Винтовые сваи проектирование фундаментов

Обновлено: 03.05.2024

Не меньше требований СП 50-102-2003 Проектирование и устройство свайных фундаментов (п. 7.2.10. Прим. 2):

для глины - 5 диаметров лопасти,
для песка - 6.

Подземная часть сваи с винтом 300 мм - 1.5 (глина) и 1.8 метра (песок). Винтовых свай с винтом 300 и подземной частью менее 1.5 метра - не бывает.

Таким образом, даже если Вы строитесь в Краснодаре (глубина промерзания 80 см), это не повод выбирать сваю с подземной частью в метр. Слишком короткая подземная часть - риски выворачивания лопасти.

А если уперлась до глубины промерзания?

Если минимальная глубина по СП пройдена, то в принципе, ничего страшного, но как минимум эту сваю придется утеплять, что бы исключить риски по пучению.

Если уперлась на глубине в полметра - без вариантов, придется выкапывать этот валун, крутить снова, засыпать песком, трамбовать. Если уперлась близко к полутора метрам, по СП - все равно нужно выкапывать валун, но подавляющее число застройщиков, не будут этого делать.

Отступы от препятствий.

Дом, забор - не менее 300 мм. Дерево - те же 300 мм и вопрос с корнями, приямок хотя бы на пару лопат,

Разметка свайного поля, допустимая погрешность.

Нормальные бригады приезжают с современным геодезическим оборудованием, разметка осей с погрешностью в миллиметр, недостижимой на коленке (веревочками, рулетками).

Поэтому, до приезда бригады со сваями, должно быть готово три вещи:

чертеж свайного поля с размерами
колышек на месте любого угла дома,
веревка натянутая от этого колышка вдоль будушей стены дома.

С разметкой свай решили (спихнули), но радоваться рано. При закручивании, свая может попасть на камень и уйти в сторону.

Именно поэтому рекомендованы оголовки с площадкой не менее 250*250 мм на которой можно сыграть положением ростверка шириной 150 мм.

Сдвигать площадку наклоном сваи в допустимых углах - особого смысла нет, допустимое отклонение от вертикали - всего 2 градуса.

Наклон на 2 градуса метрового отрезка, даст смещение верха отрезка всего на 3.5 см, а на обычной длине надземной части в 600 мм, менее 2 см.

Допустимое отклонение от оси до 6 см. Но чаще, это выглядит вот так (отклонения в пределах 5 мм), т. е. не все так страшно.

Разметка углов, диагонали.

Сразу договаривайтесь на разметку углов и отметок на оголовках. В 21-ом веке, существуют замечательные геодезические приборы, надо пользоваться. Хороший маркер, кресты углов на угловых оголовках, линии стен на оголовках периметра, линии балок ростверка на асех оглоловках.

Разметка самому - погрешности в пару см. Попытка выйти в милиметр подручными средствами - куча времени, нервов и в лучшем случае сантиметровая погрешность.

Кроме того, нужно учитывать неточность установки свай приводящую к тому, что площадку дома придется "подвИгать", на оголовках. С веревочкой и рулеткой, да без навыков - это довольно нудный процесс.

Ну и задача финишной разметки дома - дополнительный стимул к ответственности сваекрутчиков. Не просто воткнуть сваи и удрать, а еще и показать, как именно на них встанет дом.

Высота свай над грунтом.

Мнимально допустимое расстояние от деревянной конструкции до грунта - 200 мм, ограничение поувлажнению конструкций от грунта.

В щель 200 мм - мужику залезть без шансов, теряем существенный плюс свайного фундамента - свободный доступ в подпольное пространство.

Более 600 мм - не хватает жесткости свай, придется делать какую-то систему стальных раскосов.

На относительно плоской площадке - оптимально 450-550 мм над грунтом.

При толщине плиты пола 450 мм, высоте подоконников 850 мм, низ окна над грунтом 1750-1850 мм, в окна с земли уже особо не заглядывают, снег под окна - маловероятно и все еще невысокое крылечко в 3 ступеньки.

Удвоенная нагрузка на центральную несущую стену.

Это часто забывают, но это НЕОБХОДИМО УЧИТЫВАТЬ ДАЖЕ В ПРИКИДКАХ, ОЦЕНОЧНЫХ РАСЧЕТАХ.

Объясняется очень просто, без сопромата. Берем трех мужиков, они буду у нас изображать три несущих стены. Крайние и центральную.

Кладем одному крайнему и центральному мужикам - бревно на плечи. Хорошее такое бревно, конкретное. Чтоб еще стояли, но ножки уже дрожат.

Добавляем еще одно бревно с другого края. По краям - мужики стоят, мужик по центру, с чувством говорит: - . ать! - и бросает эти бревна нафиг. По моему, картинка наглядна, с домом происходит, ровно тоже.

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ ОАО "ФСК ЕЭС"

НОРМЫ
проектирования фундаментов из винтовых свай

Дата введения 2010-06-18

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", объекты стандартизации и общие положения при разработке и применении стандартов организаций Российской Федерации - ГОСТ Р 1.4-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения", общие требования к построению, изложению, оформлению, содержанию и обозначению межгосударственных стандартов, правил и рекомендаций по межгосударственной стандартизации и изменений к ним - ГОСТ 1.5-2001, правила построения, изложения, оформления и обозначения национальных стандартов Российской Федерации, общие требования к их содержанию, а также правила оформления и изложения изменений к национальным стандартам Российской Федерации - ГОСТ Р 1.5-2004.

Сведения о стандарте организации

РАЗРАБОТАН: ОАО "СевЗап НТЦ" филиал "Севзапэнергосетьпроект-Западсельэнергопроект"

ИСПОЛНИТЕЛИ: Л.И.Качановская, П.И.Романов, В.Н.Железков, М.С.Ермошина (ОАО "СевЗап НТЦ"), Ильичев В.А. (АНО АНТЦ РААСН)

ВНЕСЕН: Департаментом систем передачи и преобразования электроэнергии, Дирекцией технического регулирования и экологии ОАО "ФСК ЕЭС"

УТВЕРЖДЕН: приказ ОАО "ФСК ЕЭС" от 18.06.2010 N 429

ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ: с 18.06.2010

Введение

Стандарт организации ОАО "ФСК ЕЭС" "Нормы проектирования фундаментов из винтовых свай" (далее - Стандарт) разработан в соответствии с требованиями Федерального закона N 184-ФЗ "О техническом регулировании".

Стандарт организации по проектированию свайных фундаментов из винтовых свай разработан в развитие обязательных положений и требований СНиП 2.02.01-83*, СНиП 2.02.03-85, СП 50-102-2003; заменяет п.4.10 СНиП 2.02.03-85 и п.7.2.10 СП 50-102-2003; дополняет СНиП 2.02.04-88 расчётом оснований фундаментов из винтовых свай в вечномёрзлых грунтах.

Стандарт устанавливает требования к проектированию и устройству фундаментов из винтовых свай для электросетевого строительства в различных инженерно-геологических условиях.

Стандарт должен быть пересмотрен в случаях ввода в действие новых технических регламентов и национальных стандартов, содержащих не учтенные в Стандарте требования, а также при необходимости введения новых требований и рекомендаций.

1 Область применения

Стандарт распространяется на проектирование и устройство свайных фундаментов из винтовых свай объектов электросетевого строительства, в том числе возводимых на территории распространения вечномёрзлых грунтов, определяемой в соответствии с требованиями СНиП 23-01-2003*.

* Вероятно ошибка оригинала. Следует читать: СНиП 23-01-99, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

Свайные фундаменты объектов электросетевого строительства, возводимых в районах с наличием или возможностью развития опасных геологических процессов, следует проектировать с учётом дополнительных требований соответствующих нормативных документов, утверждённых или согласованных Госстроем России.

Винтовые сваи могут применяться во всех видах нескальных грунтов: в природных дисперсных, природных мёрзлых и техногенных. Для использования в немёрзлых (талых и с сезонным промерзанием) грунтах (природных дисперсных и техногенных) предназначены широколопастные винтовые сваи. Для использования в вечномёрзлых (многолетнемёрзлых) грунтах предназначены узколопастные винтовые сваи.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте организации использованы нормативные ссылки на следующие нормативные документы:

СНиП 23-01-2003 Строительная климатология;

СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения;

СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия;

СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений;

СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномёрзлых грунтах;

СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии;

СНиП 3.05.06-85 Электротехнические устройства. Производство электромонтажных работ;

СП 50-101-2004 Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений;

СП 50-102-2003 Проектирование и устройство свайных фундаментов;

СП 53-102-2004 Общие правила проектирования стальных конструкций;

ГОСТ 5686-94 Грунты. Методы полевых испытаний сваями;

ГОСТ 19912-2001 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием;

ГОСТ 20522-96 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний;

ГОСТ 27772-88* Прокат для строительных стальных конструкций.

При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем Стандарте организации приведены термины по СП 50-102-2003, СНиП 2.02.04-88, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 свая винтовая - стальной ствол (труба) со стальной лопастью определённой конфигурации, обеспечивающей включение в работу грунта ненарушенной структуры, завинчиваемая в грунт специальными механизмами;

3.2 свая винтовая широколопастная - свая винтовая с отношением диаметра лопасти к диаметру ствола сваи 1,5, предназначенная для фундаментов, сооружаемых в немёрзлых (талых и с сезонным промерзанием) грунтах (природных дисперсных и техногенных);

3.3 свая винтовая узколопастная - свая винтовая с отношением диаметра лопасти к диаметру ствола сваи 1,5, предназначенная для фундаментов, сооружаемых в вечномерзлых (многолетнемёрзлых) грунтах.

Наименования грунтов оснований приняты в соответствии с ГОСТ 25100-95.

4 Общие положения

4.1 Свайные фундаменты из винтовых свай должны проектироваться на основе и с учётом:

- результатов инженерно-геологических изысканий для строительства;

- сведений о сейсмичности района строительства;

- данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности сооружения и условия его эксплуатации;

- действующих на фундаменты нагрузок;

- условий существующей застройки и влияния на неё нового строительства;

- технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений для принятия варианта, обеспечивающего наиболее полное использование прочностных и деформационных характеристик грунтов и физико-механических свойств материалов фундаментов.

4.2 При проектировании фундаментов следует учитывать местные условия строительства, требования к охране окружающей среды, а также имеющийся опыт проектирования, строительства и эксплуатации сооружений в аналогичных инженерно-геологических и гидрологических условиях.

4.3 Инженерно-геологические изыскания должны соответствовать требованиям, изложенным в разделе 5 СП 50-102-2003.

При изысканиях для фундаментов из винтовых свай должны быть определены физические, прочностные и деформационные характеристики грунтов, необходимые для расчётов по предельным состояниям и по устойчивости на воздействие сил морозного пучения:

Время чтения: 15 минут Интересно, но нет времени читать?

В статье мы расскажем об ошибках, которые чаще всего допускают при самостоятельном расчете свайных фундаментов объектов малоэтажного строительства, и о том, как этого избежать.

Содержание статьи:

1. Часто встречающиеся ошибки проектирования фундаментов из винтовых свай

Вот те ошибки, которые чаще всего встречаются в проектах свайных фундаментов, разработанных своими силами:

неучет конструктивных особенностей строения при сборе нагрузок;
неумение верно посчитать нагрузки (часто в расчет берется только вес самого строения);
выполнение расчетов в отсутствие информации о грунтовых условиях участка предполагаемого строительства (степень коррозионной агрессивности, физико-механические характеристики грунтов и т.д.).

Иногда неточности в расчетах возникают из-за неверного учета ландшафта или планировки участка (например, оказывается не соблюдена минимальная высота цоколя).

Итог – неверная оценка несущей способности конструкции и степени воздействия среды на фундамент, что часто приводит к просадке, ускоренному развитию коррозионных и гнилостных процессов.

Данный материал был разработан специально для того, чтобы вы могли избежать подобных проблем. Однако важно понимать, что приведенный в статье расчет, несмотря на всю свою универсальность (основан на типовых решениях и данных, подкрепленных многолетним практическим опытом), является условным, так как в нем используются усредненные показатели, которые могут меняться в зависимости от типа строения и региона строительства. Более того, в связи с тем, что назначение винтовых свай невозможно без точной информации о грунтовых условиях площадки строительства, в части определения их параметров и количества мы ограничились только общими рекомендациями.

Отдельно стоит сказать о том, что материал ориентирован на сферу индивидуального жилищного строительства и не учитывает особенности проектирования технически сложных объектов.

2. Грунтовые условия на участке: инженерно-геологические изыскания, пробное завинчивание или скоростные исследования грунтов?

Важнейший этап, который обязательно должен предшествовать проектированию фундамента из винтовых свай – изучение грунтовых условий участка предполагаемого строительства.

Традиционно для исследования грунтов на площадке применяется комплекс инженерно-геологических изысканий (ИГИ). Однако этот комплекс процедур не лишен недостатков, главный из которых – значительная стоимость. Для удешевления необходимо уменьшить количество скважин и объем лабораторных работ, что неизбежно приведет к опасности недостаточного изучения площадки строительства. В результате данный метод, даже несмотря на относительно высокую точность результатов, почти не применяется в малоэтажном строительстве.

Куда большей популярностью сегодня пользуется пробное завинчивание, которое привлекает многих своей невысокой ценой. Однако нужно понимать, что полученные таким образом данные практически невозможно интерпретировать, они субъективны, а потому не вызывают доверия.

Причина кроется в том, что пробное завинчивание не является методом исследования грунта. Применяющие данный метод руководствуются единственным принципом: «Если свая тяжело крутится на предполагаемой глубине установки, то ее несущая способность является достаточной». При этом не учитывается ни зависимость результатов от времени года, в которое производится завинчивание, ни возможное наличие в основании линз более прочных грунтов, которое может вызвать «ложный отказ». Кроме того, данная процедура не дает никакой информации о типе и свойствах грунта под сваей.

Учитывая эти факты, компания «ГлавФундамент» провела многочисленные исследования в области изучения грунтов, на основании результатов которых разработала наиболее эффективные и скоростные методики, внедренные впоследствии в качестве обязательных процедур:

геолого-литологические исследования (ГЛИ);
геотехнические исследования (ГТИ);
измерение коррозионной агрессивности грунтов (КАГ).

К примеру, методика динамического зондирования, разработанная на основании ГОСТ 19912-2012 «Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием» и применяемая в рамках проведения геотехнических исследований, позволяет определить физико-механические характеристики грунта, необходимые для проектирования свайно-винтового фундамента, а также обеспечивает оценку несущей способности свай на всех характерных участках площадки, на всех интересующих глубинах, уступая по точности оценок только статическим испытаниям натурных свай.

По результатам измерений коррозионной агрессивности грунта подбираются толщины ствола и лопасти, марка стали винтовой сваи, обеспечивающие соответствие срока службы строения требованиям ГОСТ 27751-2014 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения».

Для уточнения правильности подбора параметров рекомендуется после выполнения расчета срока службы проверить остаточную толщину стенки ствола на соответствие проектным нагрузкам.

Подробнее о скоростных методах исследования грунтовых условий площадки строительства в статье «Геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов».

3. Сбор нагрузок

В первую очередь для расчета фундамента необходимо выполнить сбор всех нагрузок, которые будут воздействовать на него. Они бывают постоянные P_d и временные (длительные P_l, кратковременные P_t, особые P_s).

Постоянные P_d – вес частей сооружений, в том числе несущих и ограждающих строительных конструкций.

Длительные P_l – вес временных перегородок, подливок и подбетонок под оборудование, вес стационарного оборудования, заполняющих его жидкостей, твердых тел и др.

Кратковременные P_t – воздействия от людей, животных, оборудования на перекрытия, от подвижного подъемно-транспортного оборудования, от транспортных средств и климатические (снеговая, ветровая и т.д.).

Особые P_s – сейсмическое, взрывное воздействие, воздействие от столкновения транспортных средств с частями сооружения, воздействия, обусловленные пожаром или деформациями основания, сопровождающимися коренным изменением структуры грунта.

Обратите внимание, что в этом расчете будут учтены только те виды воздействий, которые имеют принципиальное значение при расчете фундамента из винтовых свай.

3.1. Постоянные нагрузки. Как рассчитать вес частей сооружения?

Для расчета веса строения достаточно знать удельный вес материалов, которые будут использованы при его строительстве и их предполагаемые объемы. Это не требует каких-то специальных знаний и навыков. Можно попробовать запросить нужные данные у поставщика стройматериалов.

Мы при выполнении расчетов будем использовать справочные данные с усредненными значениями удельного веса конструкций дома (стен, перекрытий, кровли), приведенные в таблице 1.

Таблица 1 - Справочные данные с усредненными значениями удельного веса конструкций дома: стен, перекрытий, кровли.

Удельный вес 1 м 2 стены

Каркасные стены толщиной 200 мм с утеплителем

Стены из бревен и бруса

Кирпичные стены толщиной 150 мм

Железобетон толщиной 150 мм

Удельный вес 1 м 2 перекрытий

Чердачное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м 3

Чердачное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 500 кг/м 3

Цокольное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м 3

Цокольное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 500 кг/м 3

Удельный вес 1 м 2 кровли

Кровля из листовой стали

Кровля из шифера

Кровля из гончарной черепицы

При самостоятельном выполнении расчетов стоит учитывать, что согласно п. 7.1 СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» расчетное значение нагрузки следует определять, как произведение ее нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке (γf) для веса строительных конструкций, соответствующий рассматриваемому предельному состоянию:

Таблица 2 - Таб. 8.2. СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия»

Конструкции сооружений и вид грунтов

Коэффициент надежности, γ_f

Бетонные (со средней плотностью свыше 1600 кг/м), железобетонные, каменные, армокаменные, деревянные

Бетонные (со средней плотностью 1600 кг/м, изоляционные, выравнивающие и отделочные слои (плиты, материалы в рулонах, засыпки, стяжки и т.п.), выполняемые:

в заводских условиях

на строительной площадке

В природном залегании

На строительной площадке

Выполним необходимые расчеты на примере каркасно-щитового дома с мансардой с размерами в плане 6х9 м.

Чтобы посчитать вес от стен дома необходимо вычислить их периметр. Периметр наружных стен + внутренние стены: Р=47 м, среднюю высоту стен примем h=4,5 м. Тогда вес от конструкции стен будет равен: Р х h х удельный вес материала стен.

47 м х 4,5 м х 70 кг/м 2 = 14 805 кг = 14,8 т.

Далее посчитаем вес крыши. Принимаем, что вес крыши (деревянная стропильная система с покрытием из металлочерепицы) равен 40 кг/ м 2 (суммарный вес металлочерепицы, обрешетки, стропилы). Тогда вес крыши будет равен: S крыши х удельный вес 1 м 2

92 м 2 х 40 кг/м 2 = 3 680 кг = 3,7 т.

Также необходимо посчитать вес от перекрытий. Принимаем, что вес деревянного пола вместе с утеплителем будет равен 100 кг/м 2 . Тогда вес от перекрытий будет равен: S перекрытия*удельный вес*количество.

54 м 2 х 0,1 т/м 2 х 2 = 10,8 т.

После того как выполнены все необходимые расчеты, полученный вес сооружения умножаем на коэффициент надежности, о котором мы говорили ранее (в расчете для каркасно-щитового дома коэффициент принимаем равным 1,1 – для деревянных конструкций):

29,3 т х 1,1 = 32,2 т

Таким образом, нагрузка от самого здания составит 32,2 т. Этот вес принят условно, без вычета дверных и оконных проемов.

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛИ - Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова - институт АО "НИЦ "Строительство" (НИИОСП им.Н.М.Герсеванова)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации (ТК 465) "Строительство"

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики

Информация об изменениях к настоящему своду правил публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет

ВНЕСЕНЫ правки на основании информации об опечатках, опубликованной в Информационном Бюллетене о нормативной, методической и типовой проектной документации N 6, 2011 г.

Правки внесены изготовителем базы данных

Изменения N 1, 2, 3 внесены изготовителем базы данных по тексту М.: Стандартинформ, 2017 год; М.: Стандартинформ, 2019

Введение

Настоящий свод правил устанавливает требования к проектированию фундаментов из разных типов свай в различных инженерно-геологических условиях и при любых видах строительства.

Разработан НИИОСП им.Н.М.Герсеванова - институтом ОАО "НИЦ "Строительство": д-ра техн. наук Б.В.Бахолдин, В.П.Петрухин и канд. техн. наук И.В.Колыбин - руководители темы; д-ра техн. наук: А.А.Григорян, Е.А.Сорочан, Л.Р.Ставницер; кандидаты техн. наук: А.Г.Алексеев, В.А.Барвашов, С.Г.Безволев, Г.И.Бондаренко, В.Г.Буданов, A.M.Дзагов, О.И.Игнатова, В.Е.Конаш, В.В.Михеев, Д.Е.Разводовский, В.Г.Федоровский, О.А.Шулятьев, П.И.Ястребов, инженеры Л.П.Чащихина, Е.А.Парфенов, при участии инженера Н.П.Пивника.

Изменение N 2 разработано институтом АО "НИЦ "Строительство" - НИИОСП им.Н.М.Герсеванова (руководители темы - д-р техн. наук Б.В.Бахолдин, канд. техн. наук И.В.Колыбин, канд. техн. наук Д.Е.Разводовский; исполнители - д-р техн. наук Н.З.Готман, д-р техн. наук Л.Р.Ставницер, канд. техн. наук А.Г.Алексеев, канд. техн. наук А.М.Дзагов, канд. техн. наук В.А.Ковалев, канд. техн. наук А.В.Скориков, канд. техн. наук В.Г.Федоровский, канд. техн. наук О.А.Шулятьев, канд.техн. наук П.И.Ястребов) при участии д-ра техн. наук В.В.Знаменского, д-ра техн. наук В.А.Ильичева.

Изменение N 3 к своду правил подготовлено АО "НИЦ "Строительство" - НИИОСП им.Н.М.Герсеванова (руководители темы - д-р техн. наук Б.В.Бахолдин, канд. техн. наук И.В.Колыбин, канд. техн. наук Д.Е.Разводовский, д-р техн. наук Н.З.Готман, канд. техн. наук А.Г.Алексеев, канд. техн. наук А.М.Дзагов, канд. техн. наук В.В.Сёмкин, канд. техн. наук А.В.Скориков, канд. техн. наук В.Г.Федоровский, канд. техн. наук А.В.Шапошников, канд. техн. наук П.И.Ястребов, при участии д-ра техн. наук В.В.Знаменского, д-ра техн. наук В.А.Ильичева).

1 Область применения

Настоящий свод правил распространяется на проектирование свайных фундаментов вновь строящихся и реконструируемых зданий и сооружений (далее - сооружений).

Свод правил не распространяется на проектирование свайных фундаментов сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, свайных фундаментов машин с динамическими нагрузками, а также опор морских нефтепромысловых и других сооружений, возводимых на континентальном шельфе.

2 Нормативные ссылки

ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 5686-2012 Грунты. Методы полевых испытаний сваями

ГОСТ 8732-78 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент

ГОСТ 8734-75 Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. Сортамент

ГОСТ 9463-2016 Лесоматериалы круглые хвойных пород. Технические условия

ГОСТ 10704-91 Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент

ГОСТ 12536-2014 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава

ГОСТ 19804-2012 Сваи железобетонные заводского изготовления. Общие технические условия

ГОСТ 19804.6-83 Сваи полые круглого сечения и сваи-оболочки железобетонные составные с ненапрягаемой арматурой. Конструкция и размеры

ГОСТ 19912-2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием

ГОСТ 20276-2012 Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

ГОСТ 20295-85 Трубы стальные сварные для магистральных газонефтепроводов. Технические условия

ГОСТ 20522-2012 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний

ГОСТ 26633-2015 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 31937-2011 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния

СП 14.13330.2018 "СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах"

СП 20.13330.2016 "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия" (с изменением N 1)

СП 21.13330.2012 "СНиП 2.01.09-91 Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах" (с изменением N 1)

СП 22.13330.2016 "СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений"

СП 25.13330.2012 "СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах" (с изменением N 1)

СП 26.13330.2012 "СНиП 2.02.05-87 Фундаменты машин с динамическими нагрузками" (с изменением N 1)

СП 28.13330.2017 "СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии" (с изменением N 1)

СП 38.13330.2018 "СНиП 2.06.04-82* Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)"

СП 40.13330.2012 "СНиП 2.06.06-85 Плотины бетонные и железобетонные"

СП 47.13330.2016 "СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения"

СП 58.13330.2012 "СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные положения" (с изменением N 1)

СП 63.13330.2012 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения" (с изменениями N 1, 2, 3)

СП 64.13330.2017 "СНиП II-25-80 Деревянные конструкции" (с изменением N 1)

СП 71.13330.2017 "СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные покрытия"

СП 126.13330.2017 "СНиП 3.01.03-84 Геодезические работы в строительстве"

СП 131.13330.2012 "СНиП 23-01-99* Строительная климатология" (с изменениями N 1, 2)

Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов.

3 Термины и определения

Термины с соответствующими определениями, используемые в настоящем СП, приведены в приложении А.

Наименования грунтов оснований зданий и сооружений приняты в соответствии с ГОСТ 25100.

4 Общие положения

4.1 Основное назначение свай - это прорезка залегающих с поверхности слабых слоев грунта и передача действующей нагрузки на нижележащие слои грунта, обладающие более высокими механическими показателями. Свайные фундаменты должны проектироваться на основе и с учетом:

а) результатов инженерных изысканий для строительства;

б) сведений о сейсмичности района строительства;

в) данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности сооружения и условия их эксплуатации;

История применения винтовых свай в строительстве насчитывает около 17О лет. Сваи диаметром лопастей до 1,5 м и более, способные передавать на грунты большие нагрузки, применялись под опорами некоторых мостов, в опорах для морских причалов, под маяками и в некоторых других сооружениях. Для завинчивания таких свай требовались мощные механизмы - кабестаны.

Следует отметить, что типоразмеры современных свай смещаются в сторону меньших диаметров. Когда-то диаметр сваи составлял 200 мм и 300 мм, а сейчас редко превышает 114 мм. Все чаще используются сваи небольшого и совсем маленького диаметра - 88 мм, 66 мм, 57 мм и менее.

У винтовых свай есть несомненные достоинства: простота установки, экономичность, возможность выполнять работу в ограниченном пространстве. Насколько надёжны и долговечны винтовые сваи? Споры об этом ведутся и будут вестись, пока построенные на винтовых фундаментах сооружения не простоят обещанные 100 лет. Пока не было случая убедиться, что фундамент дома на винтовых сваях служит сто дет, просто потому, что опыт их использования в малоэтажном строительстве не столь велик. К тому же при строительстве дома винтовые сваи, после их завинчивания в грунт, заполняются бетоном, и это увеличивает их прочность.

Много вопросов вызывает возможная коррозия металла. Винтовые сваи выполняют из стали, покрывают их специальным двухкомпонентным антикоррозийным составом, что даже при длительном контакте металла с влажной почвой исключает коррозию. Поэтому, сооружения на винтовых сваях возводятся, а те, что уже построены, благополучно эксплуатируются, и сфера применения винтовых свай расширяется.

К недостаткам винтовых свай следует отнести:

большой расход стали и высокую стоимость изготовления;
при завинчивании защитное покрытие может стираться с винтовой части, отсюда уменьшение срока службы таких свай;
низкая пространственная жесткость цокольной части под сооружением при отсутствии ее заполнения требует постановки дополнительных связей;

В последнее время винтовые сваи малого диаметра предлагаются в качестве фундаментов в загородном строительстве под дачи, усадебные дома, коттеджи, а также вспомогательные постройки: хозблоки, бани, гаражи. При этом все же подходят они больше под деревянные дома.

Цоколи под домом устраиваются в упрощенном виде. На сваи,
выступающие над грунтом, надевают наголовники и по ним
устраивают ростверк из швеллеров или двутавров. Цокольное
пространство оставляют открытыми или закрывают по периметру
дома плоскими асбоцементными панелями либо сайдингом.

Утверждается, что винтовые сваи малого диаметра благодаря особым свойствам наконечника уплотнять грунт обладают большой несущей способностью на сжимающие нагрузки - до 7 т. Они могут быть применены в любых грунтах кроме скальных. Особенно целесообразно их применение в слабых грунтах. Под малоэтажные дома рекомендуются сваи с диаметром ствола - 108 мм, диаметром винтовой части 300 мм и с глубиной погружения 1,5 - 19 м.

Определение допустимой нагрузки на винтовую сваю

Для применения под домом принята рекомендуемая свая с диаметром ствола 108 мм и диаметром винтовой части 300 мм. Глубина завинчивания принята из следующих соображений. Нормативная глубина промерзания по Московской области составляет 1,4 м, расчетная глубина промерзания под неотапливаемым зимой домом 1,6 м. Винтовая уширенная часть сваи длиной 0,3 м должна располагаться ниже расчетной глубины промерзания. Поэтому глубина завинчивания сваи принята равной 1,9 м. При такой глубине завинчивания в пучинистых грунтах
и действии касательных сил пучения свая устойчива.

Несущая способность винтовой сваи определена в наиболее часто встречающихся грунтах - суглинках, имеющих консистенцию от полутвердой до мягко-пластичной. Расчеты выполнены при следующих усредненных значениях характеристик грунтов:

суглинок полутвердый Jl = 0,2, угол внутреннего трения - 24°, удельное сцепление - 3,1 тс/м2;
суглинок тугопластичный Jl = 0,4, угол внутреннего трения - 21°, удельное сцепление - 2,8 тс/м2;
суглинок мягкопластичный Jl = 0,6, угол внутреннего трения - 16°, удельное сцепление - 1,6 тс/м2.

Суглинок в текучепластичном состоянии (Jl > 0,75) не рассматривается, так как Строительные Нормы запрещают использование таких грунтов в качестве основания при непосредственном опирании на них фундаментов. Необходимо завинчивать сваи ниже таких грунтов, часто на большую глубину. Применение винтовых свай под легкими домами может оказаться нецелесообразным, так как для таких случаев есть другие, более экономичные решения.

Расчет несущей способности винтовых свай выполнен по формуле (15) раздела «Винтовые сваи» СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» с учетом дополнений раздела «Особенности проектирования свайных фундаментов малоэтажных сельских зданий».

В соответствии с указаниями того же СНиП (п.3.10.) расчетная нагрузка N, допустимая на одиночную сваю в составе фундамента определяется по формуле:

где F - несущая способность винтовой сваи; Уk - коэффициент надежности, принимается равным 1,4, если несущая способность сваи определена расчетом по формуле (15).

Коэффициент надежности может быть меньшим - 1,2, если несущая способность определена по результатам полевых испытаний статической нагрузкой. В нашем случае меньший коэффициент не применим. Результаты расчетов представлены в следующей таблице:

Как следует из расчетов, обещанного чуда с винтовыми сваями не наблюдается. Если в полутвердых грунтах допустимая нагрузка на винтовую сваю соответствует декларируемой величине, то в тугопластичных грунтах она в 1,8 раза меньше, а в мягкопластичных меньше в 3,5 раза.

Для оценки полученных результатов выполнен также расчет буровой железобетонной цилиндрической опоры диаметром 0,3 м, заглубленной на 1,9 м в те же грунты. Получено, что в полутвердых грунтах допустимая нагрузка на буровую сваю меньше, чем на винтовую, в 1,4 раза, в тугопластичных грунтах допустимые нагрузки - одного порядка, а в мягкопластичных грунтах допустимая нагрузка на буровую сваю в 1,5 раза больше.

Вывод из полученных результатов: несущая способность отдельной сваи и фундамента в целом существенно зависит от физико-механических характеристик грунтов. Поэтому без инженерно-геологических изысканий не обойтись. Результаты могут быть плачевными.

Читайте также: