Как подобрать винтовые сваи для фундамента

Обновлено: 17.05.2024

Давно идут разговоры о том, какой же фундамент лучше для частного дома. Это вполне обычное и неудивительное явление. Конечно, ленточная основа и монолитный фундамент – несомненно надежные и прослужат многие года. Но сооружения из бетона, помимо весомых плюсов, обладают и заметными минусами. Основные это - большие временные затраты для строительства фундамента и высокие расходы. И, правда, для чего переплачивать, когда давно придуманы технологии, которые имеют достаточно положительных и удобных моментов. Качество фундамента, при правильной установке, на достойном уровне, а расходы на работу и материалы значительно меньше.

В данную минуту речь идет о свайно-винтовом фундаменте. Этот вид фундамента при хорошей сборке и устройстве будет служить более полувека. Если следить за состоянием и своевременно обслуживать, то простоит еще дольше.

На какие главные моменты необходимо смотреть, если вы выбираете сваи.

1. Материал покрытия и внешнее состояние сваи

2. На сколько толстые стенки сваи и ее лопасти

3. Как качественно сделан сварной шов (если он есть)

4. Присутствует ли ржавчина внутри

Какая толщина свай бывает

Толщина подразделяется на два вида – это трубы и лопасти. Каждый производитель делит свой продукт на категории:

- эконом класса

- стандартные

Например, рассмотрим популярную сваю, диаметр которой 108 мм. Она производится в 3 категориях:

толщина стенки 3,5 мм + толщина лопасти 3,5 мм + диаметр лопасти 250 мм;

толщина стенки 4 мм + толщина лопасти 5 мм + диаметр лопасти 300 мм;

толщина стенки 4 мм + толщина лопасти 6 мм + диаметр лопасти 300 мм.

Мы видим, что отличие в размерах совсем небольшое. Но в работе же есть значительное отличие. От этих параметров зависит устойчивость винтового фундамента под большими или меньшими нагрузками, также его долговечность.

Конечно, когда Вы выбираете, нужно учитывать действительно ли затраты на большую толщину сваи фактически необходимы и окажутся ли экономически выгодными. В связи с этими факторами можно отталкиваться от вида строения:

Если это ворота, небольшой павильон, забор, теплица или летняя беседка, то вполне подойдет размер трубы 3-3,5 мм.

Для частных объектов, таких как гараж, банька или дом подойдет размер трубы 3,5-4,5 мм.

А промышленные объекты, такие как кирпичное сооружение, ангар или другое тяжелое строение, необходимы трубы с наиболее толстой стеной.

Важно учитывать, что труба с толщиной стенки 3,5 мм в месте соприкосновении почвы и воздуха прослужит более 50 лет. Также не забывайте, что если внутренняя полость забетонирована, а внешняя сторона сваи покрыта специальным защитным составом, то фундамент простоит еще очень и очень долго.

Диаметр винтовой сваи

То, насколько может нести на себе нагрузки свая, прямо зависит от ее диаметра. Более высокий показатель поперечного сечения у мощных стоек. Чаще всего используют изделия с диаметром 57-133 мм в постройке малоэтажных домов и хозяйственно-бытовом строительстве:

57 мм – для заборов из деревянного штакетника, сетки-рабицы и других легковесных материалов;

76 мм – для ограждений из профильного листа, для террасы, беседки и пр.;

89 мм – для баньки, хозпостройки, забора из тяжелой древесины;

108 мм – для частного дома, коттеджа, пирса, ангара, промышленного объекта;

133 мм – для более тяжелых домов, для винтового фундамента с бетонным ростверком, больших ангаров, крупных промышленных объектов.

159 мм - для домов в сложных грунтах, фундаменты для больших деревянных домов, фундаменты для кирпичных домов, фундаменты для коттеджей, фундаменты для домов и бань из бруса, фундаменты для домов из газобетона и бревна, фундаменты для больших промышленных сооружений, фундаменты для зданий и ангаров, укрепление склонов, подпорные стены, усиление

219 мм - фундаменты для каменных домов в сложных грунтах, фундаменты для больших деревянных домов, фундаменты для кирпичных домов, фундаменты для коттеджей, фундаменты для домов и бань из бруса, фундаменты для домов из газобетона и бревна, фундаменты для больших промышленных сооружений, фундаменты для больших построек на клоне и сложном рельефе, фундаменты для ЛЭП и АМС, фундаменты для промышленных

273 мм - фундаменты для многоэтажных кирпичных домов, фундаменты для таунхаусов, фундаменты для каменных домов в сложных грунтах, фундаменты для больших деревянных домов, фундаменты для кирпичных домов, фундаменты для коттеджей, фундаменты для домов и бань из бруса, фундаменты для домов из газобетона и бревна, фундаменты для больших промышленных сооружений

325 мм - фундаменты для ЛЭП и АМС, фундаменты для башен, сотовой связи, фундаменты для промышленных конструкций большой высоты и массы, опоры для контактных сетей электротранспорта, кабельных эстакад, фундаменты для мостов, фундаменты для лодочных станций

Время чтения: 6 минут Интересно, но нет времени читать?

«Какая длина винтовых свай необходима для фундамента моего дома (бани, беседки…)?», – вопрос, который часто возникает у заказчиков при попытке рассчитать фундамент.

Содержание статьи:

Когда речь заходит о проектировании свайно-винтового фундамента, есть много моментов, требующих пристального внимания:

какие нагрузки необходимо учитывать;
как расставить сваи в фундаменте;
как грунтовые условия на участке строительства влияют на подбор свайных конструкций.

Эти и некоторые другие вопросы мы подробно рассмотрели в статье «Расчет свайного фундамента», которая ориентирована на малоэтажное строительство и позволяет разобраться в основных принципах подбора, расстановки винтовых свай. Сейчас же мы бы хотели подробнее остановиться на определении их длины. Она назначается исходя из пяти параметров:

уровень залегания грунта с достаточной несущей способностью;
расчетная глубина промерзания грунта;
количество, расположение лопастей;
высота цоколя;
расположение участка с монтажным отверстием.

1. Глубина залегания грунта с достаточной несущей способностью

Чтобы фундамент воспринимал нагрузки от здания и передавал их на основание лопасть сваи должна закрепиться в грунте с достаточной несущей способностью мощностью слоя не менее трех диаметров лопасти. Не менее важно при этом подобрать и правильную конфигурацию лопасти, которая минимально нарушит структуру грунта и позволит избежать снижения его несущей способности (подробнее «Ключевые принципы подбора параметров лопастей»).

Грунт с достаточной несущей способностью – имеющий относительно высокие прочностные и деформационные характеристики (подробнее о несущей способности грунта и о том, как она определяется в статье «Несущая способность винтовой сваи»). Он расположен всегда ниже глубины промерзания. Это связано с тем, что в большинстве грунтов в пределах этого слоя происходит действие сил морозного пучения. Что касается регионов с незначительной глубиной промерзания, то здесь необходимо учитывать толщину почвенно-растительного слоя.

Однако интересующий слой может быть расположен на более значительной глубине. Применять в этом случае длинные сваи или другой тип фундамента не всегда целесообразно с экономической точки зрения. Здесь нужна комплексная оценка грунтовых условий в верхней части геологического разреза. Если знать механические характеристики этого слоя, то можно подобрать такой тип фундамента и конструкцию сваи, которые обеспечат надежность и экономичность решения.

Однако если выполнять весь комплекс инженерно-геологических изысканий, то экономии можно не достичь, так как стоимость таких изысканий довольно велика. Как сказано выше, для принятия правильного решения достаточно получить только механические характеристики, поэтому из всего комплекса изысканий можно выполнить часть работ, что поможет значительно удешевить процедуру.

Определить механические характеристики грунта и уровень залегания слоя с достаточной несущей способностью возможно с помощью геотехнических и геолого-литологических исследований. Это простая и сравнительно недорогая процедура, включающая все необходимые исследования (подробнее «Геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов»).

Часто компании, которые строят фундаменты из винтовых свай, предлагают для уточнения условий участка выполнить пробное завинчивание, которое не является методом исследования грунта.

Для применяющих данный метод основным является принцип: «Если свая тяжело крутится на предполагаемой глубине установки, то ее несущая способность является достаточной», который не обеспечивает получение объективной информации о несущей способности. Во-первых, результаты очень сильно зависят от времени года, когда производят завинчивание, из-за влияния большого количества факторов, таких как: глубина промерзания, степень влагонасыщения и др. Во-вторых, процедура пробного завинчивания не дает никакой информации о типе и свойствах грунта под сваей. Поэтому контроль величины крутящего момента (который может быть определен при пробном завинчивании) должен применяться лишь для подтверждения ранее полученной расчетом предельно-допускаемой нагрузки на сваю.

2. Глубина промерзания грунта

Негативное влияние на надежность и срок службы фундамента может оказать морозное пучение. Заключается оно в следующем: верхние слои грунта в зимний период подвергаются воздействию отрицательных температур и вода, которая присутствует в порах, замерзает и увеличивается в объеме (при кристаллизации вода увеличивает свой объем в среднем на 12%), что приводит к возникновению выдергивающих сил на боковой поверхности свай.

К пучинистым относятся глинистые грунты, а также мелкие пылеватые пески. Степень влажности, а также близкое расположение к поверхности грунтовых вод являются факторами, увеличивающими пучинистость грунта. Если вы закрутили сваю в таком слое, она будет приподниматься вместе с грунтом, что приведет к выдергиванию и ухудшению эксплуатационной надежности фундамента. Поэтому она должна закручиваться так, чтобы лопасти находились ниже расчетной (не путать с нормативной) глубины промерзания. Она зависит от разных параметров: нормативной глубины промерзания, типа грунта, условий эксплуатации. Например, при утепленных цоколе и отмостке расчетная глубина будет меньше за счет теплоизоляции грунта под зданием, а если это жилой дом и полы выполнены без термоизоляции, то температура в цокольной части всегда будет положительной и промерзание грунта происходить не будет. То есть учет конструктивных особенностей и условий эксплуатации будущего здания может помочь при подборе оптимальной длины сваи.

Изменение нормативной глубины промерзания в зависимости от региона

3. Глубина расположения лопасти

Когда мы говорим об установке сваи ниже глубины промерзания и о необходимости расположения ее в выбранном слое, мы имеем в виду именно лопасть, а не острие конуса. То есть верхняя кромка лопасти определяет глубину заложения.

4. Высота цоколя

В конструктивном плане здание предусматривает наличие цоколя (ит. «zoccolo» – подножие строения). Какой же должна быть его высота? Вот несколько подсказок, которые помогут ответить на этот вопрос:

Эстетика. Здание будет смотреться лучше с высоким цоколем, чем с низким или вообще без него.
Снеговой покров. Если высота цоколя дома расположена ниже уровня снегового покрова, стены (причем не имеет значения, из какого материала они выполнены) в весенний период будут активно днем замачиваться и подвергаться замораживанию ночью, что снизит срок их службы. Поэтому рекомендуемая минимальная высота – 0,5 м.
Капиллярное замачивание. Любой материал, из которого выполняются стены, обладает пористостью, что приводит, при соприкосновении с грунтом, к замачиванию вследствие капиллярного поднятия влаги. Чтобы защитить стены необходимо также обеспечить высоту цоколя не менее 0,5 м. Это позволит в будущем избежать развития гнилостных и коррозионных процессов.

Информацию об основных подходах к устройству цоколя и вариантах отделки мы разместили в разделе «Отделка цоколя».

5. Расположение участка с монтажным отверстием

Немаловажным, с точки зрения определения длины сваи, является и участок с монтажным отверстием (0,1 м), который спиливается после установки в проектное положение.

6. Расчет длины ствола

Таким образом, длина сваи будет определяться по схеме:

Глубина расположения лопасти (определяется результатами геотехнических исследований грунта и расчетной (не нормативной!) глубиной промерзания) + Высота цоколя + Расположение участка с монтажным отверстием = Длина винтовой сваи.

Время чтения: 8 минут Интересно, но нет времени читать?

Как выбрать винтовые сваи для фундамента? Достаточно ли обладать общей информацией о нагрузках от будущего строения и о грунтовых условиях на участке строительства? Какие параметры свай должны назначаться индивидуально?

Содержание статьи:

Назначение практически всех параметров винтовых свай (геометрических, конструктивных) осуществляется индивидуально на стадии разработки проекта на основании целого комплекса данных, прежде всего данных о грунтах.

Основание для назначения

На основании требований к жесткости и прочности, а также исходя из грунтовых условий, в том числе данных о коррозионной агрессивности грунтов, и условий эксплуатации (подробнее «На что влияет марка стали?»).

Толщина стенки ствола сваи, мм

На основании данных о коррозионной агрессивности грунтов и в соответствии с требованиями к жесткости и прочности (подробнее «Расчет толщины стенки ствола»).

Диаметр ствола сваи, мм

На основании данных о коррозионной агрессивности грунтов и в соответствии с требованиями к жесткости, прочности и устойчивости (подробнее «Коррозия: причины и способы защиты»).

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

Диаметр лопасти, мм, количество лопастей

На основании данных о нагрузках от строения (в соответствии с требованиями к устойчивости) и о несущей способности грунтов (подробнее «Особенности расчета многолопастных винтовых свай»).

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

Кажется, что такой объем данных дадут только полноценные геологические изыскания, но это не так. Процедуры, разработанные и введенные в качестве обязательных компанией «ГлавФундамент», – геолого-литологические и геотехнические исследования, а также 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»).

1. Широколопастные и узколопастные

По ширине лопасти сваи делятся на две группы. К первой относятся узколопастные модификации, диаметр лопасти которых превосходит диаметр ствола менее чем в полтора раза. Они применяются в особо прочных сезоннопромерзающих и многолетнемерзлых (вечномерзлых) грунтах.

Небольшая ширина лопасти сводит к минимуму риск ее деформации во время погружения в грунт. Хорошая же способность к восприятию проектных нагрузок обеспечивается:

высокой несущей способностью самих грунтов;
расчетом таких параметров, как количество витков, шаг и ширина лопасти, которые назначаются исходя из грунтовых условий площадки строительства и позволяют в полном объеме учитывать трение по боковой поверхности ствола (подробнее в статье «Сравнительный анализ винтовых свай с литым и сварным многовитковым наконечником»).

Ко второй группе относятся широколопастные сваи, диаметр лопасти которых в полтора и более раз превосходит диаметр ствола. Имея большую площадь опирания, они хорошо проявляют себя в дисперсных грунтах, в том числе характеризующихся сравнительно невысокой несущей способностью, заторфованных грунтах, илах и водонасыщенных песках.

1.1. Классификация по конфигурации лопасти

Наряду с диаметром, обеспечивающим площадь опирания, для широколопастных свай необходимо подбирать и конфигурацию лопасти, которая делает возможной установку с минимальным нарушением структуры грунта (подробнее в материале «Ключевые принципы подбора параметров лопастей»). В зависимости от конфигурации лопасти сваи делятся на модификации для грунтов:

текучих, текучепластичных и мягкопластичных;
тугопластичных и полутвердых;
твердых.

Конфигурация лопасти подбирается на основании данных о физико-механических характеристиках грунтов, для получения которых достаточно провести простую процедуру – геотехнические и геолого-литологические исследования (подробнее читайте здесь «Геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов»).

1.2. Классификация по виду лопастей

В зависимости от вида лопастей сваи подразделяются:

Свая винтовая лопастная (CBЛ) – винтовая свая, имеющая одну или несколько лопастей и ствол со значительно меньшей по сравнению с лопастью (лопастями) площадью поперечного сечения; лопасти могут быть размещены на наконечнике и по длине ствола.
Свая винтовая спиральная (СВС) – винтовая свая, состоящая из конусного или открытого наконечника и ствола с приваренной многовитковой спиралью (спиралями).
Свая винтовая комбинированная (СВК) – винтовая свая, имеющая конусный или открытый наконечник с приваренной многовитковой спиралью и ствол с одной или несколькими винтовыми лопастями.

2. С литым и сварным наконечником

Наконечники свай свариваются (сварные) или отливаются целиком и навариваются на трубу (литые).

Контакт двух разнородных металлов (металла трубы и металла отливки), характерный для свай с литыми наконечниками, ведет к образованию гальванической пары, что повышает вероятность развития коррозии. Кроме того, сварка разнородных металлов – это технологически более сложный процесс, поэтому стоит обратить особое внимание и на качество сварного шва.

Также запас прочности литого наконечника несопоставимо выше запаса прочности трубы, конечно (а срок службы конструкции будет определяться по минимальному показателю), если не выбран ствол, соответствующий ему по толщине (встречается крайне редко, так как цена сваи в этом случае значительно увеличивается).

Так как формы отливок унифицированы, и изготовить литой наконечник с определенной конфигурацией лопасти невозможно, сваи со сварным наконечником и лопастью, подобранной исходя из грунтовых условий, всегда будут иметь большую несущую способность.

3. Однолопастные и многолопастные

В большинстве случаев при проектировании однолопастных свай не рекомендуется учитывать трение по боковой поверхности, так как в их работу не включается околосвайный массив грунта. Кроме того, при установке конструкций малых длин и диаметров, крайне неустойчивых к воздействию горизонтальных нагрузок, рекомендуется для обеспечения устойчивости применять элемент сопротивления боковым нагрузкам (ЭСБН) или выполнять обязательное бетонирование основания колонны.

У многолопастных свай две и более лопасти. Благодаря включению в работу околосвайного массива грунта, они одинаково хорошо воспринимают вдавливающие и выдергивающие нагрузки, демонстрируют хорошую несущую способность даже в слабых грунтах (заторфованные грунты, торфы, илы и т.д.).

Еще одно существенное преимущество этой конструкции – при достижении критической нагрузки она не «уходит в срыв», а продолжает набирать несущую способность.

В то же время достижение максимальных показателей многолопастных свай сопряжено с некоторыми сложностями, так как обеспечивается расчетом расстояния между лопастями, шага и угла наклона лопастей. Ошибки в вычислениях могут привести к возникновению «обратного эффекта»: введение второй лопасти окажется не просто бесполезным, но и ухудшит работу конструкции, вплоть до того, что многолопастная свая будет уступать в восприятии горизонтальных нагрузок даже конструкции с одной лопастью (подробнее об этом в статье «Особенности расчета многолопастных свай»).

За счет увеличения числа лопастей такие сваи воспринимают большие нагрузки при меньшем диаметре трубы. При этом жесткость ствола меньшего диаметра обеспечивается использованием толстостенного трубопроката (от 6 мм).

4. Винтовые сваи для малых и больших нагрузок

Если говорить об усредненных грунтах с достаточной несущей способностью, то к винтовым сваям для малонагруженных конструкций относят:

однолопастные с диаметром лопасти до 500 миллиметров включительно, толщиной лопасти до 6 миллиметров включительно и толщиной стенки ствола до 4,5 миллиметра включительно;
многолопастные с диаметром лопастей до 300 миллиметров включительно, толщиной лопасти до 5 миллиметров включительно и толщиной стенки ствола до 3,5 миллиметра включительно.

Их используют при возведении объектов ИЖС и сопоставимых по нагрузкам промышленных сооружений. При условии применения свай с аналогичными параметрами под более серьезные нагрузки и в особо прочных грунтах, необходимо для увеличения прочности по материалу использовать металлопрокат большей площади сечения.

К винтовым сваям для больших нагрузок относят конструкции:

с одной лопастью диаметром более 400 миллиметров, толщиной лопасти более 6 миллиметров и толщиной стенки ствола более 4,5 миллиметра;
с двумя и более лопастями диаметром более 300 миллиметров и толщиной более 5 миллиметров, толщина стенки ствола которых составляет более 3,5 миллиметра.

Их применяют при строительстве крупных гражданских и промышленных объектов.

Существует также точка зрения, что относить сваи к первой или второй группе по нагрузкам следует, исходя из диаметра ствола. Это допустимо, но только когда речь идет о широколопастных сваях больших длин и диаметров (более 6 метров и свыше 159 мм) или узколопастных сваях. В случае с узколопастными конструкциями, используемыми в особо прочных сезоннопромерзающих и многолетнемерзлых (вечномерзлых) грунтах, не меньшее значение имеет толщина металла, которая выступает дополнительным основанием для классификации.

Дополнительно

5.1. Толщина стенки ствола

По толщине стенки ствола винтовые сваи делятся на сваи малых толщин (до 3,5 мм включительно), средних толщин (свыше 3,5 миллиметра) и толстостенные (6 и более миллиметров).

Первая группа (до 3,5 мм включительно) рекомендована для строительства легких зданий и сооружений (беседки, ограждения и т.п.), которые относятся к классу ответственности III (пониженный), при условии их эксплуатации в неагрессивных грунтовых условиях.

Вторая группа (свыше 3,5 мм) применяется для строений III класса ответственности, передающих на фундамент более высокую нагрузку, а также для построек II (нормального) класса ответственности, но только на участках, представленных неагрессивными грунтами.

При строительстве в средне- и сильноагрессивных грунтах и/или при больших нагрузках (классы ответственности II (нормальный) и I (повышенный) лучше использовать толстостенные винтовые сваи.

Подбирается толщина металла на стадии разработки проекта с учетом данных о коррозионной активности грунта на участке строительства, о чем подробно рассказывается в статье «Подбор толщины стенки ствола на основании требований к сроку службы». Для уточнения правильности подбора параметров рекомендуется после выполнения расчета долговечности проверить остаточную толщину стенки ствола на соответствие проектным нагрузкам и требованиям ГОСТ 27751-2014 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения».

Подбор диаметра ствола также осуществляется с учетом коррозионных процессов в грунте и в соответствии с требованиями к жесткости и прочности.

5.2. Толщина лопасти

Если говорить о толщине лопасти, то сейчас в строительстве используются сваи с толщиной лопасти до 5 миллиметров включительно и 6 и более миллиметров.

Как и в случае с толщиной стенки ствола, конструкции, относящиеся к первой группе, можно использовать только при строительстве легких зданий и сооружений, временных объектов. Для долговременных построек, крупных гражданских и промышленных объектов и для агрессивных грунтовых условий рекомендованы сваи с толщиной лопасти 6 и более миллиметров.

Подбирается толщина лопасти на стадии разработки проекта с учетом данных о коррозионной активности грунта.

5.3. Марка стали

При выборе марки стали нужно учитывать агрессивность среды, характер нагрузок и условия эксплуатации. Более подробную информацию о марках стали Вы найдете в статье «Использование стали различных марок в производстве».

5.4. Покрытие

Покрытие относят к дополнительным мерам защиты винтовых свай от коррозии, так как во время установки в грунт конструкции испытывают значительное абразивное воздействие. Более эффективным является увеличение толщины металла и использование качественной стали. Но нельзя отрицать, что нанесение покрытия при условии сохранения его целостности позволяет снизить негативное воздействие на надземную часть сваи и на участок в контактной области «атмосфера – грунт».

Производители винтовых свай в основном используют следующие покрытия:

полимерные;
грунты-эмали по ржавчине;
полиуретановые;
эпоксидные;
цинковые (полученное методом горячего или холодного цинкования).

Подробные результаты испытаний перечисленных покрытий Вы можете найти в статье «Сравнительный анализ различных типов антикоррозийного покрытия.

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)
D, мм	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.

Несущие конструкции, диаметр которых равен 108 мм, считаются самым распространенным типом винтовых опор и используются при проектировании большинства типа сооружений. От длины элемента напрямую зависит устойчивость фундамента, поэтому особое внимание уделяют значению этого параметра.

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:

столбы с диаметром сечения до 108 мм подходят строительства каркасных и щитовых сооружений;
d 133 мм – для кирпичных малоэтажных домов;
d 159 мм – для построек из пенобетона с металлическими элементами конструкции.

На несущую способность столба влияют характеристики грунта: чем слабее порода, тем меньше допустимая нагрузка.

Используемые для закладки фундамента свои известны человечеству уже более 2-х столетий.

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.

Тело сваи обязательно покрывается антикоррозийным средством, обеспечивающим длительность эксплуатации.

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

Такие сваи еще именуют как:

шурупные;
шнековые;
многовитковые.

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:

скорость использования;
пригодность для различных грунтов;
простота монтажа;
невысокая стоимость;
устойчивость к климатическим изменениям

Широколопастный и узколопастный тип

Широколопастные 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:

Забором
Многоэтажными зданиями
Пирсами
Для укрепления склонов

Оба варианта классифицируются по нескольким признакам.

По конфигурации (размеру) лопасти	По виду лопасти
Широколопастные – диаметр лопасти превосходит в несколько раз (до 1,5 раз) диаметр ствола	Для винта без сужения на конус – сокращается период их изготовления. Такие сваи имеют окончание в форме розочки или шприца
Узколопастные – имеют меньший диаметр (до 1,5 раз) в сравнении со стволом	Для профильной трубы с внутренним прямоугольным вырезом по примеру стержня. В основном используется под забор

В свою очередь широколопастные сваи в зависимости от конфигурации лопасти применяются для грунтов:

текучих, пластичные и мягких;
тугих, твердых, водонасыщенных и глинистых;
полутвердых

Широколопастные сваи подойдут для грунтов с малой несущей способностью благодаря наличию большой площади опорной части. В то время как узколопастные сваи отлично вжимаются в промерзлые грунты и длительное время эксплуатируются там без деформации за счет малой площади опоры.

По типу наконечника

Наконечники 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 тип

Однолопастные – 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.

Чтобы достигнуть максимума в эксплуатации многолопастных свай производитель рассчитывает необходимое расстояние между лопастями, определяет угол их размещения и требуемый шаг.

Для малых и больших нагрузок

Чтобы 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:

ствол может быть от 1, 650 до 9 метров,
диаметр варьируется от 57 до 159 мм,
вес от 11 до 178 кг.

В то время как длину ствола можно убрать механически, диаметр остается заданный при изготовлении, поэтому важно правильно рассчитать точные параметры заранее.

Для каждого параметра сваи установлены оптимальные несущие возможности, например:

диаметр 76 мм выдерживает нагрузку до 3 тонн;
108 мм до 5 – 7 тонн;
2, 5 метра может выдержать нагрузку любой величины. Такие сваи самые актуальные для строителей.

Правильный расчет соотношения диаметра и размера сваи обеспечит дополнительно экономию средств, предназначенных для вложения в материалы.

Толщина металла для ствола

Толщина стенки ствола может быть з-х видов:

тонкостенная (включительно до 3,5 мм)
средней толщины (свыше 3,5 мм)
толстостенные (6 мм и более)

Выбор варианта толщины стенки происходит в процессе исследования грунтов и соотношения типа, сложности здания.

Толщина лопасти

Толщина 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

На выбор марки стали также влияет агрессивность окружающей среды.

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 покрытия

Современные 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.

Вид покрытия	Плюсы	Минусы
Полимерное	Прочность, износоустойчивость, длительная адгезия	Сложность нанесения на неровные швы, точечная коррозия
Двухкомпонентное на основе полиуретановых смол	Прочность, устойчивость к аброзии, адгезия высоко уровня на неровных участках	Нанесение только в промышленных условиях, увеличение толщины слоя снижает адгезию
Эпоксидное	Доступная цена, несложная обработка	Водопоглощение, малая устойчивость к ударам
Холодное оцинкование	Демократичная стоимость, простота обработки	Низкая адгезия
Горячее	Экологичность, самый высокий уровень адгезии	Используется только в определенных грунтах, сложно нанести на швы

Производители

Существует 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:

Производитель	Стоимость (единицы)	Отзывы
Ювента	От 950 до 5 400 рублей	Клиенты довольны опорами от Ювента, качеством изделий и скоростью исполнения заказа
Завод производитель ВинтМаркет в Клину	От 1 000 до 15 150 рублей	Клиенты отмечают качество производства, скорость работ, вежливость персонала и лояльность ценовой политики
Стройфундамент	От 1 000 до 3 500 рублей и выше	Клиенты ценят возможность получить комплекс услуг у производителя, в том числе и ремонт фундамента
ВЗСК	От 860 рублей при покупке от 25 штук	Клиенты отмечают возможность выполнить онлайн-расчет, сделать удаленно заказ и получить качественную продукцию
Моссваи	От 1 500 до 6 000 рублей	Производитель радует клиентов качеством услуг и материалов, комплексом предложений и тесным сотрудничеством

Период эксплуатации

Согласно исследованиям западных специалистов:

В идеальном грунте элементы (от 8 мм) с учетом качества металла и покрытия прослужат от 300 лет и выше.
В сложных условиях (торфяные грунты, морское дно и прочее) период службы свай составляет 30 лет, с оцинковкой он продлевается до 70 лет.

Отечественный производитель гарантирует длительность службы сваи до 100 лет, но в среднем изделия будут служить от 30 лет с учетом особенностей грунтов.

Заключение

Винтовые 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.

Читайте также: