколько типоразмеров, которые применятся в зависимости от вида планируемой постройки – от лёгких заборов до полноценных загородных домов.

Для возведения жилых и хозяйственных построек обычно применяются сваи от СВС-89 и крупнее (число показывает диаметр трубы). Соответственно, с повышением диаметра трубы увеличивается и размер лопастей винтовой части, то есть, про сути – площадь опоры сваи на грунт. Эти размерные параметры свай уже внесены в программу расчета.

Читать еще:  Производство и применение профильной трубы из нержавеющего металла

Каждый тип грунта обладает собственным сопротивлением нагрузке, или, иначе говоря, несущей способностью, выражаемой в килограммах на квадратный сантиметр. Таким образом, определив тип грунта на планируемой глубине залегания лопастей сваи, и зная их площадь, несложно вычислить и несущую способность опоры.

Сопротивления грунтов на глубине залегания от 1.5 и ниже – уже внесены в программу расчета.

Цены на винтовые сваи

Безусловно, должен быть предусмотрен и эксплуатационный резерв несущей способности опоры. Для этого вводится поправочный коэффициент. И вот здесь есть нюансы:

  • Самый точный способ определения характеристик грунтов – это проведение геологического исследования участка. Поправочный коэффициент в этом случае – минимальный, всего 1,2, так как вероятность ошибки практически исключается. Но к этому способу прибегают нечасто, просто по причине высокой стоимости подобных работ.
  • Второй способ – это установка так называемой эталонной сваи. Опора ввинчивается в грунт на участке строительства, и после того, как она заглубится ниже уровня промерзания, с помощью специальных приборов оценивается крутящий момент, прикладываемый к свае. Это дает достаточно точную картину несущей способности грунта, но поправочный коэффициент уже выше – 1,25.
  • Наконец, многие владельцы участка полагаются на собственные силы, и оценивают грунт, выкапывая шурфы или пробуривая вручную скважины на требуемую глубину. Безусловно, степень точности такого анализа – далека от идеала, поэтому в расчет закладывается максимальный коэффициент надежности, доходящий до 1,7.

Итоговый результат несущей способности сваи будет получен в килограммах и тоннах. Определив этот параметр и располагая значение общей нагрузки от здания на фундамент, несложно определиться и с количеством свай.

Планирование свайного фундамента – как провести самостоятельно?

Чтобы не столкнуться в процессе эксплуатации здания с проблемами проседания или перекоса свайного фундамента, необходимо учитывать немало нюансов. Подробнее об этих важных вопросах – в специальной публикации портала, посвященной расчету количества свай .

Расчёт веса нагрузки винтовой сваи

Для расчета необходимо учитывать размеры винтовых свай и качество грунта, в которой они будут устанавливаться. Чтобы выполнить предварительный расчет необходимо произвести умножение площади основания на сопротивляемость почвы и уточнить расчет свайного фундамента.

Как правильно установить винтовые сваи оцинкованные, можно узнать прочитав данную статью.

На фото – устройство винтовых свай:

Например, для вычисления возможностей винтовой сваи 133, ввинченной в обычную глину, необходимо произвести следующий план действий:

  1. Вычислить площадь лепестковой подошвы. Для сваи 133, диаметр подошвы которой составляет 30 см, этот параметр будет составлять 706, 5 см2.
  2. С учетом указанного типа почвы стоит выбрать правильный грунт. Для глины она будет составлять 6 кг/см2.
  3. Две полученные величины необходимо перемножить, и получится результат 4,2 тонны. Именно такой вес способна выдержать винтовая сваи 133. Ее можно устанавливать в глинистую почку на глубину 2-2,5 м.

Какая марка цемента подойдёт для заливки фундамента можно узнать из данной статьи.

На видео – о несущей способности винтовых свай:

Как сделать раствор для фундамента можно узнать из данной статьи.

Пример расчета буронабивной основы

Прежде всего следует вычислить несущую способность одной сваи. Для примера возьмем наиболее распространенный вариант — диаметр скважины 30 см, несущая способность грунта составляет 4 кг/см2. По таблицам СНиП определяем, что несущая способность на песках средней плотности составит около 2,5 т.

Затем производится подсчет общего веса дома. Он делается по обычной методике, но к нему понадобится прибавить вес ростверка, для чего следует вычислить объем ленты и умножить его на удельный вес бетона.

После этого нагрузку на сваи делят на несущую способность единицы и округляют до большего целого значения. Это — количество буронабивных свай, необходимое для дома заданного веса, выстроенного в заданных условиях.

Даже состав грунта редко соответствует лабораторным показателям из-за различных примесей, включений или прочих напластований, изменяющих все параметры.

Поэтому в любом случае надо делать запас прочности, превышающий обычные коэффициенты, заложенные в формулы. Рекомендуется увеличивать его на 10-15%.

От чего зависит несущая способность сваи?

Свайный фундамент сегодня широко используется в частном домостроении. Хорошая несущая способность сваи позволяет возводить дома даже на неустойчивых грунтах. Изделия помогают укрепить грунт, сооружать малоэтажные сооружения. Используя их, мастера ограждают котлованы. Незаменимы они на болотистых местностях, где другие виды фундамента непригодны. Необходимо отметить низкую стоимость обустройства такой основы. Существует несколько видов свай. Выбираются они с учетом разных факторов. Наиболее важным считается несущая способность сваи.

Читать еще:  Основные характеристики пенополиуретана

Виды опор

Сооружение свайной основы начинается с подбора подходящего типа. Классифицируются они по разным параметрам. Важнейшим критерием является способ заглубления. Наиболее востребованными являются забивные образцы. Заглубление происходит в почву. Используется для подобной работы специальный гидравлический молот. Глубина рассчитывается заранее. Работа по забивке стержней выполняется максимально оперативно. Прочность данного вида достаточно высокая. Изначально мастера разрабатывают проектную документацию. Установка выполняется под воздействием их веса. Оборудование передает ударные импульсы через стержень на почву. Данный метод сокращает силу трения между грунтом и конструкцией. Используются подобные опоры на влажных или песчаных почвах.

Особенностью винтовых образцов является наличие на концах специальных лопастей. Благодаря этим элементам выполняется легкое заглубление стержней. Отлично подходят они на плывунах или неустойчивых почвах. Установка осуществляется бесшумно, без повреждения грунта. Используется для подобных работ легкая техника или ручной метод (с использованием переносного сваекрута – для труднодоступных точек). Рассчитывается несущая способность сваи винтовой в зависимости от типа почвы. Монтаж вдавливаемых опор выполняется без особых вибраций. Подобные основы отличаются низкой нагрузкой на грунт. Допустимо сооружение вдавливаемых конструкций в непосредственной близости с иными сооружениями.

Огромное значение имеет материал изготовления. Наиболее популярными при строительстве масштабных сооружений являются железобетонные изделия. Металлический каркас надежно защищен бетоном от вертикальных нагрузок. Встречаются древесные стержни, используемые на сухих грунтах. Материал отличается ценовой доступностью, хотя нуждается в дополнительной гидроизоляции. Металл применяется в производстве винтовых образцов. На готовые изделия необходимо нанесение специального антикоррозионного состава. Иначе начнутся разрушительные процессы. Подобные опоры позволяют возводить малоэтажные или временные сооружения.

По формам вышеперечисленные элементы могут быть:

  • с круглым сечением;
  • многоугольчатыми;
  • прямоугольными;
  • квадратными.

    Более других востребованы квадратные изделия. Несущая способность сваи квадратного сечения довольно высокая. Процесс изготовления отличается простотой. Используются они на грунтах даже с достаточно прочными породами. Образцы прочно монтируются в утрамбованную вокруг почву, образовывая высокую силу трения.

    Несущая способность свай винтовых

    Сегодня такие опоры используются на ослабленных почвах. Выбирают подобные стержни в случае необходимости сооружения основы на нестабильных почвах летом, а также зимой, когда грунт промерзает. Нестабильные почвы требуют установки надежных конструкций. Решающим фактором является несущая способность винтовой сваи. Обладают они достаточным запасом прочности. Следовательно, обеспечивают устойчивость всего сооружения. Вечная мерзлота характерна для многих регионов страны. На такие грунты устанавливаются именно металлические стволы с лопастями. Подходят они и для болотистых местностей. Традиционные фундаменты на таких участках дают усадку. Образовываются трещины, постепенно разрушающие всю основу. Повышенная устойчивость достигается благодаря возможности достаточного заглубления в грунт. Это позволяет существенно снизить воздействие на основу неблагоприятных почвенных факторов. Несущая способность винтовой сваи рассчитывается по ее площади.

    Стальные трубы имеют заостренные наконечники. Винтовые лопасти обеспечивают их быстрое заглубление в грунт. Великолепный результат достигается за счет использования производителями бесшовного метода. Представляют они собой цельнотянутые трубы. Благодаря отсутствию швов практически исключается развитие коррозии. Стенки опор имеют разную толщину от четырех до семи мм. Отличаются они и своей длиной. Наиболее короткими считаются опоры, не менее метровой длины. Винтовые наконечники значительно упрощают монтажные работы. А лопасти препятствуют их выдергиванию или сжатию. Устанавливая обычные сваи, необходимо использовать метод бетонирования. Несущая способность винтовой сваи не требует такой меры. Тем самым значительно сокращаются затраты на сооружение фундамента.

    Монтаж опор винтового типа выполняется с использованием гидравлической техники. Допустима установка вручную. От способа монтажа не зависит несущая способность винтовой сваи. Однако человеческих сил может не хватить для достижения нужной глубины, в отличие от мощности техники.

    Сравнить процесс можно с закручиванием шурупа. Способствуют этому винтовые лопасти, расположенные на концовке стержней. Работая на заводненных почвах, специалисты выполняют дополнительные антикоррозионные работы. В ствол необходимо залить бетонный раствор или засыпать смесь. Благодаря этому предотвращается развитие коррозионных процессов изнутри труб, вытягивается влага. Также увеличивается несущая способность винтовой сваи. Монтаж должен выполняться профессионалами. Малейшее отклонение от технологии может вызвать непоправимые последствия.

    Прежде чем приступить к установке, специалисты проводят исследование участка. Определяется вид, особенности грунта и участка, выбираются стержни соответствующей формы и длины. Свайные основы отличаются рядом преимуществ по сравнению с традиционными фундаментами. Они не требуют подготовки территории. Мастерам не приходится рыть траншеи, как при закладке бетонной основы. Не понадобится и осушение участка. Свайные стержни устанавливаются всего за день. Дешевым вариантом такой фундамент назвать нельзя. Хотя сэкономить на них домовладельцам удастся немало. Данные конструкции не требуют возведения вспомогательных сооружений. Винтовые и забивные стволы в укрепляющих элементах не нуждаются.

    Читать еще:  Способы армирования стен из пеноблоков

    После монтажа опор такого вида можно незамедлительно приступать к возведению стен. А в случае с бетонными аналогами строителям приходится долго ждать высыхания раствора и набирания прочности. Благодаря антикоррозионному покрытию подобные конструкции обладают долговечностью даже в болотистых местностях. Монтаж выполняется без использования дорогостоящей спецтехники. Выбирая данные конструкции, вы сможете сэкономить и на трудозатратах. Монолитные основы требуют рытья котлованов, установку и сварку (вязку) арматурных каркасов, заливку бетонных смесей, использования дорогостоящей спецтехники. Благодаря своей экономичности и легкости установки винтовые стержни сегодня применяются достаточно широко. Использовать их можно в качестве оснований рекламных билбордов или ЛЭП. Больше всего винтовые образцы подходят для каркасных построек. Несущая способность винтовой сваи позволяет возводить функциональные и долговечные ангарные помещения или бытовки. Устанавливаются на свайных основах теплицы. Часто подобные изделия используются при строительстве пристаней, мостов, причалов, берегоукрепления.

    Несущая способность свай забивных

    Масштабные сооружения, в том числе промышленные здания или высотные корпуса возводятся на фундаментах, выполненных из забивных железобетонных опор. Несущая способность забивной сваи просто огромная. Используются такие стержни в современном строительстве уже больше полувека. Длина изделий может достигать двенадцати метров, а сечение начинается с 150/150 мм. Особенно востребованы основы из забивных элементов в малоэтажном строительстве. Выбираются они для нестабильных почв. Проектировочные работы требуют тщательного выбора длины подобных стержней. От нее зависит несущая способность забивной сваи. Важно учесть и параметры сечения. Отличаются подобные конструкции значительно низкой стоимостью в сравнении с монолитными аналогами.

    Забивные стержни монтируются с использованием тяжелой спецтехники. Требуется и доставка достаточно тяжеловесных конструкций к стройплощадке. Могут возникнуть проблемы с подъездными дорогами. Прекрасной альтернативой габаритных элементов являются сравнительно небольшие железобетонные стержни, появившиеся сравнительно недавно. Это трехметровые, четырехметровые, пятиметровые и шестиметровые столбы, имеющие сечение 150/150 или 200/200 мм. На заказ выполняются и более длинные вариации. Для них создана мини-забивная спецтехника. Она позволяет выполнять монтаж на любом участке, вне зависимости от сложности условий. Такой прогресс значительно удешевил использование забивных изделий, а также облегчил монтажные процессы.

    Несущая способность забивной сваи ничем не ниже аналогичного показателя традиционных видов фундаментов. А в некоторых областях они считаются вне конкуренции. Перед использованием таких опор необходимо выполнить тщательный расчет, основанный на детальных геологических исследования участка. Специалист должен рассчитать несущую способность основы, учитывая вес будущего сооружения. Тщательно изучается и грунт, на котором планируется строительство. Конструкторские расчеты выполняются профилированными специалистами, обладающими соответствующим опытом. Самостоятельные попытки сооружения подобной конструкции обречены на провал.

    Забивной стержень представляет собой залитый бетоном каркас. Последний сделан из горячекатанной арматуры с показателем сечения – 10 мм. Обвязочная арматура имеет сечение 5мм. В производстве изделий используется бетон маркировки М400. Особая технология позволяет изготовлять высокопрочные изделия, отличающиеся своей стойкостью к различного рода агрессивным факторам. Заключается она в пропаривании. Выполняется данная процедура после завершения заливки бетонной смеси. Используются специальные камеры, позволяющие достичь нужных требований ГОСТ. Некоторые кустарные производства пренебрегают такой технологией, не имея возможности приобретения подобных камер. Следовательно, к выбору продавца подобных материалов необходимо относиться с особым вниманием.

    Любой вид ЖБИ, в том числе железобетонная опора должна пройти государственную сертификацию. Приобретая подобные изделия необходимо потребовать у продавца сертификационную документацию. Иначе заказчик рискует получить материал низкого качества. Только опоры, произведенные с учетом полного технологического цикла, могут прослужить больше века. Прекрасная несущая способность забивной сваи позволяет строителям возводить сооружения любой сложности. Однако это в случае тщательного исследования участка строительства и грамотного выбора свай.

    Решение проблем с выбором и установкой любого вида опор возможно обращаясь в компанию Эндбери. Наличие собственного производственного предприятия позволяет компании выпускать сертифицированные материалы, полностью соответствующие (и даже качественно превышающие) нормам ГОСТ. Заказанные здесь сваи винтового или забивного типа отличаются своей прочностью, длительным эксплуатационным сроком и качеством. Кроме этого профессиональная команда Эндбери предлагает заинтересованным заказчикам комплексные услуги по изучению, проектированию, монтажу свайных основ с использованием передовых технологических достижений и суперсовременной техники. Воспользовавшись этой возможностью, будущие домовладельцы смогут выстроить прочные и долговечные частные особняки, которые прослужат десятилетиями, не требуя ремонта или дополнительного укрепления.

    4. Расчет несущей способности фундамента из винтовых свай

    Таким образом, прежде чем приступить к расчету фундамента из винтовых свай, определению их конкретных конструктивных и геометрических параметров, необходимо провести инженерные изыскания на участке. Расчет, как правило, выполняется аналитически или с использованием математического моделирования в соответствии с существующими нормативными документами. Также несущую способность винтовых свай можно определять по результатам полевых испытаний.

  • Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector