Дом из газобетона на винтовых сваях
Статья расскажет об аспектах, которые стоит учесть при разработке проекта фундамента дома из газобетона на винтовых сваях.
Содержание статьи:
1. Учет грунтовых условий в проекте фундамента дома из газобетона
1.1. Физико-механические свойства грунтов, способность фундамента к восприятию проектных нагрузок
1.2. Химические свойства грунтов и срок службы фундамента
1.3. Геотехнические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов
3. Как расставить сваи с учетом воздействия на фундамент разных величин нагрузок
4. Ростверк свайно-винтового фундамента под дом из газобетона на винтовых сваях
Достоинства газобетона, которые объясняют его популярность в качестве строительного материала:
Достаточная для строительства прочность. При изготовлении происходит отвердевание газобетона в автоклаве под действием высоких температур и давления, в результате чего формируются низкоосновные микроскопические кристаллы гидросиликата кальция.
Небольшой вес. Меньшие нагрузки на фундамент позволяют снизить общие затраты на строительство.
Теплоизоляционные свойства. Позволяют отказаться от использования дополнительных теплоизоляционных материалов в конструкции стен.
Универсальность. Блокам можно придать необходимую форму, поэтому их используют в том числе для создания сложных конфигураций.
Газобетон также обладает хорошими звукоизоляционными свойствами, имеет точные геометрические размеры, достаточную влаго- и морозостойкость.
1. Учет грунтовых условий в проекте фундамента дома из газобетона
Прочность газобетона в 3-5 раз меньше прочности кирпича. Поэтому, используя этот материал, нужно большое внимание уделять равномерности осадок здания.
Кирпичная кладка (особенно армированная) обеспечивает достаточную жесткость постройки, компенсируя неравномерные деформации фундамента за счет перераспределения давления на фундаментную конструкцию.
В кладке из газобетона, возведенной на облегченном «типовом» фундаменте даже при незначительных неравномерных деформациях могут появиться трещины. Чтобы избежать этого в отсутствие знаний об особенностях грунтовых условий площадки строительства, потребуется увеличить жесткость (мощность) фундаментной конструкции, из-за чего она станет сопоставима (в том числе по стоимости) с фундаментом кирпичного здания.
Таким образом, строительство без знаний о грунтах превратится или в чрезвычайно опасное, или в необоснованно затратное мероприятие.
1.1. Физико-механические свойства грунтов, способность фундамента к восприятию проектных нагрузок
Физико-механические свойства грунтов характеризуют их физическое состояние и способность деформироваться и не разрушаться под действием внешних нагрузок, а значит являются решающими при определении способности фундамента к восприятию проектных нагрузок.
Фундамент только передает нагрузку от надземной части сооружения на грунты в основании. Поэтому независимо от типа сооружения способность фундаментной конструкции к восприятию проектных нагрузок будет определяться прежде всего несущей способностью грунтов в основании, а уже потом – конструктивными параметрами самого фундамента (которые назначаются опять же с учетом грунтовых условий площадки строительства).
1.2. Химические свойства грунтов и срок службы фундамента
Химические свойства грунтов обусловлены происходящими в них химическими изменениями и характеризуют их способность участвовать в химических взаимодействиях с различными веществами. От них зависит срок службы фундамента.
К примеру, фундаментная конструкция должна эксплуатироваться в течение 50 лет, при этом установлена она будет в глинистые грунты, которые характеризуются высокой агрессивностью по отношению к стали. Если использовать для нее винтовые сваи с толщиной стенки ствола 3,5-4 мм, максимальный срок службы составит в лучшем случае 20 лет. Эксплуатироваться 50 лет такие сваи могут только в грунтах с низкой степень коррозионной агрессивности.
Существует мнение, что если использовать защитное покрытие, то срок службы винтовых свай можно увеличить. К сожалению, это не так. Во-первых, велика вероятность того, что покрытие повредится в процессе установки сваи из-за абразивного воздействия грунта и перестанет выполнять свою функцию. Во-вторых, даже если этого не произойдет, максимальный срок службы самого покрытия составит не более 10-15 лет.
Таким образом, как в случае со способностью к восприятию проектных нагрузок, так и в случае со сроком службы, спрогнозировать что-либо невозможно, не обладая знаниями о грунтовых условиях (таблица 1). Единственное, о чем можно говорить более ли менее уверенно (да и то не всегда), это количество винтовых свай.
Таблица 1 - Основания для назначения параметров винтовых свай
|
Параметр |
Основания для назначения |
|
Марка стали |
Требования к жесткости, прочности; грунтовые условия, в том числе данные о коррозионной агрессивности грунтов (КАГ); условия эксплуатации (подробнее «На что влияет марка стали?»). |
|
Толщина стенки ствола, мм |
Данные о КАГ; требования к жесткости, прочности (подробнее «Расчет толщины стенки ствола»). |
|
Диаметр ствола, мм |
Данные о КАГ; требования к жесткости, прочности, устойчивости (подробнее «Коррозия: причины, способы защиты»). |
|
Длина, мм |
Показатели расчетной глубины промерзания и несущей способности грунтов (подробнее «Как подобрать длину свай для фундамента?»). |
|
Диаметр лопасти, мм, количество лопастей |
Данные о нагрузках от строения (в соответствии с требованиями к устойчивости), несущей способности грунтов (подробнее «Особенности расчета многолопастных модификаций»). |
|
Конфигурация лопасти |
Данные о физико-механических свойствах грунтов: пористость, степень насыщения водой, консистенция, гранулометрический состав и т.д. (подробнее «Ключевые принципы подбора параметров лопастей»). |
1.3. Геотехнические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов
Для получения информации о физико-механических и химических свойствах грунтов, достаточной для проектирования фундаментов из винтовых свай, специалисты отдела научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок компании «ГлавФундамент», основываясь на многочисленных исследованиях и действующих нормативных документах разработали процедуры, адаптированные к нуждам малоэтажного строительства:
- геотехнические (динамическое зондирование) и геолого-литологические исследования;
- измерения коррозионной агрессивности грунтов.
Подробнее об этих методиках рассказывается в статье «Геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов».
Также, путем обобщения большого объема данных, была разработана методика производственного контроля несущей способности винтовых свай по величине крутящего момента (ВКМ), а также прибор для выполнения указанных измерений (Патент №151668). Она позволяет контролировать качество производимых работ, не прибегая к дорогостоящим контрольным полевым испытаниям грунтов натурными сваями.
Часто процедура пробного завинчивания, при которой косвенно происходит определение величины крутящего момента, позиционируется как самостоятельное геологическое исследование, однако такой подход неверен. Результаты пробного завинчивания сильно зависят от времени года, а кроме того, погружение в нескольких местах площадки не дает никакой информации о типе и свойствах грунта под сваей и об изменчивости грунтовых условий в пределах пятна застройки.
2. Сбор нагрузок от строения
Чтобы рассчитать необходимую несущую способность фундаментной конструкции, для дома из газобетона необходимо правильно выполнить сбор нагрузок от строения.
Часто в самостоятельных расчетах учитывают только собственный вес частей сооружения, то есть постоянные нагрузки, а временными воздействиями (нагрузками на перекрытия, снеговыми и ветровыми нагрузками) пренебрегают. В действительности они должны суммироваться.
В статье «Расчет свайного фундамента» мы привели схему расчетов, которую снабдили всеми необходимыми примерами. Воспользовавшись ей, Вы сможете определить, какая несущая способность Вам необходима для дома из газобетона.
3. Как расставить сваи с учетом воздействия на фундамент разных величин нагрузок
Разные части сооружения передают на фундамент нагрузки разной величины:
- под ответственными несущими узлами и конструкциями сооружения;
- под несущими и самонесущими стенами;
- под ненесущими перегородками, лагами пола и т.д.
При этом запас прочности будет равномерно распределен по всему фундаменту, увеличивая его надежность и срок службы.
Говоря о многолопастных модификациях, стоит отметить, что они не «уходят в срыв» при передаче критических нагрузок, так как благодаря особенностям конструкции в их работу включается максимальный объем околосвайного массива грунта. В то же время расстояние между лопастями, шаг и угол наклона лопастей таких конструкций должны быть рассчитаны с учетом конкретных грунтовых условий площадки строительства, только тогда не возникнет «обратный эффект» – снижение несущей способности, к примеру, при восприятии горизонтальных нагрузок даже относительно дезаксиальных однолопастных конструкций (подробнее «Особенности расчета многолопастных свай»).
4. Ростверк свайно-винтового фундамента под дом из газобетона на винтовых сваях
Устанавливая винтовые сваи под дом из газобетона, Вы можете привлечь к работам специализированную организацию (подробнее «Как отличить качественный монтаж от некачественного?») или выполнить их самостоятельно (подробнее «Видеоинструкция по самостоятельной установке винтовых свай»).
В случае с газобетоном можно отказаться от приварки оголовков на сваи, так как для обвязки, как правило, используются швеллер (высокий ростверк) или железобетонная лента (низкий ростверк). Подробнее в разделе «Устройство ростверка».
Технические решения для цоколя опубликованы в разделе «Отделка и утепление цоколя».
Фундамент для дома из газобетона всегда рассчитывается индивидуально. Чтобы мы могли посчитать для Вас его стоимость, предоставьте данные об объекте (конструктив стен, этажность и т.п.) и данные статического зондирования или запишитесь на выезд геолога.