Как правильно выбрать винтовые сваи
Как правильно подобрать винтовые сваи по размеру: диаметру и длине?
Винтовые сваи – не затратный и надежный тип фундамента для строительства легковесных построек на слабых грунтах.
Чтобы фундамент исправно служил весь отведенный срок, необходимо исследовать геологию участка, найти проектные нагрузки и на основе полученных данных выбрать нужную конфигурацию опорных элементов.
Обсудим в статье размеры винтовых свай, какими они должны быть, чтобы фундамент был надежным и как правильно выбрать нужный размер.
Параметры элементов для строительства крепкого фундамента
Ассортимент металлических винтовых свай на отечественном рынке удивит начинающего строителя своим разнообразием.
Производители предлагают опорные элементы, отличающиеся между собой диаметром, длинной и массой.
От этих параметров меняется сопротивляемость фундамента нагрузкам, поэтому их обязательно нужно учитывать в предпроектных расчетах.
Под строительство легких и малоэтажных сооружений обычно используют трубы с диаметром наружного сечения в пределах 57 – 159 мм. Но для участков со сложным грунтом и для тяжеловесных построек целесообразно выбирать опоры с диаметром трубы более 200 мм.
Для почв с близким залеганием подземных источников и точкой промерзания на глубине 1,5 м подойдут сваи длиной 1,65 м, но в условиях переувлажненных грунтов высота столба может достигать 9 м. При этом толщина стен стальной трубы и лопастей должна быть равной или больше 4-5 мм.
Выбирая конструкцию, строители обращают внимание на ее массу, которая в свою очередь связана с длиной и диаметром опоры.
Зависимость между параметрами отражена в таблице:
D, мм | Масса (кг) в зависимости от длины опоры (м) | |||||||||||
1,6 | 2 | 2,5 | 3 | 3,5 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
57 | 11 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 24 | 28 | 32 | 36 | 40 | |
76 | 12 | 14 | 17 | 19 | 22 | 25 | 30 | 36 | 42 | 48 | 53 | |
89 | 14 | 17 | 20 | 23 | 26 | 29 | 36 | 42 | 48 | 54 | 60 | |
108 | 22 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 55 | 65 | 75 | 85 | 95 | |
133 | 27 | 31 | 38 | 44 | 51 | 57 | 70 | 84 | 94 | 110 | 124 | |
159 | 38 | 45 | 55 | 64 | 74 | 83 | 102 | 121 | 140 | 159 | 178 |
В большинстве случаев для частного домостроения строители выбирают трубы диаметром 108 мм и не менее 2 м.
При возведении беседок, бань и гаражей можно использовать опоры с меньшими габаритами: d 76мм на 1,5 м или d 89 мм на 2,0 м.
Под некоторые типы ограждений также требуется закладка фундамента, при этом диаметр сваи может быть равным от 54 до 108 мм.
Эксперты отмечают, что лучше выбрать сваю подлиннее, потому что в случае необходимости ее гораздо проще обрезать, чем нарастить, если высота фундамента окажется недостаточной.
Зависимость размера оголовка от диаметра опоры
Типовой размер винтовой части свай имеет ширину и высоту, равные 25 см. Как правило, для оголовков используют высокопрочную сталь (09Г2С, 3СП5 и другие марки). При этом толщина конструктивного элемента должна составлять не меньше 4 мм. Зависимость между основными параметрами лопасти отражена в таблице:
Параметры винтовой части сваи, мм | ||
D внутренний | D внешний | шаг гибки лопасти |
57 | 200 | 3 |
89 | 250 | 4 |
108 | 300 | 5 |
133 | 350 | 6 |
Внутренний диаметр оголовка должен соответствовать размеру сечения сваи. Для различных нужд используют определенные типы оголовков, которые отличаются раскроем конуса. Для сложных грунтов используют сваи с усиленными удлиненными лопастями.
Как связана допустимая нагрузка с размером элементов свайно-винтового основания?
В задачи архитектора входит рассчитать, какую нагрузку может выдержать одна опора по отношению к их общему количеству. Самыми популярными на сегодняшний день остаются столбы с диаметром 57 – 159 мм. Нагрузки на каждый столб в зависимости от его толщины приведены в таблице:
Диаметр опоры, мм | Допустимая нагрузка, т |
57 | 1,5 |
89 | 3,5 |
108 | 4,5 |
133 | 7,0 |
159 | 10,0 |
Исходя из представленных значений можно судить о назначении элементов:
На несущую способность столба влияют характеристики грунта: чем слабее порода, тем меньше допустимая нагрузка.
Взаимосвязь между параметрами отражена в таблице:
Тип грунта | Несущая способность участка, кг/см 2 | Максимально допустимые нагрузки при высоте подземной части фундамента (м) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1,5 | 2 | 2,5 | 3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Глинистые почвы | 4-6 | 3,5-4,5 | 4,5-5,5 | 5,5- 6,0 | 5,8-6,7 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Песок с небольшим содержанием глины | 3,4- 5,4 | 3,2-4,3 | 4,1-5,2 | 4,6-5,6 | 5,4-6,4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Песчаные почвы:Что определяет выбор диаметра сечения конструкций?Используя опоры с большим диаметром сечения, строители обеспечивают гарантированную прочность фундамента. Но при строительстве легковесных сооружений экономически нецелесообразно переплачивать за большие габариты свай.
Взять сведения по геологии грунта собственник может из актуальной справочной документации, но получить достоверные значения можно только в результате лабораторного анализа проб почвы. Рекомендации экспертов по выбору диаметра: Как выбрать длину свай?Длину опор выбирают с учетом необходимой высоты фундамента, которая в свою очередь складывается из следующих параметров: Таким образом, длина винтовой сваи в большей степени зависит от геологических особенностей участка. Высота цоколя тоже определяется типом почвы. Например, изменение уровня грунта с высокой степенью пучения и максимальной глубиной промерзания 1,5 м в зимний период может достигать 20 см.
ЗаключениеСоставляя проект, выбирают параметры фундамента и придерживаются установленных значений. Только так можно добиться оптимального соотношения между качеством полученного результата и финансовыми затратами на строительство основания. При этом расчет фундамента у неопытного застройщика может вызвать затруднения, что приведет к ошибкам и нарушениям технологии. Поэтому, собственнику, который не имеет опыта и квалификации в данной сфере, стоит доверить проектные расчеты профессионалам. Любые отклонения в процессе строительства должны быть согласованы с инженерами, которые проводили расчеты. Как правильно выбрать винтовые сваи для фундаментаДискуссия о том, каким должен быть фундамент для индивидуального дома – явление не проходящее и, в принципе, нормальное. Да, монолитная плита или ленточная основа – конструкции надежные и долговечные. Однако, бетонные сооружения, обладая несомненными достоинствами имеют и весомые недостатки. Самые ключевые – долгосрочность возведения и дороговизна. Действительно зачем платить больше, если существуют альтернативные технологии, не уступающие по эксплуатационным качествам и требующие в разы меньших капиталовложений.
На что обращать внимание при выборе свай в первую очередьКакой толщины должны быть сваиЗдесь необходимо разделять две толщины: трубы и лопасти. А еще в продуктовой линейке любого производителя изделия делятся на несколько категорий: В качестве примера возьмем ходовую сваю диаметром 108 мм. Она поставляется в 3 вариантах: Как видно, разница в параметрах очень незначительная. На самом же деле имеет место существенное различие в несущей способности сваи и ее долговечности. Естественно при выборе толщины стенки огромное значение имеет экономическая целесообразность. Поэтому для свай, используемых для неответственных строений (беседка, теплица, забор), достаточной является 3-3,5 мм труба. Для гражданских строений (дом, баня, гараж) достаточной является 3,5-4,5 мм толщины трубы. А уже для промышленных объектов (ангар, кирпичное сооружение, тяжелые строения) используются более толстостенные трубы.
Диаметр винтовой сваиНесущий потенциал сваи и ее диаметр прямопропорциональны. У более мощных стоек больший показатель диаметра поперечного сечения. Наибольшее практическое применение в малоэтажном строительстве и бытовой сфере нашли изделия диаметром 57-133 мм, к примеру:
Вид наконечникаДело в том, что в сваях с литым наконечником лопасть, по сути, приварена только к конусу и при вкручивании есть риск, что наконечник отлетит. Для сварных конструкций это неактуально, поскольку лопасть посредством современной высокотехнологичной сварки приваривается и к трубе, и к конусу. Такой подход дает возможность обезопасить и наконечник, и лопасть от дефектов.
Защитное покрытиеОпоры будут служить значительно дольше, если еще на этапе производства правильно защищены поверху. При этом могут быть использованы различные материалы:
Все, что нужно знать о винтовых сваях для фундамента
За этот период их конструкция совершенствовалась, создавались новые виды, способные удерживать здания в подвижных грунтах и оптимизировать затраты. Именно винтовые сваи, созданные в 1833 году ирландским инженером Александром Митчеллом, обеспечивают совмещение качества и экономии. Что это такое?Винтовые сваи являются разновидностью опор, обеспечивающей применение различных техник завинчивания. Они дополнительно оборудуются лопастями и вкручиваются вручную или механически. Основа сваи (ствол) состоит из трубы, в которую можно вставить стержень для ввинчивания. Нижняя часть ствола конусообразная со спиралеобразными лопастями. Верх (оголовок) покрывается металлической площадкой.
Какие бывают виды?Качество изготовления сваи, регламентировано ГОСТом, дополнительно существуют отдельные положения в ТУ, СНиПах и СП. Они имеют обобщенную классификацию и отличия в зависимости от ландшафтных особенностей, вида здания и прочих деталей. Саморезный тип
Получили они свое название благодаря особенностям конструкции, придающей им схожесть с большим саморезом по дереву или металлу. На заостренном конце размещается многовитковая спираль, обеспечивающая беспрепятственное погружение в грунт, заканчивается спираль на стволе. Ее длина зависит от задач, для которых конструкция изготовлена, например, удлиняют спираль для увеличения площади контакта с грунтом. Основными преимуществами саморезного типа являются: Широколопастный и узколопастный типШироколопастные сваи наделены одной или парой лопастей на одном или полутора витках, в то время как узколопастные являются многовитковыми и обладают одной лопастью. Широколопастные применяются в ответственных местах основания, под: Оба варианта классифицируются по нескольким признакам.
В свою очередь широколопастные сваи в зависимости от конфигурации лопасти применяются для грунтов:
По типу наконечникаНаконечники могут быть литыми или сварными. Первые приваренные к основе, не имеют швов, геометрически точные, обладают большой (до 6 тонн) несущей способностью. Конструкции с литыми наконечниками дороже чем со сварными, так как обеспечивают качественные и надежные показатели эксплуатации. При выборе сваи со сварным наконечником следует быть предельно внимательным. Такие изделия имеют приваренные лопасти и наконечник. Они имеют невысокую себестоимость и доступные к кустарному изготовлению. Ввинтить опору со сварным наконечником можно без спецтехники вручную. Эксперты рекомендуют использовать такие сваи для времянок, заборов и прочих некапитальных построек, в которых время пребывания человека ограничено. Однолопастный и многолопастный типОднолопастные – с одной лопастью, предназначены для грунтов с хорошей несущей нагрузкой, из-за особенностей модификации уход сваи происходит при достижении критической нагрузки. Многолопастные – с 2-мя и более используются для различных видов грунтов, в том числе и для слабонесущих. Благодаря множественному количеству лопастей и задействованию ствола в работе, опора способна проявлять сопротивление вытеснению. Конструкция с несколькими лопастями при небольшом диаметре ствола показывает высокие результаты в процессе горизонтального углубления.
Для малых и больших нагрузокЧтобы свая выдержала нагрузку и служила длительное время следует учесть длину ствола без учета наконечника и опоры. Архитектор, проектируя здание должен определить не только его размеры, вес и особенность несущих стен, но и диаметр, толщину опоры, длину ее ствола. Согласно нормативам: Для каждого параметра сваи установлены оптимальные несущие возможности, например:
Толщина металла для стволаТолщина стенки ствола может быть з-х видов:
Толщина лопастиТолщина лопасти имеет такую же важность, как и ствола. Например, толщина лопасти до 5 мм используется для зданий с облегченной основой или временных построек. Гражданские и промышленные объекты требуют усиленной основы, в основании которой лежат сваи со стенками от 6 мм. Марка стали
Например, для умеренных условий достаточно марки Ст3, для средней сложности происходит повышение марки до Ст20, в то время как в сильноагрессивных грунтах допустимо использовать конструкции созданы из марки стали 30 ХМА и 09Г2С. Особенности покрытияСовременные производители используют несколько вариантов покрытий, каждый из которых имеет свои преимущества. При достаточной прочности грунта покрытие важно только для наземной части, так как плотные грунты мало насыщены кислородом, а значит и коррозия длительный период не будет происходить. В данном случае важно уделить внимание качеству стали.
ПроизводителиСуществует масса предложений по производству и монтажу винтовых свай различной конструкции и для разных грунтов. Монтаж одной сваи в среднем обойдется в 1000 рублей. Стоимость изготовления следующая:
Период эксплуатацииСогласно исследованиям западных специалистов:
ЗаключениеВинтовые сваи гарантируют качественную и длительную основу для дома или другого капитального строения. Они бывают нескольких видов, имеют определенное количество лопастей и покрываются различными материалами. Стоимость обустройства свайного фундамента и их изготовления у производителей РФ не имеют существенной разницы. Но покупатели выделяют лидеров производства, учитывая качество материалов и скорость услуг. Как выбрать винтовые сваиПри строительстве каркасного или брусового дома, веранды, дачи или бани, необходимо знать, как правильно выбрать винтовые сваи. Большинство людей, не занимающихся строительством на профессиональном уровне, даже не догадываются, что опоры бывают разные. Отличаются сваи размером, материалом изготовления, видом наконечника, допустимой нагрузкой и другими характеристиками. Самостоятельно выбирать сваи не рекомендуем, как и устанавливать их. Фундамент — ответственная часть дома, от характеристик которой зависит успех всего строительства. Что учитывать при выборе свайРоль сваи в фундаменте состоит в приеме нагрузки от веса здания и ее распределении на плотные слои грунта, которых правильно установленная опора должна достигать. Для выбора вида сваи необходимо знать: Все данные о доме соотносят с возможностями конкретных опор и определяют, какие винтовые сваи лучше для дома. Параметры выбораПрежде, чем приступить к подбору опоры, необходимо знать, какие бывают винтовые сваи и чем они отличаются. Визуальных и технических отличий может быть много, нужно определить, какие из них действительно важные и влияют на эксплуатационные характеристики, а какие не более, чем косметические. Важных параметров выбора немного: От правильного выбора параметров зависят удобство монтажа, расходы на фундамент, несущая способность конструкции и устойчивость дома. Рассмотрим некоторые параметры, позволяющие определить, какие винтовые сваи лучше выбрать, более подробно. Диаметр ствола сваиПромышленным способом производят большое количество свай самых разных диаметров. В большой степени несущую способность свай определяет диаметр ствола. В частном строительстве используют опоры из сравнительно небольшого диапазона размеров — 57 — 133 мм. Используя такие сваи, легко решить практически все вопросы по монтажу оснований. В частности: Правильно выбрав диаметр опоры, необходимо проверить, из какого металла она сделана. От марки стали зависит, как долго прослужит фундамент, как свая будет реагировать с химическими элементами, содержащимися в почве. Материалы изготовления свайПри решении задачи, как выбрать винтовые сваи на каркасный дом, необходимо знать, из какой стали они могут быть сделаны. Для производства используют марки: Кратко о каждой из марок. Углеродистая сталь Ст3 — самый популярный материал для изготовления свай небольшого диаметра. Это пластичный, хорошо свариваемый сплав, отличающийся невысокой ценой, легкостью обработки, но обладающий недостаточной коррозионной стойкостью. Сваи из Ст3 пригодны для заборов, временных складов. Навесов. Ст10 — конструкционная углеродистая сталь с высокими прочностными показателями. Как правило, из этого сплава изготавливают лопасти свай, чему способствует легкость обработки и хорошая свариваемость. Ст20 — конструкционная сталь с высоким содержанием углерода. Пластичная, но, одновременно, прочная, поддается цементации. Применяется для производства стволов свай среднего и большого диаметра под ответственные объекты. Из листовой Ст20 изготавливают лопасти. 09г2с — сталь повышенной прочности, используется для свай под промышленные объекты и дома, находящиеся в регионах с холодным климатом (выдерживает морозы до — 70 оС). 30ХМА — легированная сталь, для производства свай используется редко из-за высокой стоимости готовой продукции. Используют нержавеющие сваи для исключительно важных объектов первого класса ответственности. Длина свайОпределить, как выбрать длину винтовой сваи, несложно. Нужно знать геологические особенности участка — тип грунта, уровень залегания плотных слоев, глубину промерзания. Эти данные можно взять с таблиц, ориентируясь на регион постройки дома, или заказать изыскания на участке. Первый способ дает усредненные данные и применим при строительстве небольших зданий и пристроек, а для жилых домов в один-два этажа необходимо выполнить обследование площади. Также при расчете длины учитывают количество и вид лопастей, высоту цокольной части дома, толщину стенок ствола. Определив максимально возможную для данной широты глубину промерзания грунта, необходимо выбрать такую длину опоры, чтобы верхняя часть лопасти находилась на несколько сантиметров ниже. Высота цоколя (длина надземной части сваи) должна быть выше уровня снегового покрова. Если это невозможно, то не менее 0,5 м над почвой.
|