Винтовые сваи характеристики нагрузки: Нагрузка на винтовую сваю 108, 133, 159, 89, 219

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/см

2) 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.

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».

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 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.

 

Какую нагрузку выдерживают винтовые сваи

С точки зрения характера восприятия нагрузок винтовые сваи можно условно разделить на две большие группы:

• узколопастные, диаметр лопасти которых превосходит диаметр ствола менее чем в полтора раза;
• широколопастные (лопастные), у которых диаметр лопасти в полтора раза и более превосходит диаметр ствола.

Узколопастные модификации воспринимают нагрузки благодаря высокой несущей способности грунтов и рассчитанному количеству витков, шагу и ширине лопасти (обеспечивает учет в полном объеме трения по боковой поверхности). Хорошо проявляют себя в особо плотных сезоннопромерзающих и вечномерзлых (многолетнемерзлых) грунтах. Требуют обязательного выполнения расчетов на противодействие касательным силам морозного пучения из-за значительного трения по боковой поверхности ствола (подробнее «Воздействие сил морозного пучения»).

Широколопастные модификации хорошо воспринимают проектные нагрузки даже в грунтах с низкой несущей способностью благодаря:

Тем не менее, несущие свойства грунтов будут иметь решающее значение и для этой группы. К примеру, широколопастная свая с диаметром ствола 57 миллиметров и лопастью 200 миллиметров, установленная в грунт с высокой несущей способностью, может воспринять нагрузки до 5 тонн, тогда как конструкция с диаметром ствола 159 миллиметров с лопастью 500 миллиметров, установленная в слабый грунт, может держать менее 5 тонн.

По результатам исследований, проведенных специалистами компании «ГлавФундамент», был построен график зависимости несущей способности винтовой сваи от характеристик основания и конструктивных особенностей самой сваи (рисунок 1).

Из представленных зависимостей видно, что изменение интересующего параметра под влиянием характеристик грунта более значительно, чем под влиянием изменений, связанных с конструктивными особенностями сваи. Это в очередной раз подтверждает, что при выборе конструкции сваи следует в первую очередь отталкиваться от грунтовых условий площадки строительства, их изменчивости как в плане, так и по глубине. Это позволит подобрать экономически эффективную конструкцию, которая обеспечит эксплуатационную надежность в течение всего срока службы здания/сооружения.

Рисунок 1 – График зависимости несущей способности винтовой сваи от характеристик грунта и конструктивных особенностей сваи

dS1, dS2, dS3 – условный диаметр лопасти винтовых свай (исполнение 1, 2, 3).

ds1, ds2, ds3 – условный диаметр ствола винтовых свай (исполнение 1, 2, 3).

h – глубина погружения.

e/I_l – отношение пористости грунта к показателю текучести.

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.

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:

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.

Какую нагрузку выдерживают винтовые сваи — расчет веса нагрузки на сваю

После проведения геологоразведки и пробного завинчивания винтовой сваи, полученные данные обрабатываются. Далее инженеры подготавливают технический проект (план-схему) строительства здания на винтовых сваях. Ключевое место при составлении этого инженерного документа занимает расчёт свайного фундамента.

Основные принципы расчёта свайно-винтового фундамента

Важно отметить, что расчёт свайного поля для малых объектов (баня, бытовка или гараж) делается проще, и будет заметно отличаться от аналогичного расчёта винтового свайного фундамента, например, под каркасный дом. А расчёт свайного поля для заборов и ограждений имеет свои специфические особенности.

Тем не менее, общие принципы расчёта фундамента идентичны, так как они производятся согласно СНиП 2.01.07-85* «НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ».

Чтобы рассчитать количество винтовых свай под фундамент необходимо знать общий вес постройки. При этом вычисляются следующие показатели:

1. М1 – масса людей (максимально допустимое количество согласно п. 3.11 СНиП 2.01.07-85* «НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ»), которые смогут находиться в здании одновременно. Также к этому показателю добавляется некое особое значение, которое отличается для зданий различного типа.
2. М2 – снеговая нагрузка, которая рассчитывается согласно данным справочников, так как она может значительно различаться в разных регионах страны.
3. М3 – общий вес всех стройматериалов, из которых будет возведён дом.

После этого общий вес М (М1+М2+М3) умножается на коэффициент прочности – (1. 1 – 1.3)

Далее полученный результат делится на несущую способность винтовых свай. Известно, что для жилых построек применяются преимущественно винтовые сваи диаметром 89 и 109 (мм). При этом в расчёт принимается не максимальная, а минимальная несущая способность сваи.

Разумеется, что это лишь основные параметры довольно сложного расчёта винтовых свай. В ходе вычислений обязательно делаются поправки на данные геологоразведки и пробного завинчивания винтовой сваи:

• глубину залегания грунтовых вод;
• глубину нахождения несущего слоя почвы;
• глубина погружения винтовой опоры в грунт и др.

Понятно, что выполнить столь сложные расчёты могут лишь высококвалифицированные специалисты. В компании «Сваи Альянс» этим занимаются опытные инженеры-строители.

Расчёт свайного поля для дома 6х8 м (два этажа)

Примерный расчёт винтового основания под двухэтажный дом будет выглядеть следующим образом.

Исходные данные:

• тип грунта – глинистый тугопластичный (несущ. способность 4 500 г/см2;
• крыша – пологая;
• одна внутренняя несущая стена.

Замеры и расчёты показали, что:

• общий вес плит из асбесто-цемента (кровля) – 2 500 кг;
• масса межэтажных перекрытий – 10 000 кг;
• масса чердачного перекрытия – 3 500 кг;
• масса стен – 21 000 кг;
• масса винтовых опор и обвязки – 3 000 кг.

То есть, М1 = 2 500 кг + 10 000 кг + 3 500 кг + 21 000 кг + 3 000 кг = 40 000 кг.

• мебель, бытовая техника, инженерные коммуникации, примерная масса проживающих людей и т. д. М2 = 26 000 кг.
• масса снега – М3 = 5 000 кг (данные специального справочника).

Таким образом, общий вес постройки с вместимым наполнением – М = 40 000 кг + 26 000 кг + 5 000 кг = 71 000 кг.

Коэффициент прочности для таких грунтов – 1.3 умножается на 71 т – получаем 92,3 т. Это и есть расчётная нагрузка на винтовой свайный фундамент. В ходе вычислений необходимо учесть, что расстояние между опорами под внутренней стеной будет на 30% больше от такого показателя под внутренними стенами.

Исходя из этого, несущая способность винтовой опоры составит приблизительно 4 650 кг (92 300 кг : 20 шт.).

Расчёт свайного поля для дома с мансардой 6 Х 6 м

Исходные данные:

• дом возводится из бруса 150Х150 мм;
• рассчитываем массу бруса 16.2 м2 Х 800 кг = 12 960 кг; это М1;
• рассчитываем полезную нагрузку 6м Х 6м Х 150 кг = 5 400 кг; это М2;
• рассчитываем снеговую нагрузку – 6м Х 6М Х 180 кг = 6 480 кг.

Таким образом, общий вес дома с полезной нагрузкой составляет М = 12 960 кг + 5 400 кг + 6 480 кг = 24 840 кг.

Умножаем на коэффициент прочности 24 840 кг Х 1,1 = 27 324 кг.

Поскольку для этого здания предназначены винтовые сваи СВС 89 мм (базовая несущая способность – 2 000 кг), то количество опор рассчитывается так:

27 324 кг : 2 000 кг =14 винтовых свай.

Шаг винтовых опор составит 200 см.

Расчёт свайного поля для дома из бруса 9х11 м

Исходные данные:

• дом из деревянного бруса 200Х200 мм
• рассчитываем массу бруса. Для строительства нужно 96,7 м3 материала. Вес 1 м3 деревянного бруса – 800 кг. То есть, масса бруса вместе с весом кровли и других издержек – 77 360 кг (96,7 м3 Х 800 кг) + 470 кг = 77 830 кг; это – М1;
• рассчитываем полезную нагрузку на 1 этаж – 9м Х 11м Х 150 кг = 14 850 кг. Соответственно на 2 этажа – 14 850 кг Х 2 = 29 700 кг; это – М2;
• рассчитываем снеговую нагрузку – 9м х 11м х 180 кг = 17 820 кг; это – М3.

Таким образом, общий вес здания будет М = М1 + М2 + М3 = 77 830 кг + 29 700 кг + 17 820 кг = 124 900 кг. Умножаем на коэффициент прочности 1,1 – и получаем итоговый вес дома – 137 400 кг.

Делим полученный результат на 2 500 кг (несущая способность сваи 108 мм) – и выходит 55 винтовых свай.

При этом шаг винтовых опор составит в среднем около 1 200 мм.

Зависимость несущей способности винтовой сваи от её размеров

Винтовая опора является основной расчётной единицей основания. Поэтому необходимо точно знать, какой вес способна выдерживать винтовая свая того или иного размера. Тем более, что увеличение параметров винтовых прямо пропорционально увеличивает их несущую способность.

Чем больше диаметр опоры – тем выше её несущая способность. Правда, увеличение диаметра сваи также неизбежно влечёт за собою увеличение толщины стенок её ствола и увеличение диаметра лопастей и их толщины. Таким образом, с изменением диаметра винтовой сваи параллельно происходит изменение и других сопутствующих параметров этого металлического элемента.

Все эти показатели в обязательном порядке учитываются при расчёте свайного поля под любую постройку. Поэтому в ходе расчётов достаточно важно знать точно, какой вес выдерживают винтовые сваи.

Приведённая ниже таблица показывает, как изменяется несущая способность сваи, в зависимости от изменений некоторых её параметров.

Размер сваи	Диаметр ствола	Толщина ствола	Диаметр лопасти	Толщина лопасти	Несущая способность
СВС 57 мм	57 мм	3 мм	200 мм	4 мм	До 1 000 кг
СВС 76 мм	76 мм	3,5 мм	250 мм	4 мм	До 2 000 кг
СВС 89 мм	89 мм	3,5 мм	250 мм	4 мм	До 4 000 кг
СВС 108 мм	108 мм	4 мм	300 мм	5 мм	До 6 000 кг
СВС 133 мм	133 мм	4,5 мм	350 мм	5 мм	До 10 000 кг

Данные таблицы хорошо показывают, как с увеличением размеров опоры возрастает её несущая способность, а также, сколько выдерживают винтовые сваи с различным диаметром ствола.

Винтовые сваи нагрузка расчет | Город свай

Начинающим строителям, а также всем тем, кто увлекается стройкой, а именно возведением фундамента, полезно будет ознакомиться с этой статьей, в которой указываются основные методики для расчета несущей способности винтовых свай.

Несущая способность винтовых свай: как правильно рассчитать нагрузку на винтовую сваю?

Для того чтобы рассчитать какова нагрузка на 1 винтовую сваю, нужно найти показатели площади основания сваи и узнать точное значение сопротивляемости почвенного грунта. Эти два значения требуется перемножить между собой, чтобы получить значение несущей способности сваи. Итак, приведем пример. Несущая способность винтовой сваи 108, которая установлена в глиняный грунт, будет определена таким способом:

• Для начала требуется узнать значение площади лепестковой подошвы винтовой сваи. Например, диаметр лопастей винтовой сваи 108 равен 300 мм, значит, радиус равен 150 мм. Далее высчитать значение, перемножив радиус лопасти (150 мм) возведенный в квадрат на число Пи (3,14). Получится 706,5 см2.
• После этого, оперируя данными таблицы в источниках, узнать несущую способность того грунта, где устанавливается фундамент. Несущая способность глиняного грунта равна 6 кг/ см2.
• Затем, две полученные величины: нагрузку лопасти подошвы и нагрузку грунта перемножить. Из этого получается 6х706,5=4,2 тонны.

Из этих расчетов становится ясно, какую нагрузку может выдержать одна винтовая свая диаметром 108.

Как произвести расчеты несущей способности винтовой сваи, учитывая при этом надежность строительной конструкции?

Приведенные выше расчеты могут дать лишь общий результат, без учета конкретно того строения, которое вы планируете возводить. При расчетах следует учитывать и такой критерий, как запас прочности конструкции. Для того чтобы сделать расчет несущей способности сваи при этом, учитывая запас прочности сооружения, нужно воспользоваться формулой:

N=Fd/Yx

В данной формуле показатель N это та нагрузка, которую мы планируем рассчитать, F – это среднее значение несущей способности сваи, которую можно узнать методом умножения нагрузки грунта и площади винтовой сваи, Yx – это показатель запаса надежности сооружения. Точность вычислений несущей способности винтовой сваи с учетом запаса прочности здания будет определена лишь в том случае, если будет наиболее точно рассчитана несущая способность грунта, на котором будет возводиться постройка.

В конечном счете исходя из указанных нами условий – свая 108 и глинистый грунт, коэффициент запаса надежности сооружения может быть равным:

• 1,75–1,4. Общее количество свай в данном случае может быть от пяти до двадцати, причем сваи должны быть с низким ростверком, монтирующимся на висячих опорах. 
• 1,25 – такой коэффициент может быть выявлен при примерном расчете несущей способности грунтовой поверхности, с использованием сваи-эталона при зондировании почвы. Такие испытания проводятся геологами, которые создают на месте установки фундамента площадку для измерений с применением сваи-эталона. 
• 1,2 – данный коэффициент получается при максимально точном измерении, которое возможно лишь при тщательном зондировании почвы, а также изучении почвенных образцов в химической лаборатории.  

По результатам расчетов получается, что несущая способность свай диаметром 108 равна 3,5 тонны. Этот показатель получается при точном измерении характеристик грунта, и на 1 тонну меньше – 2,5 при расчетах на основании табличных данных о характеристиках грунта.

Какова максимальная способность винтовых свай к нагрузке?

Теперь, когда нам известны все нюансы определения нагрузки на несущую опору, мы может рассчитать максимальную нагрузку на одну сваю. Для того чтобы произвести эти расчеты требуется:

• Грунтовой поверхностью будет выступать песок с максимальной несущей способностью 15 кг/см2.
• Опорой будут выступать свая маркой 108, которая имеет диаметр лопасти 300 мм. 
• Коэффициент надежности равен 1,75, который указывает на точные показатели несущей способности и количестве свай около пяти.

В результате на основании этих данных, мы можем определить максимальную несущую способность каждой сваи, воспользовавшись следующим методом:

• Площадь лепестковой опоры сваи 108 равна 706,5 см2.
• Приблизительное значение опоры в соответствии с характеристиками грунтовой поверхности исходя из табличных данных равна — 10,5 тонн (706,5х15).
• Оптимизированное значение опоры (точное значение) равно нагрузке в 6 тонн.

Исходя из этих данных, можно сделать вывод о том, что одна свая, имеющая радиус лопасти 150 мм, которая погружена в песок, может выдержать нагрузку равную 6 тоннам. Винтовые сваи – это очень надежный вид фундамента, которые ценятся в кругах строителей именно за их универсальные и надежные качества.

IRJET — Запрошенная вами страница не найдена на нашем сайте

IRJET приглашает статьи из различных инженерных и технологических дисциплин, для выпуска 9 (сентябрь 2021 г.)

Отправить сейчас

---

IRJET Vol-8 Issue 9, Сентябрь 2021 Публикация в процессе …

Обзор статей

---

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

---

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своего Система контроля качества.

---

IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 9 (сентябрь 2021 г.)

Отправить сейчас

---

IRJET Vol-8, выпуск 9, сентябрь 2021 г. Публикация в процессе …

Просмотр Документы

---

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

---

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.

---

IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 9 (сентябрь 2021 г.)

Отправить сейчас

---

IRJET Vol-8, выпуск 9, сентябрь 2021 г. Публикация в процессе …

Просмотр Документы

---

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

---

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.

---

IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 9 (сентябрь 2021 г.)

Отправить сейчас

---

IRJET Vol-8, выпуск 9, сентябрь 2021 г. Публикация в процессе …

Просмотр Документы

---

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

---

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.

---

IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 9 (сентябрь 2021 г.)

Отправить сейчас

---

IRJET Vol-8, выпуск 9, сентябрь 2021 г. Публикация в процессе …

Просмотр Документы

---

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

---

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.

---

IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 9 (сентябрь 2021 г.)

Отправить сейчас

---

IRJET Vol-8, выпуск 9, сентябрь 2021 г. Публикация в процессе …

Просмотр Документы

---

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

---

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.

---

IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 9 (сентябрь 2021 г.)

Отправить сейчас

---

IRJET Vol-8, выпуск 9, сентябрь 2021 г. Публикация в процессе …

Просмотр Документы

---

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

---

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.

---

IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 9 (сентябрь 2021 г.)

Отправить сейчас

---

IRJET Vol-8, выпуск 9, сентябрь 2021 г. Публикация в процессе …

Просмотр Документы

---

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

---

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.

---

Что такое винтовые сваи? (с иллюстрациями)

Длинная прочная колонна, вбитая в землю для поддержки груза, известна в строительстве как свая. Когда по крайней мере одна пластина прикреплена к колонне по спирали, и свая вкручивается в землю, а не забивается, сваю конкретно называют винтовой сваей. В то время как обычные сваи вбиваются в землю так же, как гвозди забиваются в деревянный брусок, винтовые сваи обращаются в землю так же, как шурупы превращаются в деревянный брусок.

Изначально винтовые сваи изготавливались из чугуна или кованого железа, но сейчас их чаще всего делают из стали.Прочность винтовой сваи частично зависит от количества пластин, прикрепленных к колонне, а также от диаметра пластин и формы и длины самой колонны. Винтовая свая помогает передавать направленное вниз усилие на окружающую почву, поэтому ее несущая способность также зависит от физических характеристик почвы и глубины, на которой она закреплена. Учитывая широкий разброс характеристик грунта от одного места к другому, винтовые сваи проектируются с учетом конкретных местных характеристик грунта.

Построенные в середине 1800-х годов, первые винтовые сваи в основном поддерживали маяки в илистой или песчаной почве на побережьях Англии и Ирландии.Маяки, поддерживаемые таким образом, также иногда называют маяками на винтовых сваях. Первым таким маяком был маяк Маплин-Сэндс в устье реки Темзы на юго-восточном побережье Англии.

Винтовые сваи с тех пор находят применение во многих других областях.Их можно использовать в качестве опор для вышек сотовой связи и для стабилизации наклонных насыпей, а также они могут поддерживать настилы, заборы и тротуары. Винтовые сваи также используются в качестве фундамента для жилых и коммерческих структур, в конструкции причалов и пирсов, в системах защиты от наводнений, для поддержки опор инженерных сетей и даже в качестве фундамента для американских горок.

Хотя изначально это может стоить дороже, использование винтовой сваи вместо обычной сваи дает ряд преимуществ.Винтовые сваи обычно выдерживают большую нагрузку, чем обычные сваи сопоставимого размера. Их можно устанавливать в гораздо меньших и более ограниченных пространствах, потому что оборудование, необходимое для выполнения работы, намного компактнее, чем то, что используется для традиционной забивки свай. Установка винтовых свай имеет гораздо меньшее воздействие на окружающую среду, чем установка обычных свай, потому что не требуется земляных работ и не образуются хвосты в процессе установки; Процесс установки также не связан с шумом и вибрацией, присущими обычной забивке свай.Это может быть особенно важным соображением там, где местные правила ограничивают шумовые помехи или когда близлежащие конструкции могут быть повреждены вибрацией, вызванной обычным забиванием свай.

Свайный фундамент — Designing Buildings Wiki

Фундаменты служат опорой для конструкций, передавая их нагрузку на слои почвы или породы, которые обладают достаточной несущей способностью и подходящими характеристиками осадки.Доступен очень широкий спектр типов фундаментов, подходящих для различных применений, в зависимости от таких соображений, как:

В широком смысле фундаменты можно разделить на мелкие и глубокие. Фундаменты мелкого заложения обычно используются там, где нагрузки, создаваемые конструкцией, невелики по сравнению с несущей способностью поверхностных грунтов. Глубокие фундаменты необходимы там, где несущая способность поверхностного грунта недостаточна для выдерживания прилагаемых нагрузок, и поэтому они передаются на более глубокие слои с более высокой несущей способностью.

Фундаменты свайные — фундаменты глубокого заложения. Они состоят из длинных, тонких, столбчатых элементов, обычно сделанных из стали или железобетона, а иногда и из дерева. Фундамент считается «свайным», если его глубина более чем в три раза превышает его ширину (см. Аткинсон, 2007).

Свайные фундаменты в основном используются для передачи нагрузок от надстроек через слабые сжимаемые пласты или воду на более прочный, более компактный, менее сжимаемый и жесткий грунт или скалу на глубине, увеличивая эффективный размер фундамента и выдерживая горизонтальные нагрузки. .Обычно они используются для больших конструкций и в ситуациях, когда почва не подходит для предотвращения чрезмерной осадки.

Сваи могут быть классифицированы по их основной конструктивной функции (опора на конце, трение или комбинация) или по методу конструкции (смещение (забивание) или замена (бурение)).

Торцевые опоры сваи развивают большую часть трения у носка сваи, опираясь на твердый слой. Свая передает нагрузку непосредственно на твердые породы, а также получает боковую сдержанность от грунта.

Для получения дополнительной информации см. «Концевые несущие сваи».

Фрикционные (или плавающие) сваи развивают большую часть несущей способности сваи за счет касательных напряжений по сторонам сваи и подходят там, где более твердые слои слишком глубоки. Свая передает нагрузку на окружающий грунт за счет трения между поверхностью сваи и грунтом, что, в сущности, снижает уровень давления.

Для получения дополнительной информации см. «Фрикционные сваи».

Забивные (или перемещаемые) сваи забиваются, поднимаются домкратом, вибрируют или ввинчиваются в землю, смещая материал вокруг вала сваи наружу и вниз вместо его удаления.

Забивные сваи используются в морских условиях, устойчивы в мягких выдавливаемых грунтах и ​​могут уплотнять рыхлый грунт.

Различают две группы забивных свай:

Для получения дополнительной информации см. «Забивные сваи».

Буронабивные (или сменные) сваи удаляют грунт, образуя отверстие для сваи, которая заливается на месте. Они используются в основном в связных грунтах для образования фрикционных свай и при формировании свайных фундаментов рядом с существующими зданиями.

Буронабивные сваи более популярны в городских районах, так как они имеют минимальную вибрацию, их можно использовать там, где высота над головой ограничена, нет риска вспучивания и где может потребоваться изменение их длины.

Для получения дополнительной информации см. «Буронабивные сваи».

Если бурение и заливка производятся одновременно, сваи называются сваями с непрерывным шнеком (CFA).

Винтовые сваи имеют спираль возле носка сваи, поэтому их можно вкручивать в землю. Процесс и концепция аналогичны вворачиванию в дерево.

Для получения дополнительной информации см. «Фундаменты на винтовых сваях».

Микросваи (или мини-сваи) используются там, где доступ ограничен, например, для опорных конструкций, затронутых осадкой. Их можно вбить или прикрутить.

Для получения дополнительной информации см. «Микросваи».

Свайные стены можно использовать для создания постоянных или временных подпорных стен. Их формируют путем размещения стопок непосредственно рядом друг с другом. Это могут быть близко расположенные смежные стены свай или взаимосвязанные секущие стены свай, которые в зависимости от состава вторичных промежуточных свай могут быть твердыми / мягкими, твердыми / твердыми или твердыми / твердыми секущими стенками.

Для получения дополнительной информации см. «Шпунтовые сваи и« секущая свайная стена ».

Геотермальные сваи объединяют свайных фундаментов с замкнутыми геотермальными системами тепловых насосов. Они обеспечивают поддержку конструкции, а также действуют как источник тепла и теплоотвод.

Фактически, тепловая масса земли позволяет зданию накапливать нежелательное тепло от систем охлаждения и позволяет тепловым насосам обогревать здание зимой. Обычно наземные тепловые насосы извлекают тепло из земли с помощью подземных труб, которые проложены в земле горизонтально или вертикально.В геотермальных сваях петли труб укладываются вертикально внутри самих свай.

Для получения дополнительной информации см. «Геотермальные свайные фундаменты».

Groynes в прибрежной инженерии (CIRIA C793), опубликованный CIRIA в 2020 году, определяет смежные сваи как; «… Монолитные бетонные сваи, непосредственно прилегающие друг к другу или соприкасающиеся друг с другом. Иногда используется для досок ».

Для забивки свай доступен широкий спектр оборудования, в том числе:

Для получения дополнительной информации см. «Свайное оборудование».

Сваи могут использоваться по отдельности для поддержки нагрузок или сгруппированы и связаны вместе железобетонной крышкой. Поскольку бурение или забивание сваи строго вертикально очень сложно, верхушка сваи должна иметь возможность компенсировать некоторые отклонения в конечном положении головок сваи. Заглушка сваи должна выступать над внешними сваями, как правило, на расстояние 100–150 мм со всех сторон, в зависимости от размера сваи.

Заглушки свай также могут быть соединены между собой железобетоном для создания ограждающих балок.Для обеспечения устойчивости против боковых сил (за исключением кессонных свай) необходимы как минимум три сваи с перекрытиями. Опорные балки также подходят для распределения веса несущей стены или близкоцентрированных колонн к ряду свай. Сваи могут располагаться в балке в шахматном порядке, чтобы учесть любой эксцентриситет, который может возникнуть в условиях нагрузки.

Закрывающую балку следует держать подальше от земли там, где цель свай — преодолеть проблему вздутия и усадки грунта.Это может быть сделано путем заливки ограждающей балки на полистирол или другой сжимаемый материал, что позволяет перемещать землю вверх без повреждения балки.

Для получения дополнительной информации см. «Перекрывающая балка».

Рекомендуется испытать нагрузку, по крайней мере, одной сваи на схему, сформировав пробную сваю, которая находится в непосредственной близости, но не является частью фактического фундамента. Сваю следует перегрузить не менее чем на 50% от ее рабочей нагрузки и выдержать 24 часа. Это позволяет проверить предельную несущую способность сваи, а также качество изготовления, необходимое для ее формирования.

Для получения дополнительной информации см. «Испытание свайных фундаментов».

Целостность новых и существующих свай можно измерить путем проведения испытания на целостность.

Винтовые сваи и ваш геотехнический отчет: чего ожидать

Если вы слышали о Международных строительных нормах и правилах (IBC), вы можете ожидать, что этот набор стандартов содержит параметры, регулирующие получение разрешений на строительство на стройплощадке. IBC, которая окружает строительные нормы и правила, созданные Международным советом по кодам (ICC), устанавливает строительные стандарты для большинства юрисдикций на всей территории Соединенных Штатов и во многих других странах по всему миру.Среди, казалось бы, бесконечных списков кодов в IBC мы находим раздел 107 IBC, в котором упоминается:

«Подача документов, состоящих из строительной документации, акта специальных проверок, геотехнического отчета и других данных».

Сегодня мы поговорим о последнем: геотехнических отчетах. При строительстве большинства фундаментов необходимо собрать, зарегистрировать и подать геотехнический отчет вместе с заявкой на разрешение. Итак, чего вы можете ожидать от своего геотехнического отчета или исследования почвы? Что ж, исследование почвы будет включать в себя все следующие отчеты (обратите внимание, могут потребоваться дальнейшие проверки и отчеты, в зависимости от местоположения постройки):

Требования к геотехническому отчету в соответствии с разделом 107 IBC

1. Участок, показывающий место исследования почвы.
2. Полная запись журналов испытаний грунта на бурение и проникновение, а также образцов грунта.
3. Запись профиля почвы.
4. Информация о уровне грунтовых вод, глубине промерзания и параметрах коррозии.
5. Расчетные параметры грунта, такие как прочность на сдвиг, допустимое несущее давление грунта, удельный вес грунта, характеристики деформации грунта и другие условия опоры свай.
6. Подтверждение пригодности винтовых систем фундамента для конкретного проекта.
7. Рекомендации по критериям проектирования, включая, но не ограничиваясь, смягчение эффектов дифференциальной осадки, различной прочности грунта и воздействия смежных нагрузок.
8. Рекомендуемое межцентровое расстояние винтовых свайных фундаментов для восприятия строительных нагрузок.
9. Полевые проверки и процедуры отчетности, включая процедуры проверки установленной несущей способности, когда это необходимо.
10. Требования к нагрузочному тесту.
11. Любые сомнительные характеристики грунта и необходимые особые положения по проектированию.
12. Ожидаемый полный и дифференциальный расчет.
13. Допустимая нагрузка грунта на осевое сжатие, осевое растяжение и боковую нагрузку, если эти значения не могут быть определены в остальной части отчета.

ICC также указывает: «При наличии особых условий должностное лицо по строительству уполномочено требовать, чтобы зарегистрированный специалист по проектированию подготовил дополнительную строительную документацию.« Геотехнические отчеты должны быть заполнены зарегистрированным инженером, и этот инженер может быть сторонний консультант.Отчеты должны подаваться в соответствии с требованиями различных отделов данной юрисдикции.

Как используются геотехнические отчеты?

Геотехнические отчеты могут использоваться в процессе строительства. Как отмечает Civilblog.org, «[геотехнический] отчет служит постоянным документом всех геотехнических данных, которые, как известно, имеют отношение к проекту, и используются на протяжении всего процесса проектирования, строительства и срока службы проекта». документ, предназначенный для обеспечения безопасности построек, расчета процедур и сохранения целостности здания в течение всего срока службы здания.Кроме того, геотехнические отчеты могут иметь решающее значение при разрешении споров, связанных с проектированием и строительством, а также претензий, которые могут возникнуть после завершения проекта.

Экономия затрат на строительство благодаря геотехнической отчетности

Хотя строительная фирма может быть склонна отказаться от геотехнических изысканий, чтобы увеличить время проектирования, такие исследования почвы обычно снижают затраты на строительство и, безусловно, повышают безопасность строительства. Без геотехнического отчета инженеры будут вынуждены проектировать и строить в соответствии с минимальными критериями кодекса.Это может означать чрезмерное строительство опор и избыточные опорные конструкции, а это означает более высокие затраты на строительство. NorthStar Engineering отмечает в своей статье о геотехнической отчетности, что «минимальные нормы кодекса часто очень консервативны и могут значительно увеличить затраты на строительство». Пренебрежение подготовкой геотехнического отчета может иметь дополнительные последствия; NorthStar продолжается:

«Принимая решение не получать геотехнический отчет, клиенты в конечном итоге принимают на себя ответственность за любые неблагоприятные почвенные условия, которые могут возникнуть.Они также принимают на себя риск любых возникающих в результате дефектов конструкции, связанных с такими почвенными условиями ».

Винтовые сваи и геотехническая отчетность

Когда речь идет о спиральных сваях и запатентованных микросваях Stelcor®, геотехническая отчетность может не требоваться, но настоятельно рекомендуется. Почвенный и геологический анализ обеспечит достаточную поддержку вашего здания и обеспечит стабильный бюджет. Имея геотехнический отчет, вы можете быть уверены, что ваши сваи установлены оптимальным образом, чтобы соответствовать площади и нагрузке вашего здания.Если вам интересно узнать о наших спиральных сваях, наших микросваях или стандартах геотехнической отчетности, не стесняйтесь обращаться к нам. IDEAL Foundation Systems ™ рада предложить вам первоклассные компоненты поддержки фундамента.

Фундаменты глубокие — промышленные »Сейсмическая стойкость

В коммерческих зданиях часто используется фундамент с глубокими сваями, потому что это необходимо для передачи тяжелых нагрузок от надстройки на твердую опору. Кожное трение глубоких свай также противостоит поднятию от боковых нагрузок. по структуре.Некоторые сваи спроектированы с возможностью увеличения их подъемных характеристик при необходимости.

Однако глубокие фундаменты могут быть восприимчивы к некоторым вторичным сейсмическим воздействиям, таким как поперечное распространение, дифференциальная осадка и глубокое или сильное разжижение. Разжижение ослабляет трение кожи и снижает способность основы противостоять силам подъема.

Существует несколько типов глубоких фундаментов, которые могут обеспечить устойчивость к сейсмическим нагрузкам в коммерческих зданиях.

Буронабивные сваи

Буронабивные сваи, иногда называемые буронабивными сваями, опорами или кессонами, представляют собой класс глубоких свайных фундаментов.Они распределяют нагрузки от конструкции, в том числе от сейсмических сил, вертикально через большую глубину почвы или на более глубокий пласт, такой как скала. Их часто используют для поддержки высоких высотных конструкций с большими вертикальными нагрузками.

Фундамент из буронабивных свай необходимо просверлить или зарезервировать до того, как сваи можно будет вставить или залить в грунт. В некоторых случаях ствол сваи имеет резьбу или шнек и предназначен для частичного или полного самосверления.Большинство буронабивных свай требуют просверливания отверстия для сваи в качестве первого шага процесса.

Буронабивные сваи, поскольку они просверливаются, а не забиваются молотком, подходят для работы на участках, чувствительных к вибрации. Как правило, они не страдают от проблем с проникновением, как забивные сваи, и обычно могут распространяться на гораздо большую глубину. Они также могут быть сконструированы с гораздо большим диаметром и с большим трением на поверхности.

Узнать о:

Сваи рифленые

Фундамент с опорой на свай — это разновидность буронабивного свайного фундамента.Он состоит из ряда стальных или сборных железобетонных шахт с увеличенными опорными поверхностями в нижней части, которые напоминают форму большого конуса или раструба. Полость для колокола создается либо с помощью специального шнека, либо самой сваей, когда она погружается в землю.

Рыхлые сваи, поддерживающие коммерческое здание.

Увеличенная нижняя грань раструба увеличивает несущую способность сваи, в то время как верхний раструб противостоит подъемным силам.

Фундаменты с опоясывающими сваями подходят для участков, где есть твердые почвы, но нет твердых несущих пластов, таких как скальные породы.Они используются в коммерческом строительстве, хотя чаще используются за границей, чем в Новой Зеландии.

Сваи шнековые непрерывные

Фундамент со шнековыми лопастями, или CFA, представляет собой тип буронабивного свайного фундамента, который состоит из ряда бетонных свай, залитых в вертикальные шахты.

Процесс устройства сплошного ленточно-шнекового свайного фундамента.

Свая CFA создается с помощью шнека непрерывного действия, который выкапывает глубокую вертикальную шахту и затем закачивает бетон ниже шнека по мере его извлечения.Пока бетон еще влажный, сваю укрепляют колонной из стальной арматуры, вставленной в мокрый бетон.

Свайные фундаменты

CFA ограничены диаметром, глубиной и способностью проникновения шнека. Однако их можно использовать в условиях очень влажного или гранулированного грунта без необходимости поддерживать стенки буровой скважины.

Это видео дает хорошее объяснение процесса, используемого для создания фундамента CFA.

Винтовые сваи

Винтовой свайный фундамент — это тип буронабивного фундамента, который состоит из серии полых стальных валов с винтовой резьбой на концах, которые ввинчиваются вертикально в целевые пласты.Стальные валы обладают очень пластичными характеристиками, а в некоторых конструкциях полые трубы заполняются бетоном для придания жесткости фундаменту.

Фундамент на сваях.

Ствол винтовой сваи имеет относительно небольшой диаметр и обеспечивает небольшое поверхностное трение по сравнению с другими типами буронабивных свай. Однако это передает большую часть структурной нагрузки. до винтовой резьбы, которая обычно обеспечивает значительную прочность подшипников на концах и сопротивление поднятию.

Винтовые сваи подвержены разжижению, если несущие спирали лежат в разжижаемом грунте или в материале, поддерживаемом разжижаемым грунтом, поскольку это добавляет вертикальную нагрузку. к сваям, когда происходит разжижение. Следовательно, если свая проходит через разжижаемый грунт, на этой глубине сваи не должно быть спиралей.

Винтовые сваи — JLU Enterprises Inc.

Изучите особенности

Недорогой заменитель

для забивных свай!

Спиральные сваи находят множество применений как в жилищном, так и в коммерческом строительстве и строительстве фундаментов.Они являются отличной альтернативой забивным фундаментным сваям с использованием бурового оборудования. Винтовые сваи могут быть установлены относительно быстро и стоят дешевле, чем большинство других фундаментных свай. Сваи могут использоваться для фундаментов различных пристроек к дому, бассейнов, бетонных настилов, частных стен, коммерческих проектов, площадок для генераторов, подпорных стен, подкрепления существующего фундамента и усиления фундаментов при строительстве дополнительных конструкций поверх существующих фундаментов. Винтовые сваи могут быть установлены с помощью переносного оборудования, что делает их чрезвычайно полезными для проектов с ограниченным доступом.Они могут достигать грузоподъемности до 19 тонн и обычно устанавливаются с помощью специальных кронштейнов для ремонта и поддержки оседающих или поврежденных фундаментов. Винтовые сваи также известны как винтовые анкеры или винтовые сваи. Как следует из названия, спиральные сваи привариваются по спирали или по спирали вокруг центрального вала. Спираль может проходить по всей длине вала или покрывать только кончик. Материал, размер, толщина, конфигурация и другие конструктивные факторы винтовых свай зависят от уникальных требований каждого строительного проекта.Большинство свай обычно забивают или просверливают в земле с помощью бурового оборудования или сваебойных машин. Спиральные сваи могут вращаться и забиваться в землю, как обычный винт, забивающий стены. Для установки требуются специальные поворотные приспособления или высокие крутящие моменты на малой скорости. Динамометрический привод устанавливается на мини-экскаватор или погрузчик с бортовым поворотом, что позволяет им перемещаться на заданную глубину, необходимую для достижения желаемой прочности и грузоподъемности. Глубина определяется путем контроля гидравлического давления машины и момента установки.

Образовательный архив спиральных свай — Conte Company

Многие подрядчики уже знают об огромных преимуществах, которые дает использование винтовых свай (или винтовых свай) в качестве фундамента для домов и зданий. Но есть гораздо больше способов использовать винтовые сваи, чем просто закрепить большие конструкции в различных почвенных условиях. Некоторые из этих инновационных приложений начинают находить признание у знающих профессионалов в области строительства и генеральных подрядчиков по всей стране.

Преимущества использования винтовых свай

Давно известно, что винтовые сваи — идеальная система для использования в местах, где тип почвы делает традиционный фундамент более опасным. Многие жители Нью-Джерси после урагана «Сэнди» обнаружили, что винтовые сваи можно использовать с большим преимуществом для поднятия их домов выше уровня штормовых нагонов, обеспечивая уровень безопасности и душевное спокойствие.

Поскольку установка винтовых свай, как правило, происходит намного быстрее, чем другие решения для глубокого фундамента, многие строители ценят их использование, когда их строительные проекты связаны с ограничениями по времени.В окрестностях существующего жилья, где между зданиями мало места для работы оборудования, винтовые сваи могут быть намного проще установить, чем традиционный фундамент. То же самое и с ремонтом фундамента — винтовые сваи гораздо проще устанавливать в ограниченном пространстве.

Helicals — идеальное решение при строительстве на воде или болотах. Для типичного строительства, при строительстве на хорошей, сухой почве, традиционные бетонные фундаменты являются экономически эффективным выбором, но в определенных ситуациях, когда земля будет менее восприимчива к бетону, винтовые сваи являются прекрасной альтернативой.

В отличие от большинства других методов фундамента, винтовые сваи также могут быть удалены и переработаны с минимальными усилиями. Поскольку во многих случаях они изначально были только ввинчены в землю, необходимо только «открутить» их и снова использовать в другом месте. Универсальность, обеспечиваемая спиральными сваями, не имеет себе равных в строительных кругах, поскольку они могут быть легко настроены для адаптации к съемным конструкциям и обеспечивают огромную ценность, независимо от их использования.

Поиск новых способов использования винтовых свай

По правде говоря, существует бесконечное множество способов использовать винтовые сваи всякий раз, когда требуется какой-либо тип анкеровки или фундамента для больших или малых конструкций.Фактически, они быстро меняют способ установки фундаментов для многих конструкций. Это может быть клише, но единственное реальное ограничение — это воображение и креативность строителя. Вот несколько нетрадиционных способов использования винтовых свай…

Столбы ограждения

При креплении столбов ограждений или настилов на винтовые сваи — они никуда не денутся. Даже когда необходимо установить ограждение на некоторых болотистых или мягких почвах, столбы ограждения можно прикрепить к монтажным кронштейнам на винтовых сваях, закрепленных глубоко в земле, где существует устойчивый слой почвы.Не только стабильность столбов, но и максимальная поддержка.

Солнечные фермы

По мере роста спроса на чистую энергию растет и потребность в обширных солнечных фермах по всей стране. Существует несколько быстрых, надежных и экономичных методов крепления отдельно стоящих солнечных батарей, включая Н-образные и винтовые сваи. Оба они способны выдерживать огромные нагрузки от растягивающих, сжимающих и поперечных сил. Без реальной потребности в бетоне они могут быть установлены очень быстро, что дает больше времени для других аспектов строительства солнечных батарей.

Когда расширяет существующую солнечную ферму , может быть трудно перемещать большое, забивное оборудование вокруг существующих солнечных батарей. В таких случаях единственным вариантом может быть небольшая, маневренная техника, необходимая для забивки винтовых свай. Обычно все, что нужно, — это мини-экскаватор.

Детские площадки

Из всех возможных способов использования спиральных свай вы не сразу вспомните игровую площадку. Однако закрепить современную детскую площадку проще простого, чем винтовые сваи.Монтажный кронштейн можно подсоединить к установленным сваям перед закреплением рекреационного оборудования. С помощью полностью надежной системы крепления игровая площадка может быть защищена от любых сил, которые могут на нее воздействовать, а когда безопасность детей является проблемой, полная надежность всегда является первым приоритетом.

Палатки для праздников

Когда вы устанавливаете групповые палатки в одном и том же месте снова и снова для повторяющегося события или серии событий, имеет смысл предоставить более постоянную систему крепления для этих групповых палаток.Идеальное решение проблемы — установить столько винтовых свай, сколько потребуется, чтобы вместить количество возводимых палаток, и просто прикрепить палатки к полупостоянным винтовым сваям. Мало того, что палатки будут стабильными, вам не придется заново изобретать колесо для каждого года. В качестве дополнительного бонуса, используя полупостоянные сваи, некоторые стили палаток могут позволить вам устранить или уменьшить количество проводов, по которым посетители могут споткнуться.

Променад

Дощатые настилы обычно располагаются в непосредственной близости от какого-либо водоема, обычно океана, и это затрудняет их охрану.Не проблема для опытного установщика винтовых свай. Сама конструкция дощатого настила может быть безопасно установлена ​​значительно выше нормальной ватерлинии и может быть прикреплена скобами к сваям. Зоны, подверженные наводнениям, могут быть даже зонированы, чтобы в будущем можно было использовать спиральные сваи, потому что они очень эффективны при закреплении конструкций на воде или вокруг нее. Также важно отметить экологичность винтовых свай для тротуаров на заболоченных территориях. Он не имеет себе равных по сравнению с другими методами фундамента, так как не требуется заливка раствора, нет грунта от бурения и остаются только сваи.В результате проект оказывает очень низкое воздействие на окружающую среду и не представляет угрозы для окружающей дикой природы.

Инновационные фонды повсюду

Конечно, не во всех проектах можно использовать винтовые сваи. Но они являются невероятно полезным и эффективным решением, когда строительство нужно было начать вчера. Это особенно актуально для надземных сооружений, при строительстве на участках рядом с водой, а также в проектах с ограничениями доступа, которые могут затруднять работу более крупной техники.

Компания Conte предлагает линейку неглубоких спиральных свай, производство и установка которых обходятся дешевле, чем их более крупные аналоги.