На какую глубину вкручивать винтовые сваи

На какую глубину вкручивать винтовые сваи

Глубина вкручивания свай

Применение свайного типа фундамента стало очень популярным. С практической точки зрения данная технология позволяет получать высокую экономическую выгоду при достаточной прочности и долговечности конструкции. Одним из вариантов свайного основания является винтовой, при котором опоры вкручиваются в грунт на заданную глубину. Процесс строительства такого основания занимает минимум времени, но требует большого внимания к множеству деталей. Один из таких моментов — на какую глубину вкручивать винтовые сваи?

  • Для каких грунтов пригоден фундамент на винтовых сваях
  • Винтовые сваи и необходимая глубина их погружения
  • Завинчивание свай

Практически невозможно дать однозначный ответ на такой вопрос. Конкретной универсальной цифры просто не существует – для каждого проекта она определяется индивидуально. На показатель влияет большое количество параметров, главным из которых является грунт и его характеристики.

2. Основные факторы, влияющие на определение глубины вкручивания сваи

Существуют основные факторы, определяющие глубину вкручивания винтовых свай, среди которых основными по опыту строителей являются:

  1. Назначение винтовой сваи в каждом конкретном случае
  2. Требования к несущей способности сваи
  3. Свойства грунта в месте установки сваи
  4. Глубина залегания плотных слоев грунта
  5. Глубина промерзания грунта в данной местности
  6. Требования к высоте цоколя здания
  7. Особенности конструкции свай, в частности расположение монтажных отверстий на свае и лопасти

Рассмотрим эти факторы подробнее

Определение длины свай

Установка свай под фундамент проводится после обследования грунта и определения его несущей способности. Кроме этого в расчет берется сейсмическая активность в регионе и уровень грунтовых вод. При работе на неустойчивой почве, болотистой местности или дне водоема проводится нахождение уровня залегания твердого грунта, параметры которого отвечают заданным проектом условиям.

Главное правило монтажа заключается в том, что наконечник с лопастями должен находиться на 15-20 см ниже горизонта промерзания грунта. При этом нужно учитывать, что часть трубы с технологическими отверстиями для вращения после установки должна быть срезана.

Производители выпускают винтовые сваи длиной от 1,65 м до 12 м. Одна секция для частного строительства выпускается размером до 2,6 м. Для достижения большей глубины (на склонах, глинистом грунте, плывунах) штатные изделия наращиваются дополнительными секциями или трубами одинакового диаметра путем сваривания краев.

Соотношение между уровнем промерзания и степенью заглубления опорных элементов

Пучинистые почвы подвержены силам морозного пучения. К таким грунтам относятся глинистые породы, суглинок, пылеватые пески и т.д. За счет высокого содержания влаги земельный массив при минусовой температуре может увеличиваться в объеме до 12%.

В результате на боковые части опорных элементов начинают действовать выдергивающие сваи. Поэтому так важно заглубить сваи ниже точки промерзания.

Узнать точку промерзания можно расчетным путем по формуле:

где:

  • Tm – среднемесячная отрицательная температура зимой в конкретном регионе;
  • Ko – коэффициент, учитывающий состав почвы.

Параметр для различных геологических условий будет равным:

  • глины, суглинки – 0,24;
  • пески, супеси – 0,28;
  • пески большой крупности – 0,3;
  • гравий – 0,35.

Точный расчет глубины промерзания земли под зданием зависит от теплового режима в доме и рассчитывается по формуле:

где Kh – коэффициент промерзания, регламентируемый нормами СНиП.

Винтовые сваи для фундаментов

Сваи с винтовыми лопастями изготавливаются из легированных марок стали, специальное покрытие защищает металл от влаги и почвенной коррозии. В качестве антикоррозионного покрытия применяют эпоксидные и полимерные составы, грунт-эмали по ржавчине или оцинковывают конструкции гальваническим способом.

Опора состоит из ствола, наконечника с лопастью и хвостовика с монтажными отверстиями. После завинчивания винтовых свай выступающие части обрезают по одному уровню, а сверху наваривают стальные оголовки. Они увеличивают площадь соприкосновения опор с основанием конструкции или ростверком. Диаметр и длину сваи, а также количество опорных стержней подбирают исходя из типа грунта на участке застройки, нагрузки на основание.

Свайные конструкции используют для быстрого возведения фундаментов легких конструкций, жилых домов, инженерных сооружений, объектов промышленного назначения. Сфера применения винтовых определяется их диаметром и несущей способностью:

  • 57 мм — опоры дорожных указателей и знаков, небольших навесов, легких оград из сетки-рабицы, металлопрофиля;
  • 76 мм — фундаменты кирпичных и бетонных заборов, теплиц, рекламных конструкций;
  • 89 мм — основания для строительства беседок, террас, веранд, хозпостроек;
  • 108 мм — на таких фундаментах строят пристройки, бани, гостевые домики, дачи из бруса;
  • 133 мм — для возведения коттеджей из кирпича, пенобетона, газоблока;
  • 159 мм — установка опор ЛЭП, наземных трубопроводов, пристаней, причалов, пешеходных мостов;
  • 219 мм — фундаменты для зданий в 2-3 этажа, павильонов, ангаров, промышленных цехов и гаражей;
  • 352 мм — возведение тяжелых зданий и сооружений на песчаных или болотистых почвах, строительство автомобильных мостов.

Какие ошибки могут стать причиной некачественного выполнения свайного фундамента?

Самостоятельный монтаж свайного фундамента при несоблюдении некоторых правил выполнения работ может стать причиной ненадежности конструкции. В число самых распространенных входит:

Предварительное выкапывание вручную ям или лидерное бурение на месте будущей установки вкручиваемых свай признается самой частой ошибкой. Надежность конструкции способно обеспечить только варианты, когда сваи именно вкручены в грунт. Предварительные работы исключают процесс уплотнения грунта при вкручивании, что снижает качество надежности основания строения.

Отказ от вкручивания дополнительной сваи рядом с той, что прекратила погружаться в грунт раньше соседних. Это показывает, что прут мог столкнуться с камнем или осколком прочной породы. Работы по вкручиванию лучше остановить, верхушку подрезать до общего уровня и рядом вкрутить дополнительную сваю.

Определение длины свай

Согласно положениям СНиП 2.02.03-85 и его актуализированной версии СП 24.133300.2011 выбор длины свай осуществляется в соответствии с параметрами грунта на строительной площадке и уровнем расположения подошвы ростверка. При этом нужно учитывать имеющееся в наличии оборудование и технологические возможности возведения фундамента.

Нижние концы свай должны быть заглублены в прочном грунте не менее, чем на 0,5-1 м. Точные данные зависят от характеристик почвы и показателей ее текучести. При возведении оснований для производственных помещений с недорогим оборудованием, складов с малоценным сырьем, деревянных построек и других зданий III класса допустимо опирать сваи на пылевато-глинистые и песчаные грунты.

Длина сваи соответствует расстоянию от подошвы ростверка до твердого грунта с поправкой на особенности рельефа участка и величину предельно допустимой осадки. Ее минимальная величина составляет:

  • для сейсмически активных районов — 4 м;
  • на территориях с насыщенными влагой песками — 8 м.

В остальных случаях минимальная длина определяется видом свай для основания зданий и сооружений. Корректировку проектных данных проводят с помощью пробной забивки, а также статистических и динамических методов испытания.

1. Глубина залегания грунта с достаточной несущей способностью

Чтобы фундамент воспринимал нагрузки от здания и передавал их на основание лопасть сваи должна закрепиться в грунте с достаточной несущей способностью мощностью слоя не менее трех диаметров лопасти. Не менее важно при этом подобрать и правильную конфигурацию лопасти, которая минимально нарушит структуру грунта и позволит избежать снижения его несущей способности (подробнее «Ключевые принципы подбора параметров лопастей»).

Читайте также  Ввод электричества в дом под землей

Грунт с достаточной несущей способностью – имеющий относительно высокие прочностные и деформационные характеристики (подробнее о несущей способности грунта и о том, как она определяется в статье «Несущая способность винтовой сваи»). Он расположен всегда ниже глубины промерзания. Это связано с тем, что в большинстве грунтов в пределах этого слоя происходит действие сил морозного пучения. Что касается регионов с незначительной глубиной промерзания, то здесь необходимо учитывать толщину почвенно-растительного слоя.

Однако интересующий слой может быть расположен на более значительной глубине. Применять в этом случае длинные сваи или другой тип фундамента не всегда целесообразно с экономической точки зрения. Здесь нужна комплексная оценка грунтовых условий в верхней части геологического разреза. Если знать механические характеристики этого слоя, то можно подобрать такой тип фундамента и конструкцию сваи, которые обеспечат надежность и экономичность решения.

Однако если выполнять весь комплекс инженерно-геологических изысканий, то экономии можно не достичь, так как стоимость таких изысканий довольно велика. Как сказано выше, для принятия правильного решения достаточно получить только механические характеристики, поэтому из всего комплекса изысканий можно выполнить часть работ, что поможет значительно удешевить процедуру.

Определить механические характеристики грунта и уровень залегания слоя с достаточной несущей способностью возможно с помощью экспресс-геологии. Это простая и сравнительно недорогая процедура, включающая все необходимые исследования (подробнее «Экспресс-геология: геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов»).

Часто компании, которые строят фундаменты из винтовых свай, предлагают для уточнения условий участка выполнить пробное завинчивание, которое не является методом исследования грунта.

Для применяющих данный метод основным является принцип: «Если свая тяжело крутится на предполагаемой глубине установки, то ее несущая способность является достаточной», который не обеспечивает получение объективной информации о несущей способности. Во-первых, результаты очень сильно зависят от времени года, когда производят завинчивание, из-за влияния большого количества факторов, таких как: глубина промерзания, степень влагонасыщения и др. Во-вторых, процедура пробного завинчивания не дает никакой информации о типе и свойствах грунта под сваей. Поэтому контроль величины крутящего момента (который может быть определен при пробном завинчивании) должен применяться лишь для подтверждения ранее полученной расчетом предельно-допускаемой нагрузки на сваю.

Устройство цоколя

Дом, построенный на фундаменте из винтовых свай, выглядит как будто парит в воздухе на некоторой высоте от земли, из-за отсутствия привычного нашему взгляду под домом цоколя. Вокруг свайно-винтового фундамента для устройства цоколя можно использовать фасадные панели.

Для крепления фасадных плит понадобится легкий металлический несущий каркас, который в свою очередь крепится непосредственно к надземной части винтовых свай. С внутренней стороны фасадные плиты утепляются с применением долговечного утеплителя плит из минеральной ваты.