Чертеж фундамент свайный фундамент

Обновлено: 10.05.2024

Свайно-винтовые фундаменты пользуются все большей популярностью. Это объясняется, конечно, в первую очередь простотой и доступностью технологии.

Однако при всей простоте проектированию и установке свайно-винтового основания все же присущи некоторые особенности, забывать о которых не стоит.

1. Грунтовые условия площадки строительства

При назначении параметров винтовых свай и последующей разработке проекта обязательно должны учитываться данные о грунтах в пятне застройки. Почему это важно?

Практически все параметры (геометрические, конструктивные) подбираются под конкретные грунтовые условия:

при выборе длины учитываются глубина залегания грунтов с достаточной несущей способностью и нормативная глубина промерзания грунта в регионе (подробнее «Как подобрать длину свай для фундамента?»);
при расчете расстояния между лопастями, шага, угла наклона лопастей (для модификаций с двумя и более лопастями) учитываются тип и свойства грунта площадки строительства. Это необходимо для того, чтобы обеспечить включение в работу конструкции максимального объема околосвайного массива грунта ненарушенной структуры (подробнее «Особенности расчета многолопастных винтовых свай»);
при назначении диаметра и количества лопастей учитывается несущая способность грунтов. А чтобы структура грунта при погружении нарушилась минимально и способность конструкции к восприятию проектных нагрузок не снизилась, под конкретные грунтовые условия подбирается конфигурация лопасти (подробнее «Ключевые принципы подбора параметров лопастей»);
чтобы срок службы здания/сооружения соответствовал требованиям ГОСТ 27751-2014 «Межгосударственный стандарт. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения», марка стали и толщина стенки ствола и лопасти должны соответствовать степени коррозионной агрессивности грунтов (подробнее «Коррозия: причины и способы защиты», «Расчет толщины стенки ствола»).

Кажется, что такой объем данных дадут только полноценные геологические изыскания, но это не так. Процедуры, разработанные и введенные в качестве обязательных компанией «ГлавФундамент», – геотехнические исследования грунтов и измерения коррозионной агрессивности грунтов (КАГ) – позволят получить всю необходимую информацию. Так как исследования адаптированы под ИЖС их цена не высока (подробнее «Геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов»).

2. Воздействие на фундамент разных величин нагрузок

На фундаменты объектов ИЖС воздействуют несколько типов нагрузок:

под ответственными несущими узлами и конструкциями сооружения;
под несущими и самонесущими стенами;
под ненесущими перегородками, лагами пола.

Только добившись равномерного распределения запаса прочности по всему фундаменту можно увеличить срок его службы, сделать основание более надежным.

Поэтому каждый тип воздействия требует использования определенной конструкции винтовой сваи. При этом способность к восприятию проектных нагрузок обеспечивается в первую очередь количеством, диаметром и конфигурацией лопастей, а толщина стенки и диаметр ствола гарантируют, прежде всего, соответствие требованиям к жесткости, прочности, долговечности.

О том, какие модификации лучше устанавливать под разный тип нагрузки подробнее рассказывается в статье «Расчет свайного фундамента». Она также поможет правильно выполнить сбор нагрузок от сооружения, расставить сваи в фундаменте и т.п.

3. Разметка фундамента из винтовых свай

Одно из немаловажных преимуществ свайно-винтового фундамента заключается в том, что все работы по его строительству можно выполнить самостоятельно, без привлечения специализированных организаций и тяжелой строительной техники.

Обо всех этапах строительно-монтажных работ можно узнать из «Видеоинструкции по установке». Здесь же речь пойдет о самом первом шаге – разметке фундамента из винтовых свай своими руками.

В самом начале определяются места, в которых впоследствии будут установлены две угловые сваи, расположенные на одной оси фундамента будущего сооружения. Они привязываются к границам земельного участка по трем точкам (в качестве точек могут быть использованы любые статичные объекты – дорога, забор, дерево).

Если участок имеет перепад высот в пятне застройки, разметка осуществляется в соответствии со схемой (рис. 1) колышками, длина которых должна быть не меньше величины перепада.

Рисунок 1 – Схема выполнения разметки в условиях перепада высот (ПК1, ПК2 – пикет, точка фиксации на местности)

«Базовая» свая завинчивается в верхней точке, в соответствии с минимальной высотой цоколя (рис. 2).

Рисунок 2 - Определение местоположения «базовой» сваи

После того как установлены две «базовые» сваи с помощью двух рулеток вымеряется местоположение третьей угловой сваи (рис. 3): для этого одна рулетка растягивается от первой сваи на длину стороны фундамента, вторая – от второй сваи на длину диагонали фундамента (замеры выполняются строго по уровню, а не по поверхности грунта). В месте их пересечения завинчивается третья свая. Затем по аналогии – четвертая.

Рисунок 3 - Определение местоположения третьей и четвертой угловой сваи

После того как закручены четыре угловые сваи, по периметру свайного поля натягивается шпагат (нельзя допускать ни малейшего провисания). С помощью маркера и рулеток на шпагате отмечаются точки установки свай. После погружения свай по периметру шпагат натягивается внутри свайного поля и закручиваются оставшиеся сваи (рис. 4).

Рисунок 4 - Очередность установки винтовых свай на примере дома 6х6

Свайный фундамент на сегодня является достаточно распространенным решением в малоэтажном загородном строительстве. Его можно устанавливать в любое время года, для этого не нужна специальная техника или использование особых эксклюзивных технологий. Однако такое основание прослужит без проблем достаточно долго только при условии, что оно будет правильно спроектировано еще на этапе создания чертежа.

Зачем нужен чертеж свайного фундамента?

Начинать строительство фундамента на винтовых сваях, не имея под рукой его плана, практически бессмысленно.

точно определить места установки винтовых свай, что позволит избежать деформации фундамента в дальнейшем;
четко выдержать нужные расстояния между свайными изделиями;
представить, как будет выглядеть обвязка свай и как лучше ее сделать;
рассчитать количество бетона, которое понадобится для последующего бетонирования ростверка;
указать точные размеры отверстий под крепления, которые будут расположены в строго отведенных местах и т.д.

Пример основного чертежа свайного фундамента.

Что учесть при составлении чертежа свайного фундамента?

Очень часто составление чертежей свайных фундаментов поручают профессионалам в строительных фирмах. Однако это достаточно дорого и такие затраты не всегда оправданны. Если вы хорошо разбирались в школе в геометрии и черчении, вам вполне под силу сделать чертеж для небольшого дома самостоятельно. Для этого необходимо выполнить следующие операции:

Для того чтобы чертеж можно было без проблем перенести на местность и правильно выполнить разметку, необходимо максимально точно соблюдать правила масштабирования. Если какую-то часть фундамента вы хотите вынести отдельно в виде укрупненного рисунка, ее масштаб следует указать отдельно. Стандартные пропорции для масштабирования чертежей основания строений – это 1:400, 1:300, 1:200 и 1:100. Очень хорошо сделать на чертеже координатную сетку: это гарантирует сохранение правильных расстояний между элементами фундамента. Такую же роль может сыграть и разметка по осям. Крайние и разбивочные оси рекомендуется нанести не только на общую схему, но и вынести их отдельно для начертания дополнительных элементов (опорных колонн и т.д.). Между этими видами осей обязательно должно быть указано точное расстояние.
Чертеж фундамента на сваях нельзя брать «с потолка»: для его составления понадобятся дополнительные расчеты. При их проведении учитывают множество факторов, основные среди которых тип почвы на земельном участке (ее плотность, глубина протекания подземных вод и т.п.), общий вес здания, которое планируется возвести, и степень постепенного возрастания нагрузки на основание в процессе использования. На основании полученных сведений проектировщик принимает решение о том, какие материалы для изготовления основания окажутся лучше всего (тип бетона, материалы для гидроизоляции, вид металлической арматуры для обвязки в зависимости от качества стали и т.д.). Также необходимо определиться с геометрическими характеристиками опоры (диаметром свайных изделий и толщиной их стенок, заглубленностью основания, при монтаже свайного фундамента ленточного вида – формой и диаметром сечения, а также шириной опорных конструкций строения и т.д.).
Очень важно делать чертеж по расчетам, учитывающим определенный запас прочности, поскольку непредвиденные нагрузки на свайный фундамент угадать сложно.

Инженеры за расчетами.

На чертеже свайно-винтового основания обязательно наносятся сечения его конструкционных элементов, где указываются все геометрические размеры опор, размеры уступов и отмостки, а также место их расположения. Неплохо будет привести и такие параметры, как толщина теплоизоляционного или гидроизоляционного слоя.

Для сечений обычно берут отдельные рисунки или же при небольших размерах рисуют их на основном чертеже. Масштаб для их нанесения – 1:50, 1:25, 1:20.

К чертежу фундамента на сваях обязательно прилагают:

таблицу предельно допустимых нагрузок;
сведения о спецификации всех деталей, устанавливаемых ниже нулевого уровня (металлоконструкции, изделия из железобетона или бетона);
план установки и развертку;
примечания относительно конструктивных особенностей фундамента, монтажа гидро- и теплоизоляции и т.д.

Пример полного набора чертежей свайного фундамента, построенных в программе.

План свайно-винтового фундамента позволяет сделать точную разметку поля свай с тщательной привязкой к координатным осям. Положение каждого свайного изделия на плане определяется следующими принципами:

Сваи обязательно размещают по периметру строения, исключительно под его наружными стенами.
Под внутренними несущими стенами монтируют дополнительные опорные элементы, причем расстояние между ними во всех направлениях должно составлять более 3 м.

Если фундамент снабжен ростверком – имеет смысл привести схему его установки.

У нас на сайте есть отдельная статья, где можно более подробно узнать о расчетах нагрузки и осадки свайных фундаментов.

Особенности чертежей ленточного свайного фундамента

Если вы собираетесь делать свайный фундамент по ленточному типу, обязательно отметьте на плане:

места, где будут проходить коммуникации, с указанием диаметра отверстий, необходимых для их монтажа, и их нижней границы;
вид и диаметр сечения свай;
тип и устройство подбетонка;
глубину установки частей основания на каждом отрезке.

На плане такого фундамента очень важно правильно указать все координаты и характеристики первого блока, с которого начнется закладка фундамента и который будет отчетным, поскольку остальные элементы основания будут привязаны к нему. Все границы этих элементов также необходимо привести максимально точно.

Фрагмент чертежа ленточного свайного фундамента.

Обязательно следует указать на плане уровни. За нулевой уровень принимается уровень пола первого этажа строения. Кроме него, на плане также отмечают уровень обреза, нижней границы фундамента и поверхности почвы. Чтобы быстро определить место сечения для опор строения ленточного вида, на общий план наносят отметку секущей плоскости – прерывистую черту со стрелками, которые указывают направление.

Программы для создания чертежей свайного фундамента

Облегчить жизнь владельцу дома помогут следующие программы проектирования свайного фундамента:

nanoCAD Конструкции, в которую входит модуль для проектирования фундаментов. Она обладает функцией расчета свайного поля исходя из несущей способности свайных изделий и позволяет выполнить расчет основания с учетом всех деформаций.
StatPile, «Расчет оснований фундаментов 7.6.0» – достаточно простые программы, которые позволяют произвести расчет фундамента по деформации, несущей способности или двум параметрам сразу.
«ФОК Комплекс», позволяющий рассчитать и создать чертеж свайного поля, состоящего как из традиционных рядов свай, так и из свай, расставленных в шахматном порядке.

Примеры чертежей свайных фундаментов

Если грунт неустойчив и обладает малой несущей способностью, наилучшим выходом станет свайно-ростверковый фундамент. Пример его чертежа выглядит таким образом:

Чертеж свайно-ростверкового фундамента.

Пример расчета стандартного свайного поля приведен ниже:

Чертеж стандартного свайного поля

Сечение свайного фундамента на плане зачастую выглядит так:

Чертеж сечения свайного фундамента

Сделать чертеж свайного фундамента без проблем, особенно при использовании специального программного обеспечения легко удастся даже не профессионалу в строительстве.

Забивной свайный фундамент – вид фундамента, при котором погружение свайных столбов осуществляется без предварительного извлечения грунта для установки. Классический метод установки – забивание свай ударным методом. Для этого используются специальное сваебойное оборудование – гидравлическое, паровоздушное или дизель-молоты. В некоторых случаях для погружения свай используются другие способы. К ним относятся установка с помощью вибрации и вдавливания. Наземная часть свай скрепляется ростверком.

Чем отличаются набивные и забивные сваи

Забивные сваи. Готовые свайные столбы, при помощи специальной техники, загоняются в землю на необходимую глубину.

Буронабивные сваи. Изготавливаются в процессе строительства фундамента. В местах установки проводится бурение скважины на глубину погружения будущей сваи. Затем в скважину устанавливается арматура, после чего отверстие заполнятся цементным раствором. Иногда, при обустройстве фундамента на неустойчивых почвах, для дополнительной надежности в скважину помещается металлическая труба и только затем проводится бетонирование.

Достоинства и недостатки забивного свайного фундамента

Эксплуатационные особенности, а также достоинства и недостатки зависят в первую очередь от материала и технологии изготовления свай. Но существуют и общие характеристики.

Достоинства забивного фундамента

Обладают высокой прочностью и способны выдерживать большие нагрузки, особенно фундаменты на железобетонных сваях.
Монтаж фундамента не требует серьезной подготовки участка и объемных земляных работ.
Идеально подходит для затопляемых территорий, так как есть возможность поднять дом над уровнем затопления.
Монтажные работы, не смотря на трудоемкость, проводятся в короткие сроки.
При возведении забивного основания, почва не разрыхляется, а наоборот, утрамбовывается, за счет чего повышается надежность и устойчивость конструкцию.
Нагрузки на фундамент передаются на глубинные плотные грунты. Это увеличивает несущую способность основания.

Забивной фундамент на практике: возведение при помощи специального оборудования.

Недостатки

Необходимость привлечения спецтехники.
Могут возникнуть сложности с оборудованием цокольного помещения.
Фундамент недостаточно надежен на набухающих и просадочных грунтах.
Возможна неравномерная усадка фундамента. Причиной может послужить различие в плотности грунта и разная нагрузка на сваи.

Классификация свай забивного типа

По типу сечения столбы бывают:

цельными;
трубчатыми (диаметр которых не превышает 80 см и которые имеют грунтовое ядро);
Н-образными;
с закрытым концом.

По материалу изготовления могут быть:

из древесины;
из стали;
железобетонными.

Особенности деревянного забивного фундамента

Деревянные забивные сваи используются в тех случаях, когда подошва фундамента располагается ниже залегания грунтовых вод.

Для изготовления свайных столбов используются смолистые и устойчивые к гниению породы деревьев – сосна, дуб, ель, пижма, кедр и т.д.

Деревянные сваи чаще всего имеют ширину сечения от 25 до 30 см, а погружение в почву может достигать 12 метров. Конец, который погружается в почву, обязательно должен быть заострен. Если фундамент возводится на плотной почве, на заостренный конец надевается колпачок из стали. Наземная часть столба оформляется под наголовник или стальной бугель.

Забивной фундамент на деревянных сваях.

Различают три вида забивных деревянных свай.

Одиночные. Классические деревянные столбы, которые монтируются по одному.
Пакетные. Свая представляет собой несколько брусьев (обычно 3 или 4 шт.), составленных вместе.
Сваи из клееного бруса. Основное достоинство этого вида – возможность изготовить свайный столб любой длины. Технология изготовления клееного бруса заключает в себе склеивание высушенных и строганных досок. Для работы применяются био- и водостойкие клея, что повышает долговечность и эксплуатационные характеристики изделия.

Заглубление деревянного столба должно проходить на глубину не менее 1,2 метра. Обязательно учитывается уровень промерзания грунта – свая погружается ниже ее как минимум на 0,5 м.

Достоинства и недостатки деревянного забивного фундамента

Основным недостатком такого основания является подверженность древесины гниению. Регулярно меняющийся уровень влажности в почве значительно сокращает срок службы свай из древесины.

К достоинствам деревянных основания относят:

экологичность;
способность к восстановлению прежних свойств после некоторого давления;
простоту монтажа;
невысокую стоимость.

Особенности забивного фундамента на ЖБИ-сваях

Железобетонные сваи бывают двух видов – цельными и полыми. Полые изготавливаются при помощи центрифуги, имеют чаще всего круглую форму и используются в строительстве одноэтажных зданий. Не подходят для возведения фундамента в сейсмически активных зонах, торфяных почвах. В отличие от цельных, полые свайные столбы имеют меньший вес, что значительно упрощает работу с ними.

Маркировка свай из железобетона в соответствии с ГОСТом

«С» – столбы с поперечным армированием.
«СК» – сваи круглые, имеющие полость.
«СП» – столбы квадратной конфигурации, имеют круглую полость, за счет чего снижается их вес. Армируются как напрягаемым, так и обычным методом.
«СГ» – прямоугольные сваи из тяжелого бетона. За счет увеличения площади сечения, отличаются большей несущей способностью, чем квадратные.
«СЦ» – сваи с квадратным сечением без поперечного армирования.
«1СД» – колонновидные сваи.
«2СД» – колонновидные сваи, предназначенные для установки по средним осям.
«ССН», «ССВ» – составные свайные столбы.

Железобетонные сваи сплошного сечения

Цельные сваи бывают нескольких форм – Н-образные, круглой, квадратной или прямоугольной конфигурации.

Особенности армирования

Для изготовления используется гидротехнический бетон и стальная арматура. Армирование может быть как обыкновенным или натяжным.

Особенность армирования с помощью предварительно напряженной арматуры в том, что металлический элемент, прежде чем бетонировать, растягивают с помощью домкрата или другого приспособления.

Также растяжение можно усилить при использовании электричества – через арматуру пропускается огромный ток, что приводит к нагреву металла и он расширяется. Арматура фиксируется в этом состоянии на протяжении всего цикла бетонирования сваи.

Расположение арматуры внутри сваи.

После застывания бетона, напряжение с металлического элемента снимается – прекращается подача тока или ослабляется фиксация домкратом. Такой способ увеличивает прочность изделия.

Между бетоном и металлом возникает напряжение, так как металлический элемент пытается сжаться, а бетон – сохранить свои позиции – старается растянуть металл в прежнее состояние. Это дает возможность частично потянуть армирующий элемент на изгибе и повысить прочность всей конструкции.

В зависимости от положения, сваи армируются двумя способами.

Продольное армирование. Представляет собой основную рабочую арматуру.
Поперечное армирование. Его цель – объединить продольную арматуру и принимать ударную нагрузку в процессе забивания сваи.

Применение забивного ЖБИ фундамента

Железобетонный свайный фундамент – наиболее распространенный тип фундаментов. Он используется для:

строительства частных домов;
строительства производственных зданий и сооружений;
строительства многоэтажных и малоэтажных построек;
для построек из кирпича, древесины, газобетона, пеноблоков и других материалов;
как основание под каркасные дома, гаражи, беседки и другие хозяйственные постройки.

Особенности ЖБИ-фундамента

Бетонные сваи обладают высокой прочностью и выносливостью. Согласно ГОСТу, прочность бетонного столба должна быть не меньше 200 кгс/см 2 . Минимальный вес, который может выдержать свая – 125 тонн.
Бетон склонен к разрушению в неблагоприятной среде – почвах с высоким содержанием хлоридов, кальция, сульфатов и других минеральных солей и щелочей.
Большой вес ЖБИ-свай затрудняет транспортировку и установку.
Использование для фундамента того или иного типа свай зависит, в первую очередь, от особенностей почвы.

Подбор типа ЖБИ-основания под почву

Свайные столбы напряженного армирования применяются для установки в грунтах, обладающих средней плотностью.
Сваи обычного армирования – для монтажа на песчаных и глиняных почвах.
Свайные столбы продольного ненапряженного армирования – на грунтах склонных к сжиманию, не имеющих глины и валунов.
Колонновидные сваи применяются на глиняных и средней плотности грунтах.
Круглые сваи полого сечения – для одноэтажных зданий на устойчивых почвах.

Стальные забивные сваи

Изготавливаются из различного профиля – швеллера, труб и т.д. В длину различают короткие, длинные и составные.

Используются для фундаментов под любые строения, как частные, так и специального назначения, а также применяются в тех случаях, когда нет возможности возведения фундамента на железобетонных сваях.

Стальные забивные сваи.

По конструкции стальные сваи бывают:

корневидные;
конические;
анкерные;
колонны.

Чаще всего в строительстве забивного фундамента используются конические сваи.

Достоинства и недостатки фундамента на стальных сваях

Фундаменты на стальных сваях могут возводиться в сложных геологических условиях, например на почвах с высокой плотностью.

К основным плюсам относятся:

Небольшой вес.
Возможность установки на глубину до 90 м.
Возможность возведения фундамента круглогодично.
Длительный срок службы.

Минусом фундамента на металлических сваях является его подверженность коррозиям. Основание может разрушиться в очень короткий срок при неправильной технике возведения, высокой агрессивности среды эксплуатации и некачественном антикоррозийном покрытии.

Этапы возведения забивного свайного фундамента

Прежде чем приступить к монтажу фундамента, необходимо рассчитать необходимые параметры и составить проект здания и самого фундамента с учетом веса, планировки и других особенностей будущей постройки.

При проектировании учитываются несколько факторов.

Особенности грунта.

глубина залегания грунтовых вод;
агрессивность среды; ;
уровень затопления почвы и т.д.

Вес, который придется выдерживать фундаменту.

масса самого строения;
снеговая нагрузка;
эксплуатационная нагрузка (мебель, люди и т.п.);
масса кровли, чердачного перекрытия и т.д.

Места расположения свай. Сваи располагаются:

на каждом углу по наружному периметру;
на местах пересечения внутренних стен и стыках наружной и внутренней стены;
дополнительные сваи располагаются по периметру здания и внутренних помещений, расстояние между сваями должно быть не более 3 метров.

Проект расположения свай.

Процесс монтажа

Забивание свай – основной монтажный этап при возведении данного типа фундаментов.

Этап 1. Подготовительный.

Прежде чем приступить к монтажным работам, проводится подготовка территории, осуществляется отведение грунтовых вод и рытье котлована. Делается разметка территории, места установки свай отмечаются колышками.

Этап 2. Забивание свай.

Сваи с помощью спецтехники поднимаются и устанавливаются в отведенных местах. Затем с помощью сваебойной машины столбы погружаются в грунт.

Этап 3. Выравнивание.

Установленные сваи проверяются на отклонения и подрезаются до требуемого уровня.

Этап 4. Оборудование ростверка.

Наземная часть свайных столбов соединяется ростверком, чаще всего бетонным. Для его монтажа устанавливается опалубка, проводится армирование и бетонирование. Так же ростверк может быть выполнен из деревянного бруса или метала, в зависимости от материала изготовления свай.

Фундамент на винтовых сваях – одно из самых простых, универсальных и доступных решений для загородного строительства. Однако для каждого конкретного строения необходимо подобрать основание, которое окажется наиболее прочным и долговечным. Для этого необходимо уделить особое внимание проектированию и последующему устройству свайного фундамента – важнейшего элемента конструкции здания.

Начальный этап проектирования свайных фундаментов

Перед тем как обращаться в архитектурную фирму или при достаточных инженерных знаниях пытаться спроектировать свайное основание самостоятельно, следует оценить особенности участка для строительства, продумать план строения и подобрать необходимые материалы. На сегодняшний день вы сможете выбирать из забивных, железобетонных, набивных, винтовых, буровых, висячих свай или свай-стоек.

В зависимости от веса строения, его дизайна и числа свай владелец дома сможет установить:

одиночные сваи;
«кусты» из свайных изделий;
поле из свайных изделий;
ленточный фундамент на сваях.

Как производится проектирование и устройство фундамента на сваях?

Особенности проектирования фундаментов на сваях четко изложены в СП 50-102-203. Согласно этому своду правил при выполнении проектно-дизайнерских работ необходимо учитывать:

экологические требования;
сведения об опасности землетрясений в данной местности;
наличие неподалеку от места строительных работ других сооружений и объектов;
информация о нюансах конструкции здания и целях его применения;
расчетные нагрузки на основание строения;
данные геологического исследования почв.

В некоторых случаях нужна начальная оценка местности Тахеометром.

Что учитывается при создании проекта свайного фундамента?

Чтобы фундамент на сваях не разрушался на протяжении десятилетий, перед его монтажом следует обратить внимание на очень важные для строительства рекомендации:

Если дом предполагается возводить в условиях экстремального климата и агрессивной окружающей среды, перед установкой рекомендуется ознакомиться с положениями СНиП 2.03.11.
Проектирование предполагает наиболее надежные и доступные решения фундамента на сваях.
Все необходимые стройматериалы, технологические решения, изделия и типы почв должны быть отражены в действующих стандартах, технических условиях и проектной документации. Замена чего-либо возможна лишь после консультации с инженерно-проектной организацией и согласования с владельцем дома.
Все деформации фундамента на сваях, обусловленные природными факторами, обязательно строго учитываются во время закладки основания и контролируются в течение всего периода выполнения работ.
Геологические исследования желательно поручать исключительно лицензированным компаниям, которые смогут учесть влияние закладки данного основания на близлежащие строения.
Проведение проектных работ строго регламентировано техзаданием и учитывает тип сооружения согласно ГОСТу 27751. , который можно установить легко и просто, производится только после тщательного анализа условий окружающей среды и инженерно-геологических нормативов, а также изучения опыта установки таких оснований в подобных условиях.

Комбинированный свайно-плитный фундамент в сложных условиях гористой местности.

Проектирование свайно-винтовых оснований производится на основе свода правил СП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты». Для этого разработчику понадобятся следующие сведения:

Данные о физико-химических характеристиках почвы. Их получают на основе геодезических исследований, предполагающих пробуривание экспериментальных скважин в грунте и изучение его характеристик. Глубина бурения зависит от типа почвы: если она нестабильна, бурение производится до нижних слоев грунта повышенной плотности. При большой площади дома бурение производится в нескольких местах свайного поля. Этот метод позволяет также определить глубину промерзания грунта и протекания подземных вод, а также их химический состав.
В проектировании непременно учитывается положение об удалении плодородных почвенных слоев и их дальнейшем применении для восстановления плодородности земель под сельское хозяйство. В проекте также предусматривают изоляцию элементов основания, соприкасающихся с почвой, при выделении газов из земли в данной местности.
Для проектирования и возведения свайного основания очень важно правильно определить его физико-химические характеристики, среди которых удельная масса, плотность и влажность грунта, его пористость, коэффициент удельного сцепления, угол внутреннего трения.

Пристань на сваях, постройка которой осложнена наличием воды и типом грунта.

Внешние нагрузки на свайно-винтовой фундамент

Очень важно точно определить максимальную нагрузку, приходящуюся на фундамент. Она зависит от:

класса ответственности строения;
этажности дома;
размещения внутренних стен;
стройматериалов, которые используются для возведения стен, перекрытий и крыши.

Исходя из этого рассчитывают вес строящегося дома.

Нагрузки, которые действуют на основание, делятся на постоянные и временные. Постоянные – это масса постройки и давление массива почвы. Периодические бывают:

кратковременными – нагрузки от снега и ветра;
длительными – вес обстановки дома и его жителей;
специального типа – сейсмонагрузки и потенциальное влияние на свайное основание взрывной волны.

Необычное здание на свайном фундаменте с неравномерным распределением нагрузки.

Алгоритм проектных работ

Используя СНиП 2.02.3.87, проектирование свайно-винтового фундамента выполняют следующим образом:

Анализируют и оценивают информацию геологического плана, собранную на стройплощадке. На основании ее определяется глубина погружения свайных изделий и несущие свойства почвенных слоев – максимальная нагрузка извне, которую выдерживает участок почвы заданной площади. На это свойство влияет плотность почвенных слоев и их насыщенность влагой. Очень важно разделять несущие характеристики грунта и несущие характеристики основания: они могут существенно различаться, что требует сопоставления этих величин.
Определяют вид и размеры свай, используемых для возведения основания.
Рассчитывают несущие свойства свай любого типа в заданных природных условиях. После проведения теоретических расчетов, где учитывают несущие возможности почвы и все типы постоянных и краткосрочных нагрузок на фундамент, все результаты проверяют на практике, используя методы статического зондирования или динамической нагрузки.
Рассчитывают необходимое количество свай. Оно зависит от массы строения и несущих особенностей почвы. Сваи обязательно устанавливают в углах сооружения, в местах схождения всех внутренних стеновых стыков и равномерно распределяют по периметру внешних стен дома через каждые пару метров.
Сопоставляют практическое давление на одну сваю со стандартными показателями.
Делают чертеж свайного поля для конкретного строения.

После оценки местности и прочих условий создается чертеж будущего здания.

Нюансы возведения фундаментов на сваях из железобетона

Здесь при разработке проекта обязательно учитывают сопротивление почвенных слоев под опорными поверхностями свайных изделий и сопротивление, действующее на их вертикальные стенки.

Для расчета используют формулу: F_d = Y_cr*(F_df + F_dr), в которой:

Y_cr – коэффициент, отвечающий за несущие характеристики почвы (обычно равен единице);
F_df – сопротивление почвенных слоев под нижним элементом свайного изделия, вычисляемое по формуле: F_df = Y_cr*R*A, где:
Y_cr – коэффициент работы свайного изделия в грунте;
R – сопротивление почвы под опорной поверхностью железобетонного изделия;
А – площадь (см 2 ) опорной поверхности;
F_dr – сопротивление почвы к боковым стенкам столба сваи, которое находится по формуле: F_dr = u*Y_cr*F_i*H_i, где F_i – сопротивление некоторых слоев почвы боковым поверхностям сваи; H_i – суммарная толщина почвенных слоев, касающихся боковой поверхности свайного изделия.

Примеры проектирования

В качестве исходного слоя для расчета берем шестой горизонт, представляющий собой слой из песчаных частиц среднего размера и плотности. Нижнюю часть свайного изделия помещают в слой почвы на глубину l_нп ˃ 1 м или равную этой величине.

Верх ростверков под любые строения находится на границе планировочной отметки. Высоту ростверка определяют, исходя из условия максимальной надежности колонны и максимальной продавливающей нагрузки на ростверк:

где h_cm – глубина стакана; h_н – расстояние от нижней части стакана до основания ростверка.

По таблице стандартных подколонников для колонны 0,6х0,4 м глубина h_cm = 0,90 м. Значение h_н должно быть не меньше 0,4 м. То есть минимальная высота ростверка составляет H_p = 0,90 + 0,40 = 1,30 м.

Изучив справочные данные, берем нормативную высоту H_p = 1,35 м..

На рисунке расстояние между основанием ростверка и верхней частью опорного слоя l₀ = 7,25 м.

Инженерно-геологические характеристики (нестабильные почвы вокруг свайного ствола) требуют тщательной заделки свайного изделия в ростверке. Берем l_p= 0,40 м. Необходимая длина забивной сваи выходит: L_mp = l₀ + l_p + l_нс = 7,25 + 1,00 + 0,40 = 8,65 м.

Параметры проектирования свайных фундаментов

Если необходимо выяснить длину свайных изделий забивного типа с сечением 30х30 см для возведения ленточного фундамента свайного типа с цоколем, делают следующее. Нагрузки прилагаются по центру. Геологические особенности участка изображены на рисунке. Уровень пола цоколя берут на 80 см ниже уровня планировки.

В качестве основы под свайный фундамент принимают 6-й почвенный слой с песчаными частицами средней крупности и плотности. В этот слой свайное изделие погружают не меньше чем на 1 м.

Верх ростверка, который имеет толщину 0,4 м на уровне цоколя, вычисляем расстояние между основанием ростверка и верхней границей шестого слоя, составляющее 7,5 м (по рисунку).

Согласно законам приложения нагрузок выбираем свободное связывание свайных изделий в ростверке, которые заделывают на глубину 10 см. Поэтому расчетная длина сваи равна:

L_mp = l₀ + l_p + l_нр = 7,5 + 1.00 + 0,10 = 8,60 м

Проектирование свайного фундамента занимает достаточно много времени, однако это залог длительного срока эксплуатации и надежности вашего дома.

Проектирование и устройство свайных фундаментов – достаточно трудоемкий процесс. Он требует тщательного исследования геодезических характеристик и всех видов нагрузки, приходящихся на основание.

Воздействие на фундамент любого сооружения разных величин нагрузки требует одновременного использования нескольких конструкций винтовых свай с разными конструктивными и геометрическими параметрами (толщина металла, марка стали, диаметр ствола, диаметр, количество и конфигурация лопастей и др.). Это обеспечивает равномерное распределение запаса прочности по всему фундаменту и увеличивает срок его службы.
Учет грунтовых условий, разных величин нагрузки и требований к сроку службы позволяет компании «ГлавФундамент» страховать каждый построенный фундамент на 20 миллионов рублей.

Так как к уровню безопасности промышленных объектов предъявляются повышенные требования, подбор модификаций винтовых свай для них должен осуществляться только на основании детальных расчетов, которые производятся, в том числе, в программных комплексах, базирующихся на методе конечных элементов, и обязательно с учетом данных инженерно-геологических изысканий.

Для того чтобы мы могли произвести необходимые расчеты и подобрать оптимальные типоразмеры свай для Вашего объекта, Вам нужно заполнить расположенную ниже форму заказа.

Срок службы фундамента из винтовых свай зависит от коррозионной агрессивности грунта, толщины металла, марки стали, а также нагрузок, действующих на фундамент (основание для расчета остаточной толщины металла, которая, как правило, должна составлять от 1,5 до 3 мм). Покрытие винтовых свай в расчетах не учитывается, так как, во-первых, высока вероятность его повреждения вследствие абразивного воздействия грунта в процессе погружения свай, а во-вторых, оно имеет незначительный срок службы (5-10 лет). Покрытие рассматривается только как вспомогательная мера защиты от коррозии.

статического зондирования грунтов (ГОСТ 19912-2012);
коррозионной агрессивности грунтов;
о нагрузках на основание, плана сооружения;
о климатическом районе строительства и т.д.

Как показывает наш опыт проектирования и строительства фундаментов из винтовых свай, наиболее часто применяемые (так называемые «типовые») конструкции свай являются малоэффективным, а в большинстве случаев еще и необоснованно дорогим решением. Применение винтовых свай с уникальными конструктивными и геометрическими параметрами, рассчитанными по результатам зондирования грунтов (ГОСТ 19912-2012), позволяет снизить стоимость винтовых свай на 5-30 % (в зависимости от сложности грунтовых условий) без сокращения срока службы фундамента.

Расширенная гарантия (от 25 лет и выше) предоставляется на срок службы, указанный в техническом задании заказчика, если при проектировании фундамента учитывались данные зондирования грунтов (ГОСТ 19912-2012) и коррозионная агрессивность грунтов площадки строительства.

Время чтения: 10 минут Интересно, но нет времени читать?

Статья расскажет о том, какие данные в обязательном порядке должны учитываться в проекте фундамента из винтовых свай для дома 6х6, а также о том, почему готовые проекты фундаментов это в 90 % случаев переплата, а в 10 % – ничем не оправданный риск.

Содержание статьи:

1. Учет грунтовых условий в готовом проекте фундамента дома 6х6 на винтовых сваях

С точки зрения проектирования и строительства фундаментов среди всех свойств грунтов наиболее важны две группы: физико-механические и химические.

Физико-механические свойства грунтов характеризуют их физическое состояние и способность деформироваться и не разрушаться под действием внешних нагрузок.

Химические свойства грунтов обусловлены происходящими в них химическими изменениями и характеризуют их способность участвовать в химических взаимодействиях с различными веществами.

Физико-механические свойства грунтов основания являются решающими при определении способности фундамент к восприятию проектных нагрузок, а химические – срока его службы.

1.1. Физико-механические свойства грунта и способность фундамента к восприятию проектных нагрузок

К сожалению, выбирая тип фундамента и его конструктивные параметры, большинство заказчиков исходят из неверных представлений о роли несущей способности основания. Они полагают, что именно фундамент реально держит постройку, тогда как в действительности он только передает нагрузку от надземной части сооружения на грунты в основании.

В результате подобные заблуждения часто становятся причиной недооценки роли несущей способности грунтов, которая на самом деле является определяющей, что приводит к отказу от исследования грунтовых условий в пятне застройки.

Независимо от типа сооружения способность фундамента, в том числе свайно-винтового, к восприятию проектных нагрузок будет определяться в первую очередь несущей способностью грунтов (их физико-механическими свойствами), и только потом – конструктивными и геометрическими параметрами конкретных элементов самой конструкции, которые также в обязательном порядке будут назначаться с учетом данных о грунтовых условиях конкретной площадки строительства и данных о нагрузках от строения.

Поэтому говорить о несущей способности винтовых свай любых конструкций и типоразмеров бессмысленно, если нет понимания, в какие грунты они будут впоследствии погружены (таблица 1).

1.2. Химические свойства грунта и срок службы фундамента

От химических свойств грунта, а именно от степени его коррозионной агрессивности по отношению к материалам фундаментной конструкции, будет зависеть срок службы фундамента.

К примеру, вы планируете к строительству фундамент из винтовых свай, который должен эксплуатироваться без потери несущей способности на протяжении 50 лет. При этом участок предполагаемого строительства представлен глинистыми грунтами, характеризующимися в большинстве случаев высокой агрессивностью по отношению к стали.

Если вы решите проигнорировать грунтовые условия и используете под объект винтовые сваи с толщиной стенки 3,5-4 мм, то вместо необходимых 50 лет получите в лучшем случае 20. Обеспечить требуемый срок службы эти сваи смогут только в грунтах с низкой степень коррозионной агрессивности по отношению к стали.

Это показывает, что, как и в случае с несущей способностью, невозможно делать какие-либо прогнозы, не обладая информацией о грунтовых условиях в пятне застройки (таблица 1).

Некоторые ошибочно полагают, что добиться требуемого срока службы можно, если использовать покрытие. Однако вследствие высокой вероятности повреждения из-за абразивного воздействия в процессе погружения сваи, ни одно покрытие, даже самое совершенное, не может гарантировать стопроцентную защиту стали от коррозии. Да и срок службы самого совершенного покрытия – 10-15 лет, не более.

Таблица 1 - Основания для назначения параметров винтовых свай

Основания для назначения

Требования к жесткости, прочности; грунтовые условия, в том числе данные о коррозионной агрессивности грунтов (КАГ); условия эксплуатации (подробнее «На что влияет марка стали?»).

Толщина стенки ствола, мм

Данные о КАГ; требования к жесткости, прочности (подробнее «Расчет толщины стенки ствола»).

Диаметр ствола, мм

Данные о КАГ; требования к жесткости, прочности, устойчивости (подробнее «Коррозия: причины, способы защиты»).

Показатели расчетной глубины промерзания и несущей способности грунтов (подробнее «Как подобрать длину свай для фундамента?»).

Диаметр лопасти, мм, количество лопастей

Данные о нагрузках от строения (в соответствии с требованиями к устойчивости), несущей способности грунтов (подробнее «Особенности расчета многолопастных модификаций»).

Данные о физико-механических свойствах грунтов: пористость, степень насыщения водой, консистенция, гранулометрический состав и т.д. (подробнее «Ключевые принципы подбора параметров лопастей»).

1.3. Использование усредненных данных о грунтах при разработке типовых проектов

Но какая именно информация о грунтах необходима? Будет ли достаточно того, что, к примеру, 9 из 10 соседей клиента, копая колодцы на своих участках, обнаружили глину? Позволит ли это сделать выводы о физико-механических и химических свойствах грунтов в пятне застройки?

На этом этапе заказчики чаще всего допускают следующую ошибку, полагая, что если между глинистыми и песчаными грунтами и существует разница, то уж глины совершенно точно всегда будут иметь одинаковые физико-механические характеристики.

Здесь стоит вспомнить о том, что грунт – это многокомпонентная система, созданная природой. В природе нет ничего одинакового, она не любит повторений. Возьмем для наглядности ту же глину. Как правило, ее несущая способность варьируется от 1-2 до 7-8 (!) килограммов на один квадратный сантиметр. А в зависимости от степени влагонасыщения будет изменяться и степень коррозионной агрессивности по отношению к стали. В сильноагрессивной среде срок службы 1 мм стали сократится с 20 до 5 лет.

Разве при столь существенной разнице возможно одинаковое поведение грунта по отношению к фундаменту? Ответ, кажется, очевиден.

Но если не бывает одинаковых грунтов, то откуда взяться одинаковым фундаментам? Насколько вообще правомерно говорить о готовых (типовых) проектных решениях для фундаментных конструкций?

В советское время было популярно строительство жилых и промышленных зданий по типовым серийным проектам. К примеру, все многоэтажные панельные жилые дома построены по типовым проектам разных серий. Однако, при всей глубокой проработке конструктивных и объемно-планировочных решений ни в одном типовом проекте вы не найдете раздела фундаментной части, лишь общие рекомендации. Всегда для всех типовых проектов разрабатывались дополнительно чертежи фундаментов исходя из данных инженерно-геологических изысканий в пятне застройки конкретного здания.

К сожалению, сейчас при разработке готовых проектов фундаментов, как правило, используются обобщенные, усредненные данные, которые могут не иметь ничего общего с реальным участком. Поэтому подобные решения в 90 % имеют больший запас несущей способности, чем это необходимо, из-за чего заказчики вынуждены переплачивать. Оставшиеся 10 % приходятся на возможные риски, связанные напротив с потенциально недостаточной несущей способностью планируемого к строительству фундамента. Что касается срока службы, то этот показатель чаще всего просто игнорируется.

В случае со свайно-винтовым фундаментом единственное, о чем можно говорить более ли менее уверенно (да и то не всегда), даже не имея данных о грунтах – это количество винтовых свай, необходимое для строительства. Для типовых зданий с размерами в плане 6х6 метров оно, как правило, составляет 9 штук.

1.4. Геотехнические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов

Конечно, может показаться, что необходимый объем данных дадут только полноценные инженерно-геологические изыскания, но это не так. Многочисленные исследования компании «ГлавФундамент» в данной области позволили разработать процедуры (геотехнические и геолого-литологические исследования, измерения коррозионной агрессивности грунтов), которые при невысокой стоимости позволяют получить информацию, достаточную для разработки проекта фундамента.

Геотехнические исследования выполняются для получения сведений, используемых непосредственно в расчетах оснований конкретных зданий или сооружений, то есть характеристик механических свойств грунтов (прочностных, деформационных), несущей способности свай, прогноза поведения грунтов под фундаментом при различных воздействиях (замачивание, промерзание), построения геомеханической модели и т.д.

На основании ГОСТ 19912-2012 «Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием» специалисты «ГлавФундамент» разработали собственную методику динамического зондирования, которая применяется в рамках проведения геотехнических исследований и позволяет определить физико-механические характеристики грунта, необходимые для проектирования свайно-винтового фундамента. Как известно, зондирование грунтов обеспечивает оценку несущей способности свай на всех характерных участках площадки, на всех интересующих глубинах, уступая по точности оценок только статическим испытаниям натурных свай.

В рамках геотехнических исследований для идентификации литологических типов грунтов (глина, песок, гравийные отложения и др.), выяснения характера их напластования (установления литологического разреза), уровня подземных вод, выявления грунтов со специфическими свойствами (просадочные, пучинистые, слабые) выполняется также оценка геолого-литологического строения площадки строительства.

Измерения коррозионной агрессивности грунтов площадки строительства позволяют получить сведения, необходимые для назначения марки стали, толщины стенки ствола и лопасти(-ей), которые позволяют обеспечить соответствие нормативного срока службы постройки требованиям ГОСТ 27751-2014 «Межгосударственный стандарт. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения» или требованиям заказчика. Для уточнения правильности подбора рекомендуется после выполнения расчета срока службы проверить остаточную толщину стенки на соответствие проектным нагрузкам.

Часто в качестве альтернативы исследованиям грунта компании предлагают провести пробное завинчивание, в основе которого лежит принцип – «если свая тяжело крутится на предполагаемой глубине установки, то ее несущая способность является достаточной». Но это не обеспечивает получение объективной информации о несущей способности.

Во-первых, результаты очень сильно зависят от времени года, в которое производят завинчивание, что вызвано влиянием большого количества факторов, таких как: глубина промерзания, степень влагонасыщения и др.

Во-вторых, наличие в основании линз более прочных грунтов может вызвать «ложный отказ», когда завинчивание сваи значительно затрудняется при достижении лопастью прослоек толщиной до 0,4-0,6 м. Затрудняя завинчивание такая линза, тем не менее, не обеспечивает достаточной несущей способности.

В-третьих, процедура пробного завинчивания не дает никакой информации о типе и свойствах грунта под сваей. Поэтому контроль величины крутящего момента (который косвенно и происходит при пробном завинчивании) должен применяться лишь для подтверждения предельно допускаемой нагрузки на сваю, полученной при расчетах.

Кроме того, проектная документация всегда должна предусматривать мероприятия по контролю качества производимых работ. При строительстве промышленных и крупных гражданских объектов выполняются контрольные полевые испытания грунтов натурными сваями. В то же время из-за высокой стоимости данной процедуры, она, даже являясь обязательной, никогда не используется при возведении объектов малоэтажного строительства.

В связи с этим компания «ГлавФундамент» на протяжении нескольких лет проводила исследования, направленные на разработку методики, которая бы упростила задачу по подтверждению несущей способности винтовых свай. В результате путем обобщения большого объема данных была разработана методика производственного контроля несущей способности винтовых свай по величине крутящего момента (ВКМ), а также разработан и запатентован (Патент №151668) прибор для измерения ВКМ.

2. Воздействие различных величин нагрузок на фундамент дома 6х8. Какие сваи выбрать, как их расположить?

Помимо того, что проект фундамента из винтовых свай должен разрабатываться на основании данных о грунтовых условиях в пятне застройки, он должен включать способы устройства заземления (подробнее «Защитное заземление винтовыми сваями»), детально проработанные узлы крепления, а также учитывать разные величины нагрузок, которые почти в ста процентах случаев будут действовать на фундамент (даже если речь идет об объекте ИЖС) при эксплуатации:

под ответственными узлами здания/сооружения и несущими стенами;
под ненесущими стенами;
под лагами пола.

Под ответственными узлами и несущими стенами воздействие будет максимальным, поэтому, как правило, лучшим решением будет применение многолопастных модификаций с конфигурацией лопастей, соответствующей грунтовым условиям.

В то же время важно понимать, что если расстояние между лопастями, шаг и угол наклона лопастей многолопастных модификаций рассчитаны опять же без учета грунтовых условий, то возникает «обратный эффект»: введение дополнительной лопасти не просто оказывается бесполезным, но и ухудшает работу конструкции, вплоть до того, что многолопастная свая уступает в восприятии горизонтальных нагрузок даже конструкции с одной лопастью (подробнее об этом в статье «Особенности расчета многолопастных свай»).

Под ненесущими стенами величина нагрузки снизится, а под лагами пола достигнет своего наименьшего значения для фундаментной конструкции, что позволит использовать недорогие сваи с наименьшей несущей способностью.

Кроме того, если высота цоколя превысит 700 мм, горизонтальные нагрузки значительно увеличатся. Это приведет к необходимости установки на сваи специальных элементов сопротивления боковым нагрузкам (ЭСБН).

Учет различных величин нагрузок, а также использование разных конструкций винтовых свай для каждой из них позволит распределить запас прочности равномерно по всему фундаменту, а, следовательно, увеличит его надежность и срок службы относительно того, в котором были применены сваи одного типоразмера.

Также при расстановке свай должна соблюдаться определенная частота, которая будет зависеть от двух параметров:

места пересечения стен и поворотов фундамента;
гибкость (характеристики провисания) ростверка.

Распространена точка зрения, что вне зависимости от типа объекта (дом, баня и т.д.) для того чтобы ростверк не провисал, достаточно позаботиться о том, чтобы расстоянием между сваями не превышало трех метров.

Однако гибкость ростверка – величина расчетная, учитывающая нагрузки от каждой стены и определяемая для каждого конкретного случая индивидуально. Только рассчитав их, Вы сможете подобрать оптимальный ростверк и определить длину пролета.

Чтобы рассчитать характеристики провисания ростверка с минимальными отклонениями, рекомендуем воспользоваться онлайн-калькуляторами, представленными на специализированных ресурсах в сети. Обратите внимание, что для этого Вам потребуется информация не только о материале ростверка, но и о нагрузках от строения (подробнее «Расчет свайного фундамента»).

Компания «ГлавФундамент», реализуя идею об индивидуальном подходе к каждому объекту вне зависимости от уровня его сложности, всегда проводит указанные исследования и расчеты, что позволяет гарантировать надежность, долговечность и экономичность всех зданий и сооружений, возводимых на наших фундаментах.

Читайте также: