Несущая способность винтовых свай в слабых грунтах: таблица

вкопанные сваи
Сегодня винтовые опоры используются при устройстве строений на нестабильных почвах, а также при необходимости закладки базиса в холодное время года, когда возведение ленточных и монолитных конструкций является нецелесообразным из-за промерзания земли. Для того чтобы здание было устойчивым на слабых грунтах, перед строительством всегда определяется несущая способность винтовых свай. Данный этап необходим, ведь ошибка в расчетах повлечет за собой неутешительные последствия вплоть до разрушения здания.

Винтовые сваи: качества, особенности, тонкости монтажа


Винтовые сваи представляют собой стальные трубы с острыми наконечниками и лопастями в нижней части. Опоры бесшовные, поэтому они не особо уязвимы для коррозии. Вся эта атрибутика упрощает их заглубление в землю, к тому же коэффициенты сопротивления свай выдергиванию и сдавливанию значительно увеличиваются.

Всем известно, что классические опоры следует заливать бетоном, а винты в этом не нуждаются – это существенно сокращает стоимость основания.

Испытание свай нагрузкой:

Толщина стенки опоры зачастую составляет от 4 мм до 7 мм. В ассортименте строительных магазинов можно отыскать опоры самой разной длины. Минимальная длина элемента достигает 1 м.

Существует два вида монтажа опор, каждый из которых обусловлен габаритами свай и размерами будущего здания. Винты могут устанавливаться:

  • Без привлечения специальной техники (вручную);
  • С помощью гидравлического оборудования.

Вариант устройства базисной конструкции не влияет на несущую мощность свай. Оба варианта возведения фундамента выполняются по принципу вкручивания опор в почву. В особых случаях, для защиты несущей способности винтов, монтаж выполняют по видоизмененной технологии:

  • Если опора монтируется в промерзший грунт или в почву, в составе которой есть пласты твердокаменных пород, выполняется бурение лидерного отверстия. Далее сваю вкручивают в подготовленную скважину;
  • Опоры, заглубляемые в заводненные грунты, предварительно обрабатываются, а их внутреннее пространство заливается бетонной смесью. Это защищает сваи от коррозии с внутренней стороны, добавляя им единицы несущей мощности;
  • Для повышения несущей силы опоры, длина которой превышает 2 м, выполняется ее вспомогательное армирование.

Позитивные и негативные стороны винтовых опор

таблица 1

Винтовые сваи имеют множество преимуществ, как перед другими видами опор, так и перед остальными типами фундаментов. Стоит отметить следующие достоинства:

  • Нет нужды в подготовке строительной площадки. Благодаря особенностям монтажа, отсутствует необходимость устройства траншеи, к тому же не придется осушать грунт перед работой;
  • Возведение основания на винтах занимает мало времени, в отличие от устройства остальных вариантов фундаментов. Для заглубления винтов не нужно рыть котлован, устанавливать опалубку, делать армирование, готовить бетонный раствор и производить заливку. Даже работая в одиночку справиться с ним можно за пару дней;
  • Установка винтового базиса обходится намного дешевле, чем заливка монолитной плиты или ленточной конструкции;
  • Прекрасная несущая способность винтовых свай в слабых грунтах позволяет применять их на почвах, склонных к морозному пучению, на заболоченных территориях и т. д. Благодаря тому, что опоры можно ввинтить на внушительную глубину, им не страшны подвижки земли и другие подобные явления;
  • Данный тип фундамента можно устраивать в холодное время года или даже в поясах, отличающихся постоянной мерзлотой. Промерзшая почва не является преградой для винтов;
  • Используя винтовые сваи, не придется делать длительную паузу, перед тем как продолжить строительство дома. Их можно нагружать сразу после устройства, в отличие от железобетонных конструкций, которым нужно время для созревания;
  • Уникальное покрытие, оберегающее опоры от коррозии, позволяет эксплуатировать фундамент в условиях завышенной влажности почвы. При этом на несущую мощность винтов это не влияет.

Невзирая на огромное количество позитивных сторон винтовых оснований, им присущи и отрицательные качества, о которых стоит упомянуть. Среди минусов фундаментов на винтах отмечают:

  • Невозможность устройства на каменистых и скалистых почвах. Данные типы грунта способны повредить антикоррозийную пропитку, что приведет к преждевременному разрушению опор и снижению их несущей силы;
  • Опасность заглубления рядом с электроподстанциями и железной дорогой. Скопившийся блуждающий ток в почве способен привести к разрушению метала.

Расчет несущей мощности винтовой опоры

таблица нагрузки на сваи

Многие ошибочно полагают, что несущая сила винтовых опор зависит от их стойкости и типоразмера. На самом деле такие показатели совершенно не влияют на возможность свай удерживать нагрузки. Итак, несущая способность винтов обуславливается двумя обстоятельствами:

  • Площадью подошвы самой опоры;
  • Несущими качествами почвы.

Имеющая форму винта лопасть, находящаяся на конце сваи, не только упрощает заглубление опоры в грунт, но и утрамбовывает почву, сдавливая ее при вкручивании. После установки лопасть играет роль своеобразной подошвы, на которую всей массой опирается здание.

Для того чтобы высчитать несущую способность винта, обязательно нужно вычислить площадь этой подошвы. Так как она представляет собой окружность, для расчетов применяется известная всем формула S = П х R², где S – это площадь, а R – радиус. В данной ситуации радиусом можно считать дистанцию от оси ствола опоры до максимально отдаленной точки на конце лопасти.

К примеру, для винтовой опоры 108 стандартный диаметр – 0,3 м. Значит радиус будет равняться 0,3 м : 2 = 0,15 м. Можно приступать к поиску площади:

S = 3,14 х (0,15 м х 0,15 м)

S = 3,14 х 0,0225 м

S = 0,07065 м²

Переводим в сантиметры – для этого полученное число умножается на 100². Площадь равняется 706,5 см².

Расчет по формуле достаточно прост, однако если нет желания заниматься вычислениями, можно воспользоваться уже готовыми показателями – для каждого типа заводских винтовых опор (вне зависимости от производителя) существует своя таблица.

Вторым этапом перед вычислением грузовой устойчивости опоры является калькуляция несущей мощи почвы. Ее можно узнать после того как будет определена структура грунта. Данные, полученные в результате геологического исследования, сверяются с таблицей, отображающей связь несущей силы и типа почвы.

Например, если преобладающим видом грунта на территории под застройку оказался песок, то в соответствии с таблицей его несущая способность – 15 кг/см².

Как уже было сказано, для определения нагрузки, которую способна удержать на себе винтовая свая, нужно знать площадь подошвы этой сваи и несущую способность почвы. Имея все данные, достаточно их перемножить. Для большей наглядности следует рассмотреть вычисление на вышеупомянутой опоре 108, заглубленной в нестабильный песчаный грунт:

  • Площадь подошвы сваи равняется 706,5 см²;
  • Нагрузка, которую может выдержать песчаный грунт – 15 кг/см²;
  • Несущая сила винтовой опоры в данном случае равняется 706,5 см² х 15 кг/см² = 10,6 т.

Следовательно, одна свая 108, установленная в песчаный грунт, способна удержать 10,6 т.

 

Расчет несущей силы опор является значительным этапом при возведении основания, поэтому очень важно, чтобы он был сделан правильно. К тому же следует знать, что вычисленная несущая способность свай оправдает себя только в том случае, если монтаж фундамента будет выполнен по всем нормам.