Конструктивные и геометрические параметры (типоразмеры) винтовых свай 57, 76, 89, 108, 133, 159, 219, 325

Свайный фундамент
Низкая несущая способность или водонасыщенность грунта являются одной из самых главных проблем, возникающих при строительстве любого здания. Слабые почвы не могут выдержать массы постройки, в результате чего оно начинает неизбежно проседать. Если проседание происходит неравномерно, это неизбежно приводит к деформации и последующему разрушению здания. То же самое может произойти и при выдавливании фундамента силами сезонного пучения. Избежать подобных неприятностей позволяет свайный фундамент, разработанный для возведения построек на просадочных грунтах.

Что такое винтовая свая винтовая свая

Винтовые сваи прочно закрепляются в грунте
Винтовые сваи прочно закрепляются в грунте Винтовые фундаменты пришли в гражданское строительство совсем недавно, где-то с середины прошлого века. Первоначально фундаменты такого типа применялись в военном строительстве, как быстромонтируемые фундаментные основания для различных сооружений военного назначения.

Со временем достоинства быстромонтируемых фундаментов оценили и в гражданском строительстве.

Их изготавливают в заводских условиях. Конструкция представляет собой металлическую трубу разных диаметров, размещаемую в грунте. На нижнем конце стержня располагаются лопасти и острие. Некоторые их виды изготавливают с открытым нижним концом.

Расчет винтовых свай для фундамента

Монтажу винтовых свай предшествует расчет необходимого их количество, глубины завинчивания и определения расстояния.

В частности, расчет винтовых свай выполняется по СНиП 2.02.03-85.

Число свай в фундаменте и их размеры следует назначать из условия максимального использования прочности материала свай и грунтов основания при расчётной нагрузке, допускаемой на сваю. Поэтому чтобы определить, сколько нужно винтовых свай на дом (6х6, 8х8) следует обладать полной информацией об указанных параметрах. Они же определяют и оптимальное расстояние между винтовыми сваями при монтаже.

Технология установки винтовых опор

Установка винтовых свай

Установка винтовых свай От того, сколько метров составит продольный размер опоры, зависит технология её установки.

Винтовые сваи длиной 2 – 3 метра небольшого диаметра ввинчивают в землю вручную усилиями 2-х рабочих. В технологические отверстия в верхней части ствола продевают трубу небольшого диаметра, которая служит рычагом для осуществления ввинчивания стержней в грунт.

При большом металлическом стержне для его погружения в землю применяют специальные механизированные установки с вращательным органом.

Опоры такого типа применяют практически во всех типах грунтов кроме скальных оснований.

Характеристики винтовых свай – виды, типы, размеры

Ввиду того, что винтовые сваи изготавливаются по ТУ и востребованы для строений разного назначения, на разных типах грунтов, на рынке представлено несколько их разновидностей, а обобщенная классификация приведена в таблице:

Технические характеристики каждой из разновидностей

По особенности грунта:

• грунт сезонного промерзания (ВСЛ). В этом случае применяются обычные сваи, которые завинчиваются в почву без предварительного бурения. Визуально такие сваи отличает классический тип лопасти и герметично заваренный конус сваи. Место установки сваи заполняется цементно-песчаным раствором;

• вечномерзлый грунт (ВСЛМ). Завинчивание в почву требует предварительного бурения почвы. Визуально их отличает мелкая нарезка по всей длине ствола. Место установки сваи заполняется песком.

По типу наконечника сваи:

Задача наконечника – сделать процесс завинчивания сваи максимально легким.

• литые наконечники для винтовых свай. Отличаются значительной стоимостью и оправданы при наличии очень плотных и/или вечномерзлых грунтов. Литой наконечник способен без разрушений ввинтить сваю в самый сложный грунт без деформации;

• сварные наконечники для винтовых свай. Более дешевый вариант, однако, имеющий слабое место в виде сварного шва. Этот тип свай востребован застройщиками, которые выполняют завинчивание сваи вручную. Т.к. есть риск деформировать сваю при закручивании машинным способом. Свая в этом случае закручивается до упора (препятствия), а не до расчетной глубины.

По числу лопастей:

• однолопастные. Сваи с одной лопастью могут использоваться только в плотных грунтах, в том случае, когда наконечник сваи будет упираться в твердое основание;

• многолопастные. Количество лопастей может составлять от одного до шести. Чем слабее грунт, тем больше лопастей должно быть у сваи, это обусловлено тем, что многолопастные сваи более устойчивы к вдавливающим/выталкивающим и горизонтальным нагрузкам.

Виды винтовых свай (однолопастные, двулопастные и многолопастные)

По размеру лопастей:

• широколопастные. Широкими считаются лопасти, диаметр которых превосходит диаметр трубы в полтора и более раз. По отдельным ТУ он может находиться в диапазоне от 200 до 350 мм. Значительный диаметр винтовых свай позволяет им сохранять стабильное положение в слабых грунтах. Отклонение в пределах +/- 9 мм.;

• узколопастные. Разработаны для мерзлых и плотных грунтов. Благодаря тому, что диаметр лопасти винтовой сваи незначителен, её проще завинтить в грунт.

Толщина металла для лопастей варьируется в диапазоне от 9,5 до 12,5 мм.

По размеру трубы:

Размеры трубы – параметр собирательный, он включает в себя:

• диаметр трубы (ствола) – 159-325 мм. Среди наиболее востребованных – 89, 108 и 133 мм.;
• длина трубы – 3-12 м.п. Отклонение в пределах +/- 50 мм;
• толщина металла – 8-12 мм. Отклонение в пределах +/- 2 мм.

Утолщение стенок в свою очередь повышает стоимость винтовой сваи, однако уменьшение толщины снижает её эксплуатационные характеристики. Международный стандарт ICC AC358 регламентирует толщину стенок ствола сваи в 8 мм. для использования в нейтральном грунте, и 9,5 мм для химически активного грунта.

Примечание. На рынке присутствуют сваи с толщиной стенки 3-4 мм.

Применение типоразмеров винтовых свай в зависимости от назначения строения представлено в таблице:

Как рассчитать длину сваи рассчитать длину сваи

Для расчетов важно знать толщину плотного слоя почвы и глубину промерзания

Для расчетов важно знать толщину плотного слоя почвы и глубину промерзания Размеры винтовых свай напрямую влияют на их стоимость. От решения вопроса о том, сколько метров свая будет длиной зависят затраты на их приобретение и установку.

При определении их длины руководствуются следующими факторами:

• глубина залегания плотного слоя почвы;
• глубина промерзания почвы; глубина погружения лопастей;
• расстояние от верха опоры до монтажных отверстий;
• высота цоколя. Рассмотрим каждый фактор по отдельности.

Глубина залегания плотного слоя грунта толщина плотного слоя

Для возведения фундамента необходимо знать, на сколько метров в глубину следует погрузить стержень, чтобы достичь несущего пласта земли.

В районном отделе архитектуры или в аналогичном учреждении можно взять копию вертикальной съёмки залегания грунтов в месте строительства. На вертикальной съёмке будет видно, на глубине скольких метров залегают плотные слои грунтов.

Если нет такой возможности, используют ручной бур для получения образцов грунта.

Глубина промерзания почвы промерзание почвы

Для фундамента важно, на сколько метров в глубину промерзает почва. По величине промерзания почвы определяют, сколько метров составляет толщина почвы, подверженная пучению.

Следует иметь в виду, что не все типы почв подвержены морозному пучению.

Длина стержней должна позволять её нижнему концу находиться ниже уровня промерзания почвы.

Если ввинченный стержень будет находиться в зоне промерзающего слоя земли, то его будет выталкивать наверх, увеличенная в объёме замёрзшая земля. Это может вызвать серьёзные повреждения фундамента строения.

Глубина погружения лопастей сваи

Лопасти должны обязательно достигать плотного слоя грунта. От того на сколько метров будет погружена в несущий слой почвы свая, зависит положение верхнего края лопасти. Верхняя кромка лопасти должна находиться в плотном слое грунта. Учитывая расстояние от лопасти до нижнего конца стержня, можно определить длину сваи от поверхности земли до кончика острия. О том, как установить винтовые сваи по уму, смотрите в этом видео:

Диаметр

В течение 10 лет основание на винтовых опорых пользуется таким широким спросом. Причина такой востребованности связана с большим количеством преимуществ, к которым можно отнести следующее: прочность, долговечность и надежность. Сегодня производятся сваи самых различных размеров, с разными диаметрами и разнообразным предназначением. Рассмотрим самые основные размеры винтовых свай.

О том какова несущая способность винтовых свай 108 можно узнать из данной статьи.

Диаметр 57 мм

Для этого варианта характерна несущая способность в 800 кг. Для такого изделия не страшна представленная нагрузка, даже при условии, что процесс монтажа осуществляется на пучинистом грунте. Применять такой фундамент разрешено на переувлажненном грунте и на почве, имеющей неровную поверхность.

Используют такой вариант опор при монтаже оградительных конструкций и строительстве не слишком тяжелых построек хозяйственного назначения. Сюда можно отнести беседки и гаражи. Процесс установки винтовых свай с диаметром 57мм может вестись самостоятельно вручную. По причине своей малой габаритности монтажные работы не занимают много времени.

Каковы минусы винтовых свай можно узнать из данной статьи.

К достоинствам такого типа можно отнести длительный срок эксплуатации. Они способны прослужить вам в течение 90 лет. Достигается это преимущество по причине неуязвимости к отрицательным воздействиям климата, надежности и прочности.

Каково устройство ростверка на буронабивных сваях можно прочесть в данной статье.

Диаметр 89 мм

Для такого изделия несущая способность может составлять 1,4 тонны. Сфера использования винтовых свай такого типа – это строительство домов и зданий в заболоченных участках и на торфяной местности. Достигается это благодаря прекрасным способностям выдерживать высокие нагрузки.

Применять такой вариант разрешено при строительстве гаражей, оградительных конструкций. Также люди активно начинали использовать винтовые опоры с диаметром 89 мм при строительстве дач и бань.

О том какое время сохнет фундамент из бетона можно узнать из данной статьи.

Еще они могут быть задействованы при возведении пирсов, речных причалов. Процесс установки ведется с использованием специальной техники. Конечно, проводить такие мероприятия можно и вручную, только при условии, что вы обладаете необходимыми навыками.

Какова толщина фундамента должна быть для двухэтажного дома можно узнать из данной статьи.

Диаметр 108 мм

Для таких изделий несущая способность достигает 3,5 тонны. Задействую их при возведении каркасно-щитовых домов или при строительстве бревенчатых зданий и домов из бруса. Еще применять такой тип свай могут в процессе установки ангаров и тяжелых заборов. Процесс монтажа осуществляется только механическим способом и при помощи специального оснащения.

О том какой марки бетон нужен для ленточного фундамента можно узнать из данной статьи.

Диаметр 133 мм

У этих изделий несущая способность может достигать до 6 тонн. Применяют их на любой местности при возведении крупных зданий с использованием газобетонных блоков или кирпича, при строительстве монолитных конструкций.

Процесс установки предполагает использование специальных знаний и навыков, а также не обойтись без специального оснащения. К достоинствам этого изделия можно отнести:

• экономичность;
• отличная надежность;
• длительный срок эксплуатации;
• всесезонность и особая прочность, благодаря которой монтажные работы могут происходить при любых климатических условиях.

О том какая марка бетона нужна для фундамента дома можно прочесть из статьи.

Расстояние от верха опоры до монтажных отверстий дом сваи

Монтажные отверстия должны располагаться на расстоянии 100 мм от верха конструкции

Монтажные отверстия должны располагаться на расстоянии 100 мм от верха конструкции Монтажные отверстия в верхней части конструкции сваи нужны для того, чтобы продеть через них рычаг для вращения и ввинчивания опоры. В качестве рычага используют металлическую трубу небольшого диаметра.

На сколько, монтажные проушины должны быть выше уровня земли зависит от высоты цоколя строения. Обычно монтажные отверстия делают в трубе на расстоянии 100 мм от верха конструкции.

При устройстве фундамента такого типа следует учитывать, что верхние участки труб с монтажными проушинами срезают. Затем приваривают к верхушкам труб монтажные детали для крепления конструкций ростверка.

Определение высоты наземной части ствола влияет на формирование общей длины фундаментной опоры.

Почему застройщики не доверяют основанию из свай?

Несмотря на широкое применение свайного фундамента некоторые застройщики с осторожностью утверждают о его долговечности. Дело в том, что при расчете количества опорных элементов, а также их параметров используют принципы и формулы, изложенные в СП 24.13330.2011.

Методика расчетов, описанная в документации, основана на упрощенных моделях взаимодействия грунта и фундамента. Так, при проектировании не учитывают наличие блуждающих токов, а также агрессивность почвы и грунтовых вод. К негативным факторам следует относить и неоднородность почвенного состава на участке. Перечисленные аспекты в комплексе снижают эксплуатационный ресурс основания на десятки лет.

Эксперты советуют выбирать поставщика винтовых свай среди компаний с проверенной репутацией, поскольку некоторые недобросовестные производители используют сталь низкого качества и экономят на толщине антикоррозионного покрытия.

Пример расчёта длины винтовой сваи

Суммируйте все данные, полученные при исследовании почвы Строительный участок находится в районе Средне –русской возвышенности, где глубина промерзания земли и глубина залегания плотного грунта одинаковая и составляет 1,8 м. С учётом высоты цоколя (0,5 м), расстояния расположения монтажных отверстий от верха сваи (0,1 м), глубины вхождения винта в плотный слой грунта (0,5 м) и компенсации неточности расчёта (0,1 м), длина трубы будет равна:

1,8+0,5+0,1+0,5+0,1 = 3,0 м

Длина трубы с подготовленным оголовком будет меньше за счёт удаления части сваи с монтажными отверстиями. Это нужно учитывать при изготовлении опоры.

Как продлить эксплуатацию?

Чтобы продлить эксплуатационный ресурс свайного фундамента, собственникам следует уделить особое внимание качеству конструктивных элементов, а также провести ряд дополнительных мероприятий во время монтажных работ:

1. 
   Выбор свай из стали повышенной прочности. Если геологический анализ грунта показал, что на участке сильно агрессивная почва, то имеет смысл выбрать трубы с толщиной стенки не менее 5 мм. Увеличение показателя даже на 1 мм позволит повысить срок службы фундамента на несколько десятков лет.

2. Силовые элементы, изготовленные из легированной стали. Такой материал выгодно отличается эксплуатационными характеристиками по сравнению с обычным металлом. Дороговизна таких свай нивелируется за счет увеличенного периода эксплуатации основания.
3. Покрытие дополнительным слоем антикоррозионной защиты. Несмотря на заявленное качество и износостойкость опор, обработанных методом горячего оцинкования, такой вариант защиты плохо срабатывает при разрушениях, происходящих непосредственно в грунте. Чтобы защитить фундамент от электромеханической и химической коррозии, эксперты советуют покрывать металл эластичным слоем материала на основе эпоксидных смол, полиуретана и т.д.
4. Бетонирование винтовых свай. Это самый простой и эффективный метод увеличения срока службы опор. Бетон, залитый во внутреннюю полость трубы, вытесняет весь кислород, исключая риск окисления и, как следствие, разрушения сваи изнутри.

На что обратить внимание при покупке

Учитывая достоинства свайно-винтового фундамента и снижение бюджета строительства, при покупке нужно учесть нюансы:

• Тело сваи: Труба обязана быть бесшовной, новой, предпочтительнее из стали 30ХМА
• Лопасти: Литые, так как снижают количество сварных швов, зоны вокруг которых становятся менее прочными. Необходимо выбирать изделия с двумя лопастями, увеличивающими, как несущую способность, так и стабилизацию в вертикальной плоскости.

Литой наконечник с лопастью предпочтительнее сварного.

• Наконечник: Литой вместе с лопастями, хотя на рынке присутствуют модификации с крестообразной пикой из трех треугольников листовой стали, сварные и изготовленные из тела трубы варианты.

Например, продаются СВС с обрезанным под 45 градусов телом, лопасти которой начинаются без уменьшения диаметра. Это приводит к снижению несущей способности фундамента и повышает крутящий момент.