Нагрузка на винтовые сваи: максимальные возможности

Устройство свайно ростверкового фундамента своими руками

Первое с чего начинается устройство свайно ростверкового фундамента — это подготовка необходимых инструментов.

Инструменты

Для проведения разметки и установки винтового фундамента необходимо иметь:

• Рулетку не менее 20 м, она понадобится при проведении разметки.
• Строительный уровень, желательно запастись инструментом, оснащенным магнитами, так как в процессе проведения работ его можно закрепить на основание сваи, что значительно добавит комфорта.
• Гидравлический уровень, позволит практически идеально разметить плоскость, которую должны образовывать оголовки изделий для укладки на них ростверка.
• Бур для земли, необходим для подготовки лунок под монтаж винтовых опор.

Совет: Бур должен быть меньше по диаметру, чем свая. Это необходимо для того, чтобы свая плотно входила в землю.

• Лом металлический.
• Два отрезка металлической трубы диаметром 45-50 мм и длиной 2.5 метра для вкручивания опор.
• Веревка или строительная шнурка для проведения разметки.

Расчет

Для того чтобы максимально точно рассчитать требуемое количество опор для постройки бани, удобно воспользоваться онлайн калькулятором. Если доступа во всемирную паутину нет, а расчет производить необходимо, нужно придерживаться следующих принципов:

1.   Во всех углах фундамента должно быть установлено по свае.
2.   Максимальное расстояние между сваями в фундаменте не должно превышать три метра.
3.   Если у стен есть перегородки, то в том месте, где они пересекаются с основной стеной, должна в обязательном порядке устанавливаться опора.

Придерживаясь этих простых правил, можно без особых проблем высчитать необходимое количество изделий для изготовления надежной и устойчивой конструкции.

Подготовка участка и разметка

Непосредственно перед разметкой, необходимо очистить периметр участка. Сделать так, чтобы разметке и дальнейшему монтажу ничего не мешало.

После этого можно обозначить место установки первой сваи и приступать к дальнейшей разметке. Сначала размечаются места установки угловых свай. Делать это нужно максимально внимательно, при этом обязательно проверять диагонали.

Важно: Максимальное расхождение диагоналей не должно превышать 4 см.

После того как углы размечены и обозначены кольями, между ними натягивается веревка или строительная шнурка. Затем устанавливаются колышки в тех местах, где должны будут располагаться остальные сваи. Не стоит забывать о том, как проводился расчет и где будут располагаться перемычки стен, все необходимо делать по заранее намеченному плану. После того как разметка проведена, можно приступать к бурению и установке свай.

Монтаж

Непосредственно перед тем как вкручивать изделие, для него необходимо подготовить направляющую лунку. Сделать это можно при помощи бура, при этом не стоит забывать, что диаметр бура должен быть немного меньше диаметра сваи.

Глубина бурения выбирается в зависимости от того, на какое расстояние необходимо заглубить сваю, но на несколько десятков сантиметров меньше, т. к. необходимо, что бы свая какое-то расстояние прошла самостоятельно. Так она будет гораздо лучше держаться в почве.

Следующий этап, это непосредственно вкручивание сваи. Для проведения этой операции понадобится минимум три человека. Один находится возле сваи и старается удерживать её строго вертикально, а два других при помощи металлического лома, продетого в технологическое отверстие в верхней части сваи, и двух отрезков металлических труб, одетых на края лома с разных сторон, постепенно проворачивают и тем самым вкручивают сваю в землю.

Такой способ монтажа, хоть и не отличается скоростью, позволяет без особых проблем смонтировать винтовые сваи без применения техники.

Первые сваи устанавливаются по углам, это необходимо чтобы в дальнейшем можно было контролировать установку промежуточных изделий при помощи шнурки.

Совет: конечно, качество ручного монтажа заметно отличается от установки при помощи специальной техники и опоры в некоторых случаях могут устанавливаться немного криво. Чтобы этого избежать, в момент закручивания сваи можно немного наклонять её в противоположную сторону от места, в котором лопасть винта врезается в землю. Это достаточно сложно объяснить на словах, но когда начнутся работы, понять в какую сторону наклонить не составит труда.

Смонтированные трубы выравниваются при помощи гидравлического уровня, после чего на них привариваются оголовки, на которые и будет устанавливаться ростверк. Оголовки позволяют частично компенсировать неточности монтажа свай.

Особенности расчета

Определяясь с шагом винтовых свай, следует соблюдать разумные доводы. Слишком большое расстояние между опорами приведет к просадке дома, а маленькое – к перерасходу материальных средств. В связи с этим, специалисты рекомендуют выполнять расчет, учитывающий:

• фактическую массу надземных конструкций и отделочных материалов;
• примерный вес мебели и оборудования, включая коммуникационные системы;
• снеговые и ветровые нагрузки;
• несущую способность грунта (точное значение принимается по расчету);
• технические характеристики винтовых свай;
• коэффициент запаса.

Полезная нагрузка при расчете шага установки свай определяется по соответствующим СНиП или техническим условиям. К примеру, для одноэтажного жилого дома она составляет около 150кг, приходящихся на квадратный метр площади. Показатели снеговых и ветровых нагрузок принимаются по справочникам, в зависимости от региона строительства объекта. А коэффициент запаса, как правило, составляет 1,1-1,25.

Сам расчет требуемого для фундамента количества винтовых опор достаточно прост. Их число и линейные размеры несущих стен в плане оказывают влияние на шаг установки свай. Суммарная нагрузка делится на несущую способность одной металлической опоры. В результате получается требуемое число свай, которые с равным шагом распределяются по периметру ограждающих конструкций дома.

Другой вариант расчета сводится к определению усилий, воздействующих на один погонный метр ростверка. Для этого общая нагрузка делится на длину всех несущих стен, после чего полученный результат еще раз делится на несущую способность выбранных винтовых свай. В итоге получается число опор, требуемых для поддержания одного метра обвязки, находящейся под нагрузкой. Дальнейший расчет сводится к тому, чтобы узнать, с каким шагом следует устанавливать сваи, чтобы фундамент смог выдержать расчетные усилия. Такой способ предназначается для массивных строений.

Несущая способность металлических винтовых свай указывается производителем в технической документации. С приблизительными параметрами можно ознакомиться по таблице.

Следующим после расчета этапом является схематичная расстановка винтовых свай в плане фундамента. Как отмечалось ранее, они в обязательном порядке должны присутствовать в углах, под колоннами и в местах сопряжения несущих стен. Остальные сваи распределяются равномерно между основными опорами. Таким образом выясняется точный шаг между винтовыми сваями.

Наглядные вычисления

Для примера можно взять расчет одноэтажного дома из бруса размером 6*6 метров. Объем древесины вычисляется в зависимости от толщины стен и высоты строения, с учетом крыши. Допустим, что он составляет 20 тыс. кубометров. Число умножаем на вес одного куба древесины (в нашем случае – 800кг). В итоге получаем общую нагрузку 16 тонн. Сюда прибавляем вес кровельных и отделочных материалов (допустим, 2 тонны).

• полезную нагрузку – 36м2*150кг/м2, что составляет 5,4 тонны;
• снеговую нагрузку – 36м2*120кг/м2, что составляет 4,32 тонны.

После суммирования получаем цифру – 27,72 тонны, которую умножаем на коэффициент запаса – 1,1. В результате, при расчете количества винтовых свай используем показатель нагрузки – 27,72*1,1=30,492т. Приняв за основу сваи диаметром 89мм с расчетной нагрузкой 2 тонны, получаем минимальное число свай – 30,492/2=16 штук, которые равномерно распределяем по внешнему периметру дома. Дополнительные опоры могут устанавливаться, к примеру, для половых лаг.

Для двухэтажного дома полезная нагрузка увеличивается вдвое.

Приведенный расчет не является точным. В каждом конкретном случае возникают дополнительные усилия, появляются внутренние несущие конструкции, столбы, оборудование и т.д. Нередко отделочные материалы значительно увеличивают массу дома. Все нюансы должны учитываться в индивидуальном проекте, устанавливающем шаг фундаментных опор.

Фундамент глубокого заложения

Другой вариант заложения свайного фундамента – глубокий. Для определения глубины пользуются также качественными показателями почвы, на которой возводится конструкция. При изысканиях выявляют максимально плотный грунт, на который опора будет надежной и устойчивой, в этом месте и ставят отметку глубины заложения.

Бурение и установка свай бригадой рабочих.

Используется глубокий тип заложения в таких случаях:

• когда необходимо возвести сооружения большой массы, высотных, построенных из кирпича;
• когда уровень, на котором промерзает почва в данном районе не больше 2.5 метров;
• расположение уровня вод в грунте меньше ГПГ.

Технические характеристики

К техническим характеристикам винтовых свай относится:

• длина и материал ствола;
• диаметр ствола;
• вид лопастей, способ их соединения с телом сваи.

Диаметр

Диаметр свайных стволов подбирают из стандартного ряда, соотнося с расчётной нагрузкой:

• ᴓ89мм (лопасть ᴓ250мм) — под несущую нагрузку не выше 5 тонн (каркасно-щитовые строения в 1 этаж);
• ᴓ108мм (лопасть ᴓ300мм) — под несущую нагрузку до 7 тонн (дома из бруса, пеноблоков, каркасные двухэтажные);
• ᴓ133мм (лопасть ᴓ350мм) — под несущую нагрузку до 10 тонн (строения из кирпича, газобетона, швеллера).

Длина

Длину свай подбирают, основываясь на показателях плотности грунта (по таблице) и перепадах высот на участке застройки:

• при залегании суглинков до 1 м от поверхности длина сваи — 2,5 м;
• рыхлый грунт или плывун — длина сваи определяется по длине бура, достигшего плотных слоёв;
• при перепадах высот рельефа длина свай может отличаться на 0,5 м для разных участков.

Количество опор и расстояние между ними

Оптимальное расстояние между опорами:

• 2-2,5 м — для деревянных каркасов и блочных строений;
• 3 м — для домов из бруса и бревна.

Важно: для обеспечения надёжности цоколь строения не должен подниматься над землёй выше, чем на 60 см, а длина сваи должна иметь запас 20-30 см. Произведя вычисления по формуле К = P*k/S, необходимо распределить положение свай в периметре для сбалансированности принимаемой ими нагрузки:

Произведя вычисления по формуле К = P*k/S, необходимо распределить положение свай в периметре для сбалансированности принимаемой ими нагрузки:

• под каждый угол сооружения;
• в местах пересечения несущих стен и внутренних перегородок;
• у входной группы;
• внутри периметра, руководствуясь шагом в 2 метра;
• под печью или камином (не менее двух свай);
• под несущими стенами со стороны балкона или мезонина.

К сведению! Объективные условия могут потребовать увеличения количества свай по сравнению с расчётным — такой запас прочности позволит не бояться перемен, возникающих в процессе эксплуатации.

Нагрузка на винтовые сваи: таблица, расчет, вес

Несущая способность – это показатель, который показывает, какую нагрузку сможет выдержать винтовая свая, с учетом допустимым деформаций почвы под ее острием. Придерживаясь особенностей почвы, сваи разделяют на два вида: висячие и сваи-стойки. Для первого типа характерно наличие опоры, которая залегает под нижними концами свайного элемента.

Сваи-стойки носят такое название по той причине, что их устанавливают в почку или в жесткие стержни грунта, роль которых состоит в передачи давления от здания к фундаменту. Висячие конструкции способны выдерживать нагрузка благодаря силе трения, которая формируется между почвой и боковой частью. Если присутствует боковое трение, а также достаточная длина, то под свайными элементами устанавливать опоры нет смысла.

Как определить площадь свайной подошвы

Лопасти при ввинчивании в грунт, сдавливают его пласты и осуществляют почвенное уплотнение. Когда свая установлена, она начинает играть роль подошвы и воспринимает на себя нагрузку здания. Для расчета нагрузки, которую могут выдержать опоры-трубы, нужно вычислить площадь подошвы каждого изделия.

Вычисляемая площадь представляет собой окружность, и образуемая винтовой лопастью фигура – круг. Расчет основан на формуле:

S=πR².

Значение радиуса в данном случае равно удалению самой крайней точки на лопасти винта от оси сваи. Обычно завод-изготовитель винтовых изделий снабжает свою продукцию готовыми таблицами, в которых указана площадь подошвы каждого вида изделий.

Заводские сваи с остроконечной лопастью

Диаметр

В течение 10 лет основание на винтовых опорых пользуется таким широким спросом. Причина такой востребованности связана с большим количеством преимуществ, к которым можно отнести следующее: прочность, долговечность и надежность. Сегодня производятся сваи самых различных размеров, с разными диаметрами и разнообразным предназначением. Рассмотрим самые основные размеры винтовых свай.

О том какова несущая способность винтовых свай 108 можно узнать из данной статьи.

Диаметр 57 мм

Для этого варианта характерна несущая способность в 800 кг. Для такого изделия не страшна представленная нагрузка, даже при условии, что процесс монтажа осуществляется на пучинистом грунте. Применять такой фундамент разрешено на переувлажненном грунте и на почве, имеющей неровную поверхность. 

Используют такой вариант опор при монтаже оградительных конструкций и строительстве не слишком тяжелых построек хозяйственного назначения. Сюда можно отнести беседки и гаражи. Процесс установки винтовых свай с диаметром 57мм может вестись самостоятельно вручную. По причине своей малой габаритности монтажные работы не занимают много времени.

Каковы минусы винтовых свай можно узнать из данной статьи.

К достоинствам такого типа можно отнести длительный срок эксплуатации. Они способны прослужить вам в течение 90 лет. Достигается это преимущество по причине неуязвимости к отрицательным воздействиям климата, надежности и прочности.

Каково устройство ростверка на буронабивных сваях можно прочесть в данной статье.

Диаметр 89 мм

Для такого изделия несущая способность может составлять 1,4 тонны. Сфера использования винтовых свай такого типа – это строительство домов и зданий в заболоченных участках и на торфяной местности. Достигается это благодаря прекрасным способностям выдерживать высокие нагрузки. 

Применять такой вариант разрешено при строительстве гаражей, оградительных конструкций. Также люди активно начинали использовать винтовые опоры с диаметром 89 мм при строительстве дач и бань.

О том какое время сохнет фундамент из бетона можно узнать из данной статьи.

Еще они могут быть задействованы при возведении пирсов, речных причалов. Процесс установки ведется с использованием специальной техники. Конечно, проводить такие мероприятия можно и вручную, только при условии, что вы обладаете необходимыми навыками.

Какова толщина фундамента должна быть для двухэтажного дома можно узнать из данной статьи.

Диаметр 108 мм

Для таких изделий несущая способность достигает 3,5 тонны. Задействую их при возведении каркасно-щитовых домов или при строительстве бревенчатых зданий и домов из бруса. Еще применять такой тип свай могут в процессе установки ангаров и тяжелых заборов. Процесс монтажа осуществляется только механическим способом и при помощи специального оснащения.

О том какой марки бетон нужен для ленточного фундамента можно узнать из данной статьи.

Диаметр 133 мм

У этих изделий несущая способность может достигать до 6 тонн. Применяют их на любой местности при возведении крупных зданий с использованием газобетонных блоков или кирпича, при строительстве монолитных конструкций. 

Процесс установки предполагает использование специальных знаний и навыков, а также не обойтись без специального оснащения. К достоинствам этого изделия можно отнести:

• экономичность;
• отличная надежность;
• длительный срок эксплуатации;
• всесезонность и особая прочность, благодаря которой монтажные работы могут происходить при любых климатических условиях.

О том какая марка бетона нужна для фундамента дома можно прочесть из статьи.

Рассчитываем ростверк

Свайная основа может быть сконструирована из одних опор, по которым укладывают нижнюю обвязку строения.

Ростверком называют балку или железобетонную плиту, по горизонтали соединяющую верхушки каждого винтового элемента. Свайно-ростверковые основы одинаково хорошо подходят для строительства деревянных и пеноблочных зданий. Ленточный ростверк может быть монолитным или сборным, главное, чтобы он был вылит из бетона, марка которого не ниже 150.

Чтобы ростверк был грамотно сооружен и создал прочную связку между винтовыми элементами, нужно правильно рассчитать его габариты. Существует ряд специальных расчетов, мы же ограничимся минимальными размерами связующей ленты:

Фундамент с железобетонным ростверком

1. Высота – 30 см.
2. Ширина – 40 см.

Чтобы придать ростверку необходимую жесткость, его нужно усилить продольной и поперечной арматурой (в диаметре 10-12 мм). Прутья соединяются при помощи проволоки по принципу армопояса. Расстояние от арматуры до края ростверка должно составлять не менее 2,5 см, чтобы металлические прутья полностью загерметизировались бетонным раствором и не подвергались коррозийным процессам.

Соединение ростверка с опорами может быть жестким, когда его арматура связывается с прутьями свай, или свободным, когда ростверк без дополнительной подвязки лежит на опорах фундамента. В обоих случаях нагрузка между сваями распределяется равномерно.

Тем, кто выбирает для своего участка фундамент на сваях, в первую очередь следует задуматься о том, как правильно выполнять его расчет. Процесс монтажа тоже занимает не последнее место. Основные вопросы, которые интересуют владельцев земельных участков, выбравших для себя вариант свайного фундамента, следующие:

Схема устройства свайного фундамента из набивных комбинированных свай.

1. Какое минимальное расстояние должно быть между сваями (шаг свай)?
2. Какое количество опор необходимо?
3. Как осуществить правильно?

На первый взгляд может показаться, что это довольно трудно, особенно человеку, не имеющему никакого отношения к строительству. Но не надо заранее отчаиваться, все не так уж и сложно.

Несмотря на то что вам понадобятся знания о нагрузке здания и силе, воздействующей на основание, а также о свойствах и качествах строительных материалов, вы наверняка справитесь с поставленной задачей, изучив подробную информацию, изложенную в этой статье. Не забудьте, что только грамотный и проведенный по всем правилам расчет поможет вам сделать фундамент надежным и долговечным.

Недостатки винтовых свай

Как видно, у свайно-винтового фундамента плюсов более чем достаточно. Но и минусы тоже имеются:

1. Ограниченная область применения. Основание нежелательно использовать при строительстве кирпичных или блочных домов (преимущественно предназначено для деревянных построек). Даже если усилить конструкцию, увеличив количество свай, она будет проигрывать по прочности бетону. Кроме того, усадка вкрученных труб будет неравномерной. Для деревянных зданий это не проблема, а вот для кирпичных представляет большую опасность.
2. Невозможность организации дополнительных помещений. Если потребуется обустроить подвал, то это вызовет серьезные трудности. Конечно, сделать это можно, но это уже отдельная конструкция (соответственно, затраты на строительство увеличиваются).
3. Сваи трудно устанавливать рядом со стеной, так как для их вкручивания используются рычаги, и стены будут мешать монтажу.
4. Подверженность коррозии. Обычно такая проблема возникает из-за желания производителя сэкономить на качественном антикоррозийном покрытии ( недобросовестные компании встречаются довольно часто).
5. На многих типах грунта монтаж свай вызывает большие трудности.
6. Некачественный материал. Некоторые производители экономят на изготовлении труб (и это касается не только антикоррозийного покрытия). Иногда толщина стенок оказывается ниже заявленных значений и уже на этапе строительства сваи приходят в негодность. Что влечет непредвиденные траты.

Покупать строительные материалы следует у проверенных компаний-производителей – не старайтесь на них сэкономить.

Как определить допустимую надежность фундамента

Если вы будете использовать этот вариант расчета, то не получите достаточно обобщенный результат запаса прочности. Для окончательного определения несущих возможностей необходимо руководствоваться следующей формулой:

N=F/ γ,

в которой N – это расчетная нагрузка, F – это неоптимизированное значение несущей способности, для определения которого необходимо умножить площадь винтовой опоры на возможность почвы. Что касается последнего обозначения γ, то это коэффициент, показывающий запас прочности конструкции. Значение этого параметра напрямую зависит от точного вычислительных операций несущей способности опорной почвы. Также на значение этого параметра оказывает влияние общее количество свай в фундаменте.

Оголовок винтовой сваи размер и другие особенности можно прочесть из данной статьи.

С учетом указанных данных, необходимо отметить, чему будет равняться приведенный коэффициент надежности:

1. Если общее число свай составляет 5-20, то этот коэффициент принимает значение 1,75-1,4. Принимают в расчет этот параметр при условии, когда определяется несущая возможность винтовых элементов с низким ростверком, монтаж которого выполняется на опорах висящего типа.
2. Коэффициент будет равен 1,25, когда процесс расчета опорной возможности ведется на почве, отделяемой в ходе зондирования при помощи саи-эталона. Провести такие исследования могут начинающие геологи, которые обустроили измерительную площадку с эталонной сваей на участке возведения основания.
3. Если точно была определена опорная способность почвы, которая рассчитывается в ходе ее зондирования и исследующих лабораторных исследований, то коэффициент надежности примет значение 1,2.

Винтовые сваи плюсы и минусы такой конструкции указаны в статье.

На основании указанной информации можно вычитать несущую способность для винтовых элементов 133, она будет составлять 3,5 т. Получить такой результат удается при точном определении аналогичной характеристики почвы. Еще можно получить результат на основании усредненных сведений о несущей способности почвы и сведений об общем количестве опор. В результате усредненное значение будет составлять 2,4 т.

На видео рассказывается, какую нагрузку выдерживают винтовые сваи:

Фундамент на винтовых сваях

Что такое винтовые сваи? В чем их особенность и удобство? И как с их помощью сделать фундамент? Винтовые сваи — это такая опорная конструкция. Представляет она собой систему труб, которые погружены в грунт на определенную глубину. В нижней части этих труб приварены спиралевидные лопасти (как на фото). Эта конструкция позволяет вкручивать сваи в грунт. А лопасти играют роль нарезки, примерно с таким же эффектом действия, как и на шурупах. Острый наконечник сваи позволяет легче ей входить в грунт. А нарезка помимо того, что используется для вкручивания, также является опорным узлом, на который собственно и опирается свая.

За счет чего держится опора и на сколько она надежна, спросите вы? Отвечаем: такая свая держится за счет силы трения, которая возникает между грунтом и боковыми поверхностями сваи (трубы). Усиливают такую конструкцию те самые лопасти, о которых мы уже говорили. На них и о приходится часть нагрузки, что делает такую опору весьма надежной, при грамотной установке конечно. Кстати, сама установка таких свай имеет массу тонкостей, которые нужно соблюдать. Несоблюдение их может привести к тому, что свая будет хлипкой и ненадежной. Так вот, чтобы равномерно распределить нагрузку на каждую сваю, установка выполняется по заранее просчитанной схеме. Образуется так называемое свайное поле. Оно обеспечивает равномерную нагрузку на каждую опору.

Ростверк

Когда сваи уже погружены их верхние части срезают таким образом, что бы получилась ровная плоскость. Затем делают ростверк или по другому называют несущий пояс. Он-то и является основной конструкцией, которая распределяет нагрузку от стен. А самое главное, благодаря ему нагрузка на систему свай распределяется равномерно, не перегружая не одну из свай, что придает данной конструкции надежность и долговечность.

Строение и функции ростверка очень схожи с конструкцией ленточного фундамента. Отличием в данной конструкции является то, что у ростверка, вместо опоры на грунт, как у ленточного фундамента происходит на сваи. Для того чтобы конструкция приобрела жесткость и была менее восприимчива к боковым нагрузкам, полые трубы свай заливают бетоном после их установки. Это и создает дополнительную устойчивость и жесткость конструкции.

Конечно, и плюсы и минусы свайного фундамента имеют место быть. Но явным плюсом винтовых свай является то, что при их установке не обязательно погружать их до контакта с плотными слоями грунта, как с другими сваями. Особенность их конструкции позволяет надежно удерживать здание при достаточном углублении в грунт. Винтовые сваи являются висячим типом свай.

Устройство ростверка

Таблица несущей способности

С учетом представленного ранее расчета становится понятным, что значение несущей способности фундамента на сваях зависит от размеров этих элементов, а точнее от диаметра и длины свая.

Таблица 1 – Зависимость несущей возможности от размеров винтовых свай:

Диаметр, мм	Несущая способность, кг	Длина, мм
57	800	2000
76	2000-3000	2500
89	4000	2500
108	7000	2500
150	9500	3000

Несущая способность винтовых свай – это очень важный параметр, который определяет нагрузку, которую сможет выдержать конструкция.

О том каковы пропорции состава бетона для фундамента можно узнать из данной статьи.

При вычислении этого параметра необходимо принимать во внимание такие параметры, как несущая способность грунта, диаметр и длина сваи. Выполнить все вычисления можно самостоятельно без привлечения посторонних лиц

Если все расчеты были выполнены верно, то ваш дом прослужит вам в течение длительного времени.

От чего зависит допустимая нагрузка

Если давать определение понятию несущая способность, то она представляет собой максимально допустимое давление на элемент фундамента, которое он выдерживает. Расчетная нагрузка на одну винтовую сваю всегда должна быть меньше ее несущей способности. Равность значений нежелательна, поскольку стоит предусмотреть запас на случай возникновения непредвиденных обстоятельств.

Допустимая нагрузка на винтовую сваю зависит от следующих факторов:

• диаметр трубы и лопастей;
• прочность грунта основания;
• длина сваи.

При выполнении простейших расчетов для частного дома потребуется знать только прочностные характеристики основания и площадь лепестковой подошвы (лопасти). Расчет выполняется по следующей формуле:

В этой формуле N -несущая способность винтовой сваи (сколько она способна выдержать), F — значение несущей способности (неоптимизированное), γк — коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый в зависимости от количества опор для здания и способа выполнения геологических изысканий.

Коэффициент γk назначается равным следующим значениям:

• 1,2 при проведении точных геологических испытаний грунта основания, путем выполнения зондирования и лабораторных исследований. Выполнить это самостоятельно невозможно. Способ не подходит для частного домостроения из-за высокой стоимости, которая сильно увеличит бюджет строительства.
• 1,25 при проведении испытаний с помощью сваи-эталона. Хотя этот способ проще, чем предыдущий, определить, сколько сможет выдержать грунт, способен только человек, имеющий знания в области геологии.
• При самостоятельных исследованиях почвы и использовании табличных показателей прочности коэффициент принимается в зависимости от количества опор. Если несущая способность определяется для винтовой сваи с низким ростверком, то значение составит 1,4-1,75 при количестве опорных элементов в пределах 5-20 штук.

Важно! Практичнее всего использовать второй способ т.к. полноценные геологические изыскания дороги, а самостоятельное изучение грунта на глубине вкручивания свай практически нереально

Чтобы найти F, потребуется выполнить вычисления по следующей формуле:

Здесь S — площадь лопасти, которая вычисляется по формуле для круга (S = πR² = (πD²)/4). Исходные данные приводятся производителем винтовой сваи. Для наиболее распространенных диаметров винтовой сваи можно воспользоваться таблицей ниже.

Диаметр винтовой сваи, мм

Насыпное основание без выполнения работ по уплотнению

Зная сколько способен выдержать грунт на один квадратный сантиметр и площадь опорной части винтовой сваи можно найти предварительное значение несущей способности F (без учета коэффициента по надежности). Значение подставляют в первую формулу и находят окончательную максимально допустимую нагрузку на один элемент фундамента.

Более подробно определить, сколько сможет выдержать свая можно по формуле 7.15 пункта 7.2.10 СП «Проектирование и устройство свайных фундаментов». Здесь учитываются все моменты, которые способны повлиять на несущую способность, а именно:

• условия работы;
• характеристики грунта;
• глубина залегания лопасти (прибавляется боковое трение);
• диаметр лопасти;
• характер работы сваи (на выдергивание или на сжатие).

Выполнить расчет достаточно сложно, потребуется найти множество коэффициентов и характеристик грунта (здесь учитывается не только несущая способность, но и угол внутреннего трения, удельное сцепление, удельный вес и др.). Для упрощения работы можно воспользоваться таблицами, которые приводятся для наиболее распространенных диаметров свай (чаще всего для частного домостроения используют 89 мм, 108 мм, 133 мм).

Для свай диаметром 89 и 108 мм можно привести следующую таблицу:

Несущая способность свай 89 и 108 мм при диаметре лопасти 300 мм в тоннах с учетом глубины залегания винта

Несущая способность элементов диаметром 89 достаточна для того, чтобы использовать их в качестве фундаментов под одноэтажные дома из легких материалов (каркасные, бревенчатые, брусовые). При возведении двухэтажных строений лучше вместо 89 диаметра выбрать 108 или больший. Если опирать на такие свайные фундаменты кирпичные и бетонные здания, при расчете получится очень большой диаметр элементов и частое их расположение (зависит от характеристик грунта), да и не в каждой компании найдется специалист способный рассчитать массивное здание на винтовых сваях. Выгоднее использовать другие типы фундаментов.