Винтовая свая 89 допустимая нагрузка – таблица нагрузки на одну, какую выдерживают 108 для фундамента, расчет, вес

Содержание

Нагрузка на винтовую сваю 108, 133, 159, 89, 219

Какие допустимые нагрузки способны выдерживать винтовые сваи и какая у них несущая способность? Какой диаметр винтовой сварной сваи (свсн) будет самым подходящим для устройства свайно-винтового фундамента?  – это самые задаваемые вопросы на этапе проектирования строительства. Ошибки в расчётах, как правило, снижают надёжность опор под зданиями, приводят к усадке или крену строений. И, в конечном счёте, к повреждениям их основных конструкций.

Допустимая нагрузка – важнейший показатель винтовых элементов фундамента

Важной характеристикой винтовых свай, влияющей на правильный их подбор при устройстве фундаментов под конкретные сооружения, является несущая способность.

Это ничто иное, как учитывающая деформации почвы максимальная нагрузка, которую выдерживают сваи без потери своих функциональных качеств. Для грунтов с различными прочностными характеристиками, а также изделий, отличающихся длиной, диаметром трубы и лопастей – она разная.

Далее ознакомимся с параметрами, от которых зависит допустимая нагрузка на винтовые сваи, а также с правильным её теоретическим расчётом.

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 – 490см2;
  • 108мм –706см2;
  • 159мм – 1590см2;
  • 325мм – 9567см2 (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.  

Прочность грунта основания

Одним из исходных данных при расчёте допустимой нагрузки на винтовые сваи являются прочностные характеристики грунта на участке строительства. Их точное определение возможно при выполнении изыскательского бурения.

 

Если вызов геологов не предусмотрен бюджетом – можно самостоятельно оценить залегающий грунт. Для этого достаточны информация о составе грунтов на конкретном участке и умение использовать в справочниках соответствующие данные. Примерные значения расчётных сопротивлений (кг/см2) грунтов на глубине 1,5м следующие:

  • глина – 3,7–4,7;
  • суглинки и супеси – 3,5–4,4;
  • песок (от мелких фракций до крупных) – 4–6.

Такие данные содержат и строительные справочники, и СНиПы.

Определение максимально возможной величины нагрузки на винтовую сваю

Для расчёта нагрузок, которые способны выдержать элементы свайно-винтового фундамента, нужно знать площадь подошвы их лепестков и прочностные характеристики (максимальная несущая возможность) грунта. Перемножив между собой величины этих показателей, получают желаемое значение несущей способности винтовой опоры – максимально возможной выдерживаемой нагрузки.

Для примера определим, какую нагрузку выдерживает винтовая свая 108х2500мм. Исходные данные для упрощённого расчёта принимаем такими:

  • грунт на строительном участке – глина;
  • диаметр лопасти сваи 108мм – 300мм.

Воспользуемся данными таблиц в справочнике и определим несущую способность грунта (Rо) в месте установки фундамента: Rо = 6кг/см2. Площадь лепестковой подошвы этого вида свай мы определили ранее (смотри выше), S = 706см2.

Искомую нагрузку получим в результате перемножения:

F = Rо х S = 6 х 706 = 4,23 (тонны).

Именно такую расчётную (среднюю) нагрузку выдерживает одна свая 108мм, упираясь лопастью в слой глины.

Однако, её значение есть неоптимизированным, так как не учитывает коэффициент надёжности (γk). Он зависит от количества опор в фундаменте и способа производства геологических изысканий. При известных результатах таких изысканий на участке его значение составляет 1,2.

Выполняя самостоятельные исследования почвы на участке и используя табличные показатели прочности грунта, необходимо увеличивать запас надёжности. Для этого надо использовать в расчётах коэффициент надёжности порядка 1,7–1,4. Его величина зависит от количества свай в фундаменте: при минимальном количестве (до 5) он будет максимальным – 1,7. С увеличением опор до 20 коэффициент уменьшится до 1,4. При этом устанавливаемые сваи должны иметь низкие ростверки.

Таким образом, с учётом коэффициента надёжности расчёты максимально возможной нагрузки на сваи N (при пользовании табличными данными о грунтах) показывают её уменьшение по сравнению с расчётной нагрузкой F:

N = F : γk = 4,2 : 1,7 = 2,47 (т).  

В качестве заключения

Качественный монтаж свайно-винтовых фундаментов зависит от правильного расчёта нагрузок на винтовые сваи, включающих и геологическую оценку грунта. Ошибки в расчётах приведут к занижению несущей способности фундамента или же большому перерасходу материала.


Как выполнить расчет несущей и допустимой способности винтовых свай

На запас прочности опорного столба влияет его длина и диаметр. Пример зависимости этих показателей можно увидеть в таблице 1.

Таблица 1. Несущая способность винтовых свай.

Диаметр, мм

Н/С, т

Длина опоры, м

89,0

4

2,5

108,0

7

2,5

133,0

8,5

2,5

Большое значение для расчетов имеет тип грунта на участке застройки, глубина залегания плотного несущего слоя, уровень промерзания почвы. При проектировании фундамента нужно подбирать такое количество стержней, чтобы проектная нагрузка на основание была меньше табличной, то есть обязательно должен быть запас прочности.

Основные составляющие расчетов нагрузки на сваи:

  • диаметры ствола и лопастей;
  • длина свайной конструкции;
  • характеристики грунта. 

Самый простой способ расчета выполняется при помощи формулы H = F / уk, где:

  • H — вес, который выдерживает свайная конструкция;
  • F — «чистая» нагрузка;
  • уk — поправочный коэффициент.

Монтаж свай

Коэффициент надежности зависит от количества столбов в свайном поле, нагрузки на почву. Для определения поправочного коэффициента используют следующие данные:

  • Коэффициент 1,2. Его используют в том случае, если были проведены точные геологические исследования с зондированием почвы, сбором образцов, лабораторными исследованиями грунта. Этот способ редко используют при строительстве частных домов из-за высокой стоимости геологической экспертизы.
  • Значение 1,25. Такой коэффициент используется если было проведено пробное бурение. Сваю-эталон вкручивают в нескольких точках на участке застройки. Таким способом определяют глубину залегания несущего пласта, его толщину. Для выполнения пробного бурения нужны практические навыки, а также определенные познания в области геологии.
  • Значение 1,75. Этот показатель применяется при самостоятельном исследовании грунта и использовании справочных данных. Он подходит для свайных фундаментов при количестве опорных столбов до 22 штук. 

Для частного строительства лучше применять 2 способ, поскольку провести полноценную геологическую экспертизу своими силами невозможно. 

Чтобы рассчитать неоптимизированную несущую нагрузку нужно выполнить вычисления по следующей формуле F = S x Rо, где Ro это прочность основания, а S — площадь лопасти. Ее вычисляют по специальной формуле или используют исходные данные, которые предоставляют изготовители винтовых свай.

Таблица 2. Размеры и вес свайных конструкций. 

Диаметр столба, мм

Диаметр лопасти, мм

Длина, м

Вес, кг

Толщина стали (ствол), мм

Толщина стали (лопасть), мм

89,0

250,0

3,0

24,1

3,0-3,5

4,0

108,0

300,0

3,0

34,9

3,5-4,0

5,0

133,0

350,0

3,0

44,6

4,0-4,5

5,0

При определении длины опорных конструкций нужно учитывать тип грунта и особенности климата данной местности. Поскольку сваи вкручивают ниже точки промерзания необходимо знать на какую глубину промерзает почва. Средние показатели для Москвы и Московской области:

  • глинистые почвы и суглинки — 135 см;
  • песчаные — от 164 до 176 см;
  • каменистые — 200 м.

Для определения прочности основания (Ro) применяют табличные данные.

Таблица 3. Тип почвы и ее несущая способность.

Тип грунта

Rо на глубине 150 см и более, кг/см2

Галька с включениями глины

4,5

Гравелистый с включениями глины

4,0

Песчаные почвы (крупная фракция)

6,0

Песчаные почвы (средняя фракция)

5,0

Песчаный (мелкая фракция)

4,0

Пылеватый песок

2,0

Глинистые почвы и супеси

3,5

Вязкие глинистые почвы

6,0

Просадочный грунт или насыпное основание (с уплотнением)

1,5

Насыпной грунт (без уплотнения)

1,5

Данные из таблиц подставляют в формулу и находят ориентировочную нагрузку на основание. Полученное число умножают на коэффициент надежности и определяют проектную нагрузку на один опорный столб.

Более точное значение можно получить, используя множество коэффициентов: от глубины залегания лопастей и силы бокового трения до характера работы опоры, величины выдергивающих или сжимающих сил. Чтобы упростить работу используют данные из таблиц.

Таблица 4. Несущая способность одной свайной опоры (Ф ствола 108 мм, Ф лопасти 300 мм).

Тип почвы

Несущая способность сваи в кг при глубине залегания лопасти, см

150

200

250

300

мягкопластичная лессовая

2200

2900

3600

4300

полутвердые глинистые

4700

5400

6000

6700

тугопластичные глинистые

4200

4900

5600

6300

мягкопластичные глинистые

3700

4400

5000

5800

полутвердый суглинок

4400

5100

5800

6500

тугопластичная суглинистая

3900

4600

5300

6000

мягкопластичная суглинистая

3500

4200

4800

5500

песчаные (крупная и средняя фракция)

9700

10400

11100

песчаные (мелкая фракция)

6300

700

7700

пылеватый песок

4900

5600

6300

Запас прочности свайных опор диаметром 108 мм позволяет использовать их в качестве основания для строительства каркасных, бревенчатых, брусовых домов в один этаж. Для двухэтажных построек, а также сооружений из кирпича и блока используют сваи большего диаметра.

Допустимая нагрузка на винтовую сваю

Расчет винтового фундамента — ответственный этап проектирования. Если при его выполнении допустить ошибку, то можно не правильно задать шаг свай или их сечение. Ошибки приводят к снижению надежности опор под знание и возникновению вероятности сильной усадки или крена строения, вследствие которых образуются трещины и повреждения основных строительных конструкций здания. Одним из самых важных характеристик свайновинтового фундамента (как и любого другого) является его несущая способность.

Допустимая нагрузка на винтовую сваю зависит от следующих факторов:

  1. диаметр трубы и лопастей;
  2. прочность грунта основания;
  3. длина сваи.

При выполнении простейших расчетов для частного дома потребуется знать только прочностные характеристики основания и площадь лепестковой подошвы (лопасти).

Расчет нагрузки на винтовую сваю выполняется по следующей формуле: N = F/γk .

В этой формуле:

  • N — несущая способность винтовой сваи (сколько она способна выдержать),
  • F — значение несущей способности (неоптимизированное),
  • γк — коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый в зависимости от количества опор для здания и способа выполнения геологических изысканий.

Коэффициент γk назначается равным следующим значениям:

1,2 при проведении точных геологических испытаний грунта основания, путем выполнения зондирования и лабораторных исследований. Выполнить это самостоятельно невозможно. Способ не подходит для частного домостроения из-за высокой стоимости, которая сильно увеличит бюджет строительства.

  • 1,25 при проведении испытаний с помощью сваиэталона. Хотя этот способ проще, чем предыдущий, определить, сколько сможет выдержать грунт, способен только человек, имеющий знания в области геологии.
  • При самостоятельных исследованиях почвы и использовании табличных показателей прочности коэффициент принимается в зависимости от количества опор. Если несущая способность определяется для винтовой сваи с низким ростверком, то значение составит 1,41,75 при количестве опорных элементов в пределах 520 штук.

Чтобы найти F, потребуется выполнить вычисления по следующей формуле: F = S*Rо .

Здесь:

  • S — площадь лопасти, которая вычисляется по формуле для круга (S = πR² = (πD²)/4). Исходные данные приводятся производителем винтовой сваи.

После того, как определено, сколько составляет площадь лепестковой подошвы винтовой сваи, нужно выяснить прочностные характеристики грунта основания (в формуле буква Rо). Для этого потребуется выполнить как минимум простейшие геологические изыскания с помощью ручного бурения или отрывки шурфов. Грунт можно изучить визуально и на ощупь, рекомендуется выполнять определение с применением ГОСТ «Грунты. Классификация».

ГОСТ «Грунты. Классификация».ГОСТ «Грунты. Классификация».

ГОСТ «Грунты. Классификация».

Зная сколько способен выдержать грунт на один квадратный сантиметр и площадь опорной части винтовой сваи можно найти предварительное значение несущей способности F (без учета коэффициента по надежности). Значение подставляют в первую формулу и находят окончательную максимально допустимую нагрузку на один элемент фундамента. Более подробно определить, сколько сможет выдержать свая можно по формуле 7.15 пункта 7.2.10 СП «Проектирование и устройство свайных фундаментов». Здесь учитываются все моменты, которые способны повлиять на несущую способность, а именно:

  1. условия работы;
  2. характеристики грунта;
  3. глубина залегания лопасти (прибавляется боковое трение);
  4. диаметр лопасти;
  5. характер работы сваи (на выдергивание или на сжатие).

Выполнить расчет достаточно сложно, потребуется найти множество коэффициентов и характеристик грунта (здесь учитывается не только несущая способность, но и угол внутреннего трения, удельное сцепление, удельный вес и др.). Для упрощения работы можно воспользоваться таблицами, которые приводятся для наиболее распространенных диаметров свай (чаще всего для частного домостроения используют 89 мм, 108 мм, 133 мм).

Для свай диаметром 89 и 108 мм можно привести следующую таблицу:

Расчет свай на фундаментРасчет свай на фундамент

Расчет свай на фундамент

Несущая способность элементов диаметром 89 достаточна для того, чтобы использовать их в качестве фундаментов под одноэтажные дома из легких материалов (каркасные, бревенчатые, брусовые). При возведении двухэтажных строений лучше вместо 89 диаметра выбрать 108 или больший. Если опирать на такие свайные фундаменты кирпичные и бетонные здания, при расчете получится очень большой диаметр элементов и частое их расположение (зависит от характеристик грунта), да и не в каждой компании найдется специалист способный рассчитать массивное здание на винтовых сваях. Выгоднее использовать другие типы фундаментов.

Пример упрощенного расчета

Исходные данные для расчета фундамента под двухэтажный брусовой дом с размерами в плане 6 на 6 метров:

  1. грунты на участке — глина;
  2. диаметр используемых свай — 133 мм, диаметр лопасти — 350 мм;
  3. масса дома, полученная в результате сбора нагрузок от стен, перегородок, перекрытий, полезного и снегового нагружения — 59 тонн.
  4. периметр наружных стен — 24 м, внутренних несущих стен нет.

Сначала находится прочность грунта основания. Воспользовавшись приведенной ранее таблицей находим, что для имеющегося типа почвы она составляет 6,0 кг/см². Коэффициент надежности по нагрузке принимаем 1,75 (для обеспечения запаса по надежности).

Остается вычислить площадь лепестковой подошвы: S = (πD²)/4 = 3,14*352/4 = 961,6 см² (значение диаметра лопасти в расчет берется в сантиметрах).

Находим неоптимизированную несущую способность: F = S*Rо = 961,6*6,0 = 5770 кг.

Вычисляем допустимую нагрузку: N = F/γk = 5770/1,75 = 3279 кг ≈ 3,3 т.

Для дальнейшего расчета определяем минимальное количество свай, которые способны удержать данный дом: 59 т/3,3т = 17,87 шт, округляем до целых в большую сторону и принимаем в дальнейший расчет 18 шт.

Чтобы завершить вычисления для возведения фундаментов, нужно определить шаг между сваями. Для этого длину стен дома делят на количество опорных элементов: 24 м/18 шт = 1,33 м — максимальный шаг фундаментов. Получилось довольно большое количество свай для такого небольшого дома, т.к. мы приняли что геологические изыскания не проводились, и пришлось принять γk = 1,75, если провести исследования хотя бы пробным вкручиванием (эталонным), тогда количество свай можно снизить до 1213 штук, а это существенная экономия.

В каждом случае нужно считать что обойдется дешевле — геологические изыскания или самостоятельный расчет и перестраховка по несущей способности. Определение максимальной нагрузки на сваю — только часть вычислений для проектирования. Как показано выше, на этом расчет не заканчивается.

Окончательными результатами вычислений должны стать следующие данные для свай:

  1. сечение;
  2. длина;
  3. шаг;
  4. распределение под несущими стенами.

 

Как выполнить расчет несущей и допустимой способности винтовых свай

На запас прочности опорного столба влияет его длина и диаметр. Пример зависимости этих показателей можно увидеть в таблице 1.

Таблица 1. Несущая способность винтовых свай.

Диаметр, мм

Н/С, т

Длина опоры, м

89,0

4

2,5

108,0

7

2,5

133,0

8,5

2,5

Большое значение для расчетов имеет тип грунта на участке застройки, глубина залегания плотного несущего слоя, уровень промерзания почвы. При проектировании фундамента нужно подбирать такое количество стержней, чтобы проектная нагрузка на основание была меньше табличной, то есть обязательно должен быть запас прочности.

Основные составляющие расчетов нагрузки на сваи:

  • диаметры ствола и лопастей;
  • длина свайной конструкции;
  • характеристики грунта. 

Самый простой способ расчета выполняется при помощи формулы H = F / уk, где:

  • H — вес, который выдерживает свайная конструкция;
  • F — «чистая» нагрузка;
  • уk — поправочный коэффициент.

Монтаж свай

Коэффициент надежности зависит от количества столбов в свайном поле, нагрузки на почву. Для определения поправочного коэффициента используют следующие данные:

  • Коэффициент 1,2. Его используют в том случае, если были проведены точные геологические исследования с зондированием почвы, сбором образцов, лабораторными исследованиями грунта. Этот способ редко используют при строительстве частных домов из-за высокой стоимости геологической экспертизы.
  • Значение 1,25. Такой коэффициент используется если было проведено пробное бурение. Сваю-эталон вкручивают в нескольких точках на участке застройки. Таким способом определяют глубину залегания несущего пласта, его толщину. Для выполнения пробного бурения нужны практические навыки, а также определенные познания в области геологии.
  • Значение 1,75. Этот показатель применяется при самостоятельном исследовании грунта и использовании справочных данных. Он подходит для свайных фундаментов при количестве опорных столбов до 22 штук. 

Для частного строительства лучше применять 2 способ, поскольку провести полноценную геологическую экспертизу своими силами невозможно. 

Чтобы рассчитать неоптимизированную несущую нагрузку нужно выполнить вычисления по следующей формуле F = S x Rо, где Ro это прочность основания, а S — площадь лопасти. Ее вычисляют по специальной формуле или используют исходные данные, которые предоставляют изготовители винтовых свай.

Таблица 2. Размеры и вес свайных конструкций. 

Диаметр столба, мм

Диаметр лопасти, мм

Длина, м

Вес, кг

Толщина стали (ствол), мм

Толщина стали (лопасть), мм

89,0

250,0

3,0

24,1

3,0-3,5

4,0

108,0

300,0

3,0

34,9

3,5-4,0

5,0

133,0

350,0

3,0

44,6

4,0-4,5

5,0

При определении длины опорных конструкций нужно учитывать тип грунта и особенности климата данной местности. Поскольку сваи вкручивают ниже точки промерзания необходимо знать на какую глубину промерзает почва. Средние показатели для Москвы и Московской области:

  • глинистые почвы и суглинки — 135 см;
  • песчаные — от 164 до 176 см;
  • каменистые — 200 м.

Для определения прочности основания (Ro) применяют табличные данные.

Таблица 3. Тип почвы и ее несущая способность.

Тип грунта

Rо на глубине 150 см и более, кг/см2

Галька с включениями глины

4,5

Гравелистый с включениями глины

4,0

Песчаные почвы (крупная фракция)

6,0

Песчаные почвы (средняя фракция)

5,0

Песчаный (мелкая фракция)

4,0

Пылеватый песок

2,0

Глинистые почвы и супеси

3,5

Вязкие глинистые почвы

6,0

Просадочный грунт или насыпное основание (с уплотнением)

1,5

Насыпной грунт (без уплотнения)

1,5

Данные из таблиц подставляют в формулу и находят ориентировочную нагрузку на основание. Полученное число умножают на коэффициент надежности и определяют проектную нагрузку на один опорный столб.

Более точное значение можно получить, используя множество коэффициентов: от глубины залегания лопастей и силы бокового трения до характера работы опоры, величины выдергивающих или сжимающих сил. Чтобы упростить работу используют данные из таблиц.

Таблица 4. Несущая способность одной свайной опоры (Ф ствола 108 мм, Ф лопасти 300 мм).

Тип почвы

Несущая способность сваи в кг при глубине залегания лопасти, см

150

200

250

300

мягкопластичная лессовая

2200

2900

3600

4300

полутвердые глинистые

4700

5400

6000

6700

тугопластичные глинистые

4200

4900

5600

6300

мягкопластичные глинистые

3700

4400

5000

5800

полутвердый суглинок

4400

5100

5800

6500

тугопластичная суглинистая

3900

4600

5300

6000

мягкопластичная суглинистая

3500

4200

4800

5500

песчаные (крупная и средняя фракция)

9700

10400

11100

песчаные (мелкая фракция)

6300

700

7700

пылеватый песок

4900

5600

6300

Запас прочности свайных опор диаметром 108 мм позволяет использовать их в качестве основания для строительства каркасных, бревенчатых, брусовых домов в один этаж. Для двухэтажных построек, а также сооружений из кирпича и блока используют сваи большего диаметра.

таблица нагрузки на одну, какую выдерживают 108 для фундамента, расчет, вес

Несущая способность – это показатель, который показывает, какую нагрузку сможет выдержать винтовая свая, с учетом допустимым деформаций почвы под ее острием. Придерживаясь особенностей почвы, сваи разделяют на два вида: висячие и сваи-стойки. Для первого типа характерно наличие опоры, которая залегает под нижними концами свайного элемента.

Сваи-стойки носят такое название по той причине, что их устанавливают в почку или в жесткие стержни грунта, роль которых состоит в передачи давления от здания к фундаменту. Висячие конструкции способны выдерживать нагрузка благодаря силе трения, которая формируется между почвой и боковой частью. Если присутствует боковое трение, а также достаточная длина, то под свайными элементами устанавливать опоры нет смысла.

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:

винтовые сваи несущая способность

винтовые сваи несущая способность

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.

Как определить допустимую надежность фундамента

Если вы будете использовать этот вариант расчета, то не получите достаточно обобщенный результат запаса прочности. Для окончательного определения несущих возможностей необходимо руководствоваться следующей формулой:

N=F/ γ,

в которой N – это расчетная нагрузка, F – это неоптимизированное значение несущей способности, для определения которого необходимо умножить площадь винтовой опоры на возможность почвы. Что касается последнего обозначения γ, то это коэффициент, показывающий запас прочности конструкции. Значение этого параметра напрямую зависит от точного вычислительных операций несущей способности опорной почвы. Также на значение этого параметра оказывает влияние общее количество свай в фундаменте.

Оголовок винтовой сваи размер и другие особенности можно прочесть из данной статьи.

С учетом указанных данных, необходимо отметить, чему будет равняться приведенный коэффициент надежности:

  1. Если общее число свай составляет 5-20, то этот коэффициент принимает значение 1,75-1,4. Принимают в расчет этот параметр при условии, когда определяется несущая возможность винтовых элементов с низким ростверком, монтаж которого выполняется на опорах висящего типа.
  2. Коэффициент будет равен 1,25, когда процесс расчета опорной возможности ведется на почве, отделяемой в ходе зондирования при помощи саи-эталона. Провести такие исследования могут начинающие геологи, которые обустроили измерительную площадку с эталонной сваей на участке возведения основания.
  3. Если точно была определена опорная способность почвы, которая рассчитывается в ходе ее зондирования и исследующих лабораторных исследований, то коэффициент надежности примет значение 1,2.

Винтовые сваи плюсы и минусы такой конструкции указаны в статье.

На основании указанной информации можно вычитать несущую способность для винтовых элементов 133, она будет составлять 3,5 т. Получить такой результат удается при точном определении аналогичной характеристики почвы. Еще можно получить результат на основании усредненных сведений о несущей способности почвы и сведений об общем количестве опор. В результате усредненное значение будет составлять 2,4 т.

На видео рассказывается, какую нагрузку выдерживают винтовые сваи:

Буронабивные сваи с ростверком технология установка указана в данной статье.

Какая максимальная возможность одной сваи

После того, как стали понятны все нюансы процесса вычисления несущей способности для винтовой опоры, можно понять максимально возможную величину нагрузки, которую способен выдержать один элемент. Для этих целей необходимо воспользоваться такими сведениями:

  1. Вид грунта в данном случае пуст будет обычный песок, его максимальная несущая возможность будет составлять 15 кг/см2.
  2. Для опоры можно использовать сваи 219. Диаметр лепестков у подобного изделия будет составлять 600 мм.
  3. Для коэффициента надежности стоит взять значение 1,75. В этом случае речь идет о точном определении числа свай не более 5 штук.

Бетон для фундамента марка под ленточный фундамент можно узнать из данной статьи.

На видео – несущая способность винтовых свай 108:

В результате для определения максимальной несущей способности винновой сваи необходимо воспользоваться таким алгоритмом:

  1. Определить площадь лепестковой опоры. В данном случае она будет составлять 2826 см2.
  2. После этого можно определить неоптимизированное значение опорной возможности. Для этого стоит умножить площадь лепестковой опоры на несущую способность грунта: 2826х15=42,4.
  3. Для вычисления точной несущей возможности необходимо полученное значение поделить на коэффициент надежности: 42,4/1,75 = 24,23 т.

Какой бетон нужен для фундамента двухэтажного дома можно узнать из данной статьи.

На основании представленного расчета можно сделать вывод, что одна опора, радиус лепестка у которой 30 см, и она углублена в плотный песок, способна выдерживать нагрузку в 24 тонны. Благодаря тому, что винтовые основания способны выдерживать такие большие нагрузки, они и получили сегодня такую широкую востребованность.

Как залить фундамент для дома из газобетона можно узнать из статьи.

Таблица несущей способности

С учетом представленного ранее расчета становится понятным, что значение несущей способности фундамента на сваях зависит от размеров этих элементов, а точнее от диаметра и длины свая.

Таблица 1 – Зависимость несущей возможности от размеров винтовых свай:

Диаметр, мм Несущая способность, кг Длина, мм
57 800 2000
76 2000-3000 2500
89 4000 2500
108 7000 2500
150 9500 3000

Несущая способность винтовых свай – это очень важный параметр, который определяет нагрузку, которую сможет выдержать конструкция.

О том каковы пропорции состава бетона для фундамента можно узнать из данной статьи.

При вычислении этого параметра необходимо принимать во внимание такие параметры, как несущая способность грунта, диаметр и длина сваи. Выполнить все вычисления можно самостоятельно без привлечения посторонних лиц. Если все расчеты были выполнены верно, то ваш дом прослужит вам в течение длительного времени.

Несущая способность винтовой сваи 108, 133, 159, 89, 219

Несущая способность винтовых свай диаметров 108, 133, 159, 89 и 219 мм достаточна для того, чтобы с их помощью возводить фундаменты для различных типов сооружений. При строительстве необходимо рассчитать их характеристики прочности.

Определение нагрузки – это важный этап в проектировании. Если при расчёте будет допущена ошибка, то вряд ли получится правильно выбрать расстояние между элементами или сечение столбов. Ошибки ведут к потерям устойчивости и возникновению значительного перекоса здания, что грозит образованием трещин и повреждениям дома. Прочность – одна из основных характеристик фундамента.

Показатели влияющие на допустимую нагрузку

Величина наибольшего допустимого давления на конструкцию фундамента – его запас прочности, который всегда выше действующих на него сил. Равность этого показателя не допускается, поскольку должен быть предусмотрен запас прочности на случай развития форс-мажорной ситуации.

Допустимое давление на одну опору зависит от:

  • Радиуса и оперения;
  • Длины;
  • Плотности и стабильности почвы;

Несущая способность винтовой сваи 89 мм, рассчитывается просто: для этого необходимо знать величину F не оптимизированной нагрузки. Вычисления проводятся с учётом коэффициента yk надёжности, который зависит от числа свай для сооружения и метода проведения геологических изысканий. N=F/yk

Коэффициент yk соответствует значениям:

  • 1,2 в случае проведения точного испытания почвы методом зондирования. Метод отличается высокой стоимостью и поэтому малопригоден в частном домостроении, поскольку значительно увеличивает затраты на строительство;
  • 1,25 при испытаниях с применением детали-эталона. Метод более простой, чем предыдущий, но чтобы его применить, потребуются знания в сфере геологии;
  • При самостоятельном изучении почвы и применении табличных величин прочности yk берётся в зависимости от числа опор. Для деталей с низким ростверком несущая способность определяется исходя из коэффициента 1,4–1,75 при числе свай от 5 до 20 штук.

Важно!

Самый практичный – второй способ, поскольку полноформатные исследования дороги по стоимости, а изучить грунт на глубине вкручивания самостоятельно почти невозможно.

Надежности сваи 108 мм достаточно для того, чтобы с помощью таких элементов возводить здания высотой свыше одного этажа. Для опоры массивного дома из кирпича или бетона на фундамент, может потребоваться много столбов большого диаметра. При этом не каждая компания имеет специалиста, который может рассчитать массивный дом на столбах, поэтому целесообразнее делать другие виды оснований.

Данные для упрощённого расчёта

Исходная информация для определения характеристик под двухэтажный деревянный дом размером 5 на 5 метров:

  • На участке глинистый грунт;
  • Учитывается несущая способность винтовой сваи 133 мм. Диаметр лопасти– 300 мм;
  • Вес дома составил 48 тонн – с учётом перекрытий, полезной и снежной нагрузки;
  • Периметр стен – 20 м.

С помощью таблиц определяется устойчивость почвы, которая для глины равняется 6,0 кг/см². Коэффициент yk берется 1,75, что обеспечивает запас по надёжности. Далее рассчитывается площадь лопастей основания конструкции:

S = πR² = 3,14*15²=706,5 см² (величина радиуса лопасти по формуле принимается в сантиметрах).

Не оптимизированная надёжность конструкции находится так:

F=S*Ro=706,5*6,0=4239 кг.

Рассчитывается допустимая нагрузка:

N=F/yk=4239/1.75=2400 кг.

Определяется меньшее число свай, способных удержать строение:

48/2,4=20 штук.

В завершении расчётов для фундамента, определяется шаг между опорами. Чтобы узнать шаг, необходимо длину дома разделить на количество свай:

20м/20=1м – наибольший шаг между элементами.

Для относительно небольшого дома вышло 20 свай – много. Это связано с тем, что по умолчанию не проводились геологические исследования и yk=1,75. Если выполнить изыскания эталонным вкручиванием, то может оказаться, что деталей необходимо 13-15 штук, а это значительная экономия. Индивидуально устанавливается, что выйдет дешевле в строительстве дома – специальные исследования или простые вычисления и перестраховка по числу опор.

Вычисление надежности – часть расчёта при проектировании. Как указано выше, на этом расчеты не заканчиваются. Конечными результатами подсчетов будут такие данные: шаг, сечение, расстановка под стенами и длина.

Нагрузки на винтовые сваи — СВАЙНОЕ ДЕЛО

При проектировании фундаментов учитываются все факторы, оказывающие влияние на его устойчивость и прочность. Основным параметром винтовых свай является несущая способность. С учетом этого параметра вычисляют необходимое количество свай и определяют их оптимальный диаметр. Несущая способность – это вес, который выдерживает опора под воздействием морозного пучения.

Точные расчеты помогут избежать проблем с фундаментом. Если же допустить ошибки в расчетах, то возникнет риск просадки и деформаций.

На запас прочности опорного столба влияет его длина и диаметр. Пример зависимости этих показателей можно увидеть в таблице 1.

Таблица 1. Несущая способность винтовых свай.
Диаметр, мм Н/С, т Длина опоры, м
89,0 4 2,5
108,0 7 2,5
133,0 8,5 2,5

При расчетах учитывается тип грунта на участке, уровень его промерзания и глубина залегания плотных несущих слоев. Проектная нагрузка должна быть меньше указанных в таблице значений, то есть необходим запас прочности. Кроме особенностей грунта, при расчетах необходимо учесть длину свайной конструкции, диаметр лопастей и ствола.

Расчет выполняют по формуле H = F / уk, где:

  • H — вес, который выдерживает свайная конструкция;
  • F — «чистая» нагрузка;
  • уk — поправочный коэффициент.

Коэффициент надежности зависит от нагрузки на грунт и от используемого числа опор. Поправочный коэффициент составляет:

  • 1,2, если проводились предварительные геологические изыскания;
  • 1,25, если выполнялось пробное бурение;
  • 1,75, если исследование грунта проводилось самостоятельно и использовались только справочные данные.

В частном строительстве наиболее часто используется второй способ.

Для расчета оптимизированной несущей нагрузки используется формула F = S x Rо, где Ro это прочность основания, а S — площадь лопасти.

Таблица 2. Размеры и вес свайных конструкций.
Диаметр столба, мм Диаметр лопасти, мм Длина, м Вес, кг Толщина стали (ствол), мм Толщина стали (лопасть), мм
89,0 250,0 3,0 24,1 3,0-3,5 4,0
108,0 300,0 3,0 34,9 3,5-4,0 5,0
133,0 350,0 3,0 44,6 4,0-4,5 5,0

При определении оптимальной длины свай учитываются особенности грунта и климата в конкретной местности. Для определения прочности основания (Ro) применяют табличные данные.

Таблица 3. Тип почвы и ее несущая способность.
Тип грунта Rо на глубине 150 см и более, кг/см2
Галька с включениями глины 4,5
Гравелистый с включениями глины 4,0
Песчаные почвы (крупная фракция) 6,0
Песчаные почвы (средняя фракция) 5,0
Песчаный (мелкая фракция) 4,0
Пылеватый песок 2,0
Глинистые почвы и супеси 3,5
Вязкие глинистые почвы 6,0
Просадочный грунт или насыпное основание (с уплотнением) 1,5
Насыпной грунт (без уплотнения) 1,5

Данные из таблиц подставляют в формулу и находят ориентировочную нагрузку на основание. Полученное число умножают на коэффициент надежности и определяют проектную нагрузку на один опорный столб.

Более точное значение можно получить, используя множество коэффициентов: от глубины залегания лопастей и силы бокового трения до характера работы опоры, величины выдергивающих или сжимающих сил. Чтобы упростить работу используют данные из таблиц.

Таблица 4. Несущая способность одной свайной опоры (Ф ствола 108 мм, Ф лопасти 300 мм).
Тип почвы Несущая способность сваи в кг при глубине залегания лопасти, см
150 200 250 300
мягкопластичная лессовая 2200 290 3600 4300
полутвердые глинистые 4700 5400 6000 6700
тугопластичные глинистые 4200 4900 5600 6300
мягкопластичные глинистые 3700 4400 5000 5800
полутвердый суглинок 4400 5100 5800 6500
тугопластичная суглинистая 3900 4600 5300 6000
мягкопластичная суглинистая 3500 4200 4800 5500
песчаные (крупная и средняя фракция) 9700 10400 11100
песчаные (мелкая фракция) 6300 700 7700
пылеватый песок 4900 5600 6300

Запас прочности свай диаметром 108 миллиметров позволяет использовать их в качестве основания для строительства каркасных, бревенчатых, брусовых домов в один этаж. Для двухэтажных построек, а также сооружений из кирпича и блока используют сваи большего диаметра.

Цены на винтовые сваи в розницу и монтаж «под ключ»

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о