Как рассчитать фундамент на винтовых сваях – пошаговое руководство

Фундамент на винтовых сваях считается надежным вариантом для строительства на проблемных грунтах. Залог надежности свайно-винтового фундамента – точные расчеты.

Чаще всего свайный тип фундамента выбирают при возведении небольших деревянных домов, гаражей, бань, беседок, теплиц и иных вспомогательных строений. Поверх выступающих из земли винтовых свай для большей устойчивости сооружают горизонтальный каркас из поперечных балок.Это обеспечивает стабильность конструкции как на сложных по геологическому строению грунтах, так и на оползневых склонах.

Что представляют собой винтовые сваи для фундамента

Существуют разные виды свай для разных типов грунтов.

Своим внешним видом винтовые сваи несколько различаются в соответствии с предназначением. Одни из них напоминают шуруп огромного размера, другие похожи на корабельный гребной винт. Мощные лопасти спирально опоясывают стальную трубу и при вращении сваи врезаются в почву. На противоположном конце предусмотрено крепление штанги — рычага для вращения.

В зависимости от предполагаемой нагрузки, используют сваи с различным диаметром трубы, как правило, от 57 мм (для строительства заборов) до 133 мм (для коттеджей). Длина этих изделий также различна. Производители изготавливают сваи длиной от 1,6 до 4 метров и более, что позволяет приобретать именно те, которые нужны для ввинчивания на определенную глубину.

Достоинства винтовых свай

Завинчивание металлических свай существенно сокращает объем земляных работ по сравнению с устройством ленточных фундаментов. Не требуется рыть на своем участке котлован и устанавливать опалубку для бетонирования. Снижаются и затраты на стройматериалы.

Единственный недостаток винтовых свай – цена.

Инженерный вопрос, как рассчитать винтовые сваи, решается достаточно просто, поскольку их ассортимент обширный, и есть из чего выбрать.

В процессе заводского изготовления винтовых свай на них наносят слой грунтовочного покрытия с целью предохранить сталь от коррозии.

Этапы работ по сооружению фундамента на винтовых сваях

Поэтапное строительство свайного фундамента предусматривает выполнение нескольких обязательных действий:

• рассчитать нагрузку, которую будет оказывать дом на свайный фундамент;
• определить исходя из этого нужное количество и тип винтовых свай;
• составить план установки свай под несущими стенами и пристройками;
• разметить участок в соответствии с разработанным планом;
• завинтить сваи в определенных местах и проверить правильность их установки.

После завинчивания всех свай на рассчитанную заранее глубину, их верхние концы подрезают, чтобы они были на одном уровне. Рекомендуется также заливать бетон внутрь полой трубы. Расчеты показывают, что процедура бетонирования свай несколько увеличивает стоимость фундамента, но зато способствует его прочности.

Методика для расчета фундамента на винтовых сваях

В первую очередь необходимо произвести геологическое исследование участка для определения вида почвы и ее свойств. Важно определить глубину, на которую способна промерзать почва в данном регионе. Исходя из полученных данных, определяют, как рассчитать винтовые сваи: их параметры и количество.

При расчете необходимого количества свай, нужно учитывать два основных момента:

1. Общая нагрузка на фундамент. Она складывается из предполагаемого веса всех элементов здания (стен, полов, кровли и т.п.) и расчетной полезной нагрузки, возникающей при эксплуатации данного строения. В местности, где бывают сильные снегопады, нужно также принимать во внимание снеговую нагрузку.
2. Грузонесущая характеристика грунта на конкретном участке. Этот показатель определяет, какую нагрузку способна выдержать винтовая свая без риска проседания.

В случае, когда нет возможности произвести надлежащие исследования почвы, следует ориентироваться на минимально-расчетную нагрузку. В таблице приведены усредненные параметры допустимой нагрузки на винтовую сваю:

При расчетах предполагается, что свая завинчивается в мало-грузонесущий грунт типа супесчаников или суглинков.

Совет: при выборе длины винтовой сваи, учитывайте запас в 15–20 см на предстоящую подрезку ее верхнего края после установки.

Примеры расчетов фундамента

Теоретические знания о методике проведения расчетов свайного поля дополним двумя практическими примерами.

Пример №1
Деревянный одноэтажный дом с мансардой, размер 6х6 м, материал брус 150х150 мм.

Вес материала: 16 м³ по 800 кг/м³ = 12 800 кг.
Полезная нагрузка: 6х6 м по 150 кг/м² = 5400 кг.
Снеговая нагрузка: 6х6 м по 180 кг/м² = 6480 кг.
Общий вес с учетом коэффициента надежности n = 1,1 равен 27 148 кг.

Предположим, что одна свая с параметрами 89х250х2500 способна выдержать вес 2000 кг. В итоге, для данного дома потребуется 14 свай при шаге их установки 2000 мм, и дополнительно 2 сваи для устройства половых лаг. Всего 16 винтовых свай. При глубине завинчивания 1800 мм, высота цоколя в максимальной точке составит 600 мм.

Пример №2
Двухэтажный деревянный дом 9х11 м, брус 200х200 мм.

Вес материала: 97 м³ по 800 кг/м³ = 77 600 кг.
Полезная нагрузка на этаж: 9х11 м по 150 кг/м² = 14 850 кг.
Нагрузка на 2 этажа = 29 700 кг.
Снеговая нагрузка: 9х11 м по 180 кг/м² = 17 820 кг.
Общий вес вместе с коэффициентом равен 137 400 кг.

Свая 108х300х2800 выдержит нагрузку 2500 кг. Следовательно, под основную часть дома следует установить минимум 55 свай такого типа при шаге 2000 мм.
Под крыльцо и веранду можно использовать 8 свай меньшего размера 89х25х2800.
При завинчивании на глубину 1800 мм, максимальная высоте цоколя составит 935 мм.

Для примера приведем усредненные данные по стоимости: изготовление и монтаж «под ключ» 16 свай и устройство оголовников к ним составит 64 тыс. руб.

Можно резюмировать, что вопрос «как рассчитать фундамент на винтовых сваях» включает в себя также исследование грунта и выбор типа свай, исходя из их несущей возможности. Сложность предстоящих расчетов и ответственность за невольную ошибку заставляет многих домовладельцев искать помощи у квалифицированных инженеров-строителей. И это правильно, ведь только специалист может подсказать максимально экономичное и рациональное решение.