Фундамент для дома 10х10. Готовый проект фундамента из винтовых свай

Гражданское строительство Проектирование Гарантия


Статья расскажет о том, какие данные в обязательном порядке должны учитываться в проекте фундамента из винтовых свай для дома 10х10, а также о том, почему готовые проекты фундаментов это в 90 % случаев переплата, а в 10 % – ничем не оправданный риск.

Содержание статьи:

1. Учет грунтовых условий при строительстве фундамента дома 10х10

    1.1. Физико-механические свойства грунта и способность фундамента к восприятию проектных нагрузок

    1.2. Химические свойства грунта и срок службы фундамента

    1.3. Использование усредненных данных о грунтах при разработке типовых проектов

    1.4. Геотехнические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов

2. Какие величины нагрузок воздействуют на фундамент дома 10х10. Что необходимо учесть при расстановке свай?

1. Учет грунтовых условий при строительстве фундамента дома 10х10

Две наиболее важные группы свойств грунтов с точки зрения проектирования и строительства фундаментов:

  • физико-механические – характеризуют физическое состояние грунтов, а также их способность деформироваться и не разрушаться под действием внешних нагрузок. Имеют решающее значение при определении способности фундамента к восприятию проектных нагрузок;
  • химические – обусловлены происходящими в грунтах химическими изменениями и характеризуют их способность участвовать в химических взаимодействиях с различными веществами. Имеют решающее значение при определении срока службы фундаментной конструкции.

1.1. Физико-механические свойства грунта и способность фундамента к восприятию проектных нагрузок

Большинство заказчиков, к сожалению, исходят из неверных представлений о роли несущей способности основания. Хотя фундаментная конструкция служит только для передачи нагрузки от надземной части сооружения на грунты основания, они уверены, что именно она реально держит постройку.

В результате при выборе типа фундамента и его конструктивных параметров, как правило, происходит недооценка роли несущей способности грунтов, что становится одной из ключевых причин отказа от проведения геологических исследований на участке.

На самом же деле способность фундамента к восприятию проектных нагрузок всегда определяется прежде всего несущей способностью грунтов. А параметры элементов самой конструкции (как геометрические, так и конструктивные) играют только второстепенную роль, да к тому же назначаются на основании данных о нагрузках от строения и о грунтовых условиях участка предполагаемого строительства.

То есть без знаний о грунтах говорить о несущей способности винтовой сваи и всего фундамента бессмысленно (таблица 1).

1.2. Химические свойства грунта и срок службы фундамента

Химические свойства грунта (коррозионная агрессивность) определяют срок службы фундамента.

Представим, что сооружение на фундаменте из винтовых свай должно без нареканий эксплуатироваться на протяжении 50 лет.

Если участок предполагаемого строительства представлен глинами, которые, как правило, характеризуются высокой агрессивностью по отношению к стали, то использование свай с толщиной стенки, к примеру, 3,5-4 мм позволит обеспечить срок службы максимум 20 лет.

Выйти на показатель в 50 лет, используя сваи с указанной толщиной стенки, будет возможно только в грунтах с низкой степень коррозионной агрессивности по отношению к стали.

Таким образом, даже зная толщину стенки ствола, невозможно дать прогноз по сроку службы, если нет информации о грунтах (таблица 1).

Если вы пытаетесь рассчитать срок службы винтовой сваи, ни в коем случае не полагайтесь на покрытие. Из-за абразивного воздействия грунта в процессе погружения оно почти наверняка повредится и не обеспечит необходимую защиту стали. И это касается всех покрытий, даже самых совершенных. Да и срок службы покрытия не превышает 10-15 лет.

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. Использование усредненных данных о грунтах при разработке типовых проектов

Но какими именно данным о грунтовых условиях нужно обладать? Достаточно ли знать, к примеру, что участок сложен глинистыми грунтами? Неумение верно ответить на эти вопросы порождает еще одну ошибку: большинство заказчиков исходят из того, что абсолютно все глины будут иметь одинаковые физико-механические характеристики, как и все пески и т.д.

Грунт – сложная многокомпонентная система, созданная природой. Его свойства зависят от большого числа самых разнообразных факторов. К примеру, несущая способность глины может варьироваться от 1-2 до 7-8 килограммов на один квадратный сантиметр. А в зависимости от степени влагонасыщения глины изменяется и степень ее коррозионной агрессивности по отношению к стали: в сильноагрессивной среде срок службы 1 мм стали будет составлять уже 5 лет вместо 20.

При столь существенной разнице в характеристиках идентичное поведение грунта по отношению к фундаменту становится просто невозможным. А значит невозможно говорить и о разработке типовых проектных решений для фундаментов.

Даже в советское время, когда типовые серийные проекты были крайне популярны, раздел фундаментной части со всеми чертежами разрабатывался отдельно и всегда – на основании данных о грунтовых условиях.

Следовательно, готовые проекты фундаментов, в том виде, в котором они существуют сегодня, не могут быть эффективны. Выбрав типовое решение, вы либо будете вынуждены переплатить за излишний запас несущей способности (90 % случаев), либо напротив окажетесь в группе риска (10 % случаев). Учет требований к сроку службы вообще не происходит в ста процентах случаев.

Единственная информация, которая в большинстве подобные проектов соответствует действительности – количество свай. Для типовых зданий с размерами в плане 10х10 метров оно, как правило, составляет 20 штук. Но и здесь исключений достаточно.

1.4. Геотехнические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов

Таким образом, только информация о типах грунтов, об их коррозионной агрессивности, прочностных и других характеристиках позволяет принять правильное решение о конструкции и глубине заложения фундамента. Кроме того, в случае отказа от исследования грунтовых условий в пятне застройки всегда остается вероятность наличия не выявленных участков низкой прочности (плывуны, торфяники и т.п.), которые могут стать причиной неравномерных деформаций фундамента, а также просадок вследствие потери несущей способности основания.

Понимая всю важность изучения грунтовых условий площадки предполагаемого строительства, а также беря в расчет чрезмерно высокую для ИЖС стоимость инженерно-геологических изысканий, компания «ГлавФундамент» разработала методики, применение которых позволяет получить достаточные данные без лишних трат:

  • геотехнические и геолого-литологические исследования;
  • измерения коррозионной агрессивности грунтов.

В рамках проведения геотехнических исследований специалисты компании применяют методику динамического зондирования грунтов, разработанную на основании ГОСТ 19912-2012 «Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием». Она позволяет определить физико-механические характеристики грунта, необходимые для проектирования свайно-винтового фундамента. Как известно, зондирование грунтов обеспечивает оценку несущей способности свай на всех характерных участках площадки, на всех интересующих глубинах, уступая по точности оценок только статическим испытаниям натурных свай.  

В рамках геотехнических исследований для идентификации литологических типов грунтов (глина, песок, гравийные отложения и др.), выяснения характера их напластования (установления литологического разреза), уровня подземных вод, выявления грунтов со специфическими свойствами (просадочные, пучинистые, слабые) выполняется также оценка геолого-литологического строения площадки строительства.

Назначение марки стали, толщины стенки ствола и лопасти на основании данных измерений коррозионной агрессивности грунтов обеспечит соответствие срока службы здания/сооружения требования ГОСТ 27751-2014 «Межгосударственный стандарт. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения». Для уточнения правильности подбора параметров после выполнения расчета срока службы остаточная толщина стенки ствола обязательно проверяется на соответствие проектным нагрузкам.

Подробнее обо всех перечисленных методиках рассказывается в статье «Экспресс-геология: геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов».

Часто в качестве альтернативы исследованиям грунта компании предлагают провести пробное завинчивание, в основе которого лежит принцип – «если свая тяжело крутится на предполагаемой глубине установки, то ее несущая способность является достаточной». Но это не обеспечивает получение объективной информации о несущей способности.

  • Во-первых, результаты очень сильно зависят от времени года, в которое производят завинчивание, что вызвано влиянием большого количества факторов, таких как: глубина промерзания, степень влагонасыщения и др.
  • Во-вторых, наличие в основании линз более прочных грунтов может вызвать «ложный отказ», когда завинчивание сваи значительно затрудняется при достижении лопастью прослоек толщиной до 0,4-0,6 м. Затрудняя завинчивание такая линза, тем не менее, не обеспечивает достаточной несущей способности.
  • В-третьих, 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 предельно допускаемой нагрузки на сваю, полученной при расчетах.

Проектная документация всегда должна предусматривать мероприятия по контролю качества производимых работ.

Методика производственного контроля несущей способности винтовых по величине крутящего момента (ВКМ) – это еще одна уникальная методика, разработанная специалистами компании «ГлавФундамент» путем обобщения большого объема данных. Для объектов малоэтажного строительства она является прекрасной альтернативой контрольным полевым испытаниям грунтов натурными сваями.

Прибор для проведения измерений также разработан и запатентован «ГлавФундамент» (Патент №151668).

2. Какие величины нагрузок воздействуют на фундамент дома 10х10. Что необходимо учесть при расстановке свай?

Готовый проект фундамента должен не только включать схемы заземления (подробнее см. здесь «Защитное заземление винтовыми сваями») и проработанные узлы крепления, но также учитывать, грунтовые условия участка предполагаемого строительства и то, что на фундаменты объектов ИЖС воздействуют сразу несколько величин нагрузок:

  • под ответственными узлами сооружения и несущими стенами;
  • под ненесущими стенами;
  • под лагами пола.

Способность сваи к восприятию проектных нагрузок обеспечивается в первую очередь количеством, диаметром и конфигурацией лопастей, тогда как толщина стенки и диаметр ствола гарантируют прежде всего соответствие требованиям к жесткости, прочности, долговечности.

Поэтому под узловые нагрузки чаще всего рекомендуется устанавливать многолопастные конструкции. А вот там, где на сваи передается нагрузка от лагов пола, которая по определению является минимальной, логичнее установить недорогие сваи с небольшой несущей способностью.

В то же время важно понимать, что если расстояние между лопастями, шаг и угол наклона лопастей многолопастных модификаций рассчитаны опять же без учета грунтовых условий, то возникает «обратный эффект»: введение дополнительной лопасти не просто оказывается бесполезным, но и ухудшает работу конструкции, вплоть до того, что многолопастная свая уступает в восприятии горизонтальных нагрузок даже конструкции с одной лопастью (подробнее об этом в статье «Особенности расчета многолопастных свай»).

Такой подход гарантирует равномерное распределение запаса прочности по всей фундаментной конструкции, увеличивает ее надежность, срок службы.

Если высота цоколя превышает 700 мм, на сваи рекомендуется установить специальные элементы сопротивления боковым нагрузкам. Это позволит обеспечить противодействие значительно возросшим горизонтальным нагрузкам.

Частота расстановки определяется местами пересечения стен, поворотов фундамента, гибкостью (характеристиками провисания) ростверка.

Распространена точка зрения, что вне зависимости от типа объекта (дом, баня и т.д.) для того чтобы ростверк не провисал, достаточно позаботиться о том, чтобы расстоянием между сваями не превышало трех метров.

Однако гибкость ростверка – величина расчетная, учитывающая нагрузки от каждой стены и определяемая для каждого конкретного случая индивидуально. Только рассчитав их, Вы сможете подобрать оптимальный ростверк и определить длину пролета.

Чтобы рассчитать характеристики провисания ростверка с минимальными отклонениями, рекомендуем воспользоваться онлайн-калькуляторами, представленными на специализированных ресурсах в сети. Обратите внимание, что для этого Вам потребуется информация не только о материале ростверка, но и о нагрузках от строения (подробнее «Расчет свайного фундамента»).

Компания «ГлавФундамент», реализуя идею об индивидуальном подходе к каждому объекту вне зависимости от уровня его сложности, всегда проводит указанные исследования и расчеты, что позволяет гарантировать надежность, долговечность и экономичность всех зданий и сооружений, возводимых на наших фундаментах.




Была ли информация для Вас полезной?
16
7
3
 
Текст сообщения*
Загрузить файл или картинкуПеретащить с помощью Drag'n'drop
Перетащите файлы
Ничего не найдено
Защита от автоматических сообщений

Статьи по теме