Фундамент для дома 6х8. Готовый проект фундамента из винтовых свай

Гражданское строительство Проектирование Гарантия


Время чтения: 6 минут Интересно, но нет времени читать?

Отправка на почту статьи


Нажимая кнопку "Получить", я подтверждаю свою дееспособность и даю согласие на обработку своих персональных данных в соответствии с условиями



Статья расскажет о том, какие данные в обязательном порядке должны учитываться в проекте фундамента из винтовых свай для дома 6х8, 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 в готовом проекте фундамента дома 6х8 на винтовых сваях

    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. Воздействие различных величин нагрузок на фундамент дома 6х8. Какие сваи выбрать, как их расположить?



1. Учет грунтовых условий в готовом проекте фундамента дома 6х8 на винтовых сваях

Когда речь заходит о проектировании и строительстве фундаментов, определяющее значение имеют две группы свойств грунтов – физико-механические и химические.

Физико-механические свойства грунтов характеризуют их физическое состояние и способность деформироваться и не разрушаться под действием внешних нагрузок.

Химические свойства грунтов обусловлены происходящими в них химическими изменениями и характеризуют их способность участвовать в химических взаимодействиях с различными веществами.

От химических свойств грунта будет зависеть срок службы фундамента, от физико-механических – его способность к восприятию проектных нагрузок.

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

Выбирая фундамент будущей постройки и его конструктивные параметры, большинство заказчиков, к сожалению, исходят из неверных представлений о несущей способности основания. В то время как фундаментная конструкция служит только для передачи нагрузки от надземной части сооружения на грунты в основании, они уверены, что именно она реально держит постройку.

Результат – недооценка роли несущей способности грунтов и отказ от проведения исследований грунтовых условий на участке предполагаемого строительства.

В действительности, независимо от типа сооружения, способность любого, в том числе свайно-винтового, фундамента к восприятию проектных нагрузок в первую очередь определяется несущей способностью грунтов (то есть их физико-механическими свойствами) и только потом параметрами (конструктивными, геометрическими) элементов самой конструкции, которые опять же назначаются на основании данных о нагрузках и грунтовых условиях в пятне застройки.

Таким образом, говорить о несущей способности винтовых свай не имеет смысла, если нет информации о том, в каких грунтах они будут эксплуатироваться (таблица 1).

1.2. Химические свойства грунта и срок службы фундамента

Химические свойства грунтов (коррозионная агрессивность по отношению к материалам) – решающий фактор при определении срока службы фундамента.

Представим, что к строительству запланирован фундамент из винтовых свай. Он должен сохранять все свои эксплуатационных характеристики (в том числе несущую способность) на протяжении 50 лет. Участок, на котором он будет установлен, представлен глинистыми грунтами, которые чаще всего характеризуются высокой агрессивностью по отношению к стали.

Использование винтовых свай со стенкой 3,5-4 мм приведет к тому, что срок службы конструкции сократиться с 50 лет до 20 (и это самый благоприятный прогноз). А все потому, что требуемый срок службы сваи с указанной толщиной стенки смогут обеспечить, только если грунты имеют низкую степень коррозионной агрессивности по отношению к стали.

То есть игнорирование грунтовых условий недопустимо и при определении срока службы фундамента (таблица 1).

Рассчитывать на то, что нивелировать разницу между сроком службы свай с толщиной стенки ствола 3,5-4 мм и, к примеру, 6 мм удастся использованием антикоррозийного покрытия, не стоит. Погружение в грунт – это почти всегда абразивное воздействие, выдержать которое не может ни одно, даже самое совершенное покрытие.  Да если бы и смогло: срок службы лучшего покрытия составляет максимум 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 следующую ошибку: большинство заказчиков исходят из того, что абсолютно все глины будут иметь одинаковые физико-механические характеристики.

Однако грунт – это многокомпонентная система, созданная природой, которая не признает ничего одинакового. Несущая способность глины в зависимости от множества факторов может варьироваться от 1-2 до 7-8 килограммов на один квадратный сантиметр, а степень влагонасыщения неизбежно скажется на коррозионной агрессивности (в сильноагрессивной среде срок службы 1 мм стали может сократиться с 20 до 5 лет). В таком случае одинаковое поведение грунта по отношению к фундаменту становится просто невозможным.

Но если грунты столь существенно различаются между собой, то каким образом можно разработать типовые проектные решения для фундаментов?

В советское время жилые и промышленные здания действительно строили по типовым серийным проектам. Но насколько бы глубоко ни были проработаны конструктивные и объемно-планировочные решения в таких проектах, раздела фундаментной части вы в них не найдете. Исключительно общие рекомендации. Все потому, что даже для типовых проектов чертежи фундаментов всегда разрабатывались отдельно на основании данных инженерно-геологических изысканий на конкретном участке.

Современные типовые (готовые) проекты фундаментов – это фактически «волшебная таблетка», которую предприимчивые бизнесмены предлагают клиентам, которые не хотят рисковать, но и платить солидные деньги за проведение всех необходимых исследований и разработку индивидуального проектного решения не готовы. И, как любая «волшебная таблетка», эта также не эффективна. Готовый проект либо будет иметь солидный запас несущей способности, что, конечно, снижает риски, но в то же время ведет существенному увеличению расходов на строительство (90 % случаев). Либо, напротив, стоить будет недорого, но и необходимый запас несущей способности не обеспечит, что повышает вероятность невозможности восприятия проектных нагрузок от здания/сооружения (10 % случаев). Учет требований к сроку службы вообще не происходит в ста процентах случаев.

Чтобы стало еще понятнее. Как показывает многолетний опыт проектирования и строительства фундаментов из винтовых свай, единственное, о чем можно говорить с определенной долей уверенности, не располагая данными о грунтовых условиях площадки предполагаемого строительства, это количество свай, которое потребуется для фундаментной конструкции (да и то не всегда). Для типовых зданий с размерами в плане 6х8 метров оно, чаще всего, составляет 12 штук.

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 данные, необходимые для разработки проекта фундамента, без лишних трат:

  • геотехнические и геолого-литологические исследования;

  • измерения коррозионной агрессивности грунтов.

Геотехнические исследования выполняются для получения сведений, используемых непосредственно в расчетах оснований конкретных зданий или сооружений, то есть характеристик механических свойств грунтов (прочностных, деформационных), несущей способности свай, прогноза поведения грунтов под фундаментом при различных воздействиях (замачивание, промерзание), построения геомеханической модели и т.д.

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.

Параллельно с данным исследованием выполняется оценка геолого-литологического строения площадки строительства (идентификация литологических типов грунтов, выяснение характера их напластования, выявление грунтов со специфическими свойствами и т.п.).

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.

Методика производственного контроля несущей способности винтовых по величине крутящего момента (ВКМ) – это еще одна уникальная методика, разработанная специалистами компании «ГлавФундамент».

Вне зависимости от типа объекта проектная документация должна предусматривать мероприятия по контролю качества производимых работ. Для крупных объектов проводят контрольные полевые испытания грунтов натурными сваями. Однако для объектов ИЖС стоимость этой процедуры излишне высока.

Для малоэтажного строительства прекрасной альтернативой контрольным полевым испытаниям грунтов натурными сваями является измерение ВКМ, которая существенно упрощает задачу по подтверждению несущей способности винтовых свай. Прибор для проведения измерений также разработан и запатентован «ГлавФундамент» (Патент №151668).

2. Воздействие различных величин нагрузок на фундамент дома 6х8. Какие сваи выбрать, как их расположить?

Проект фундамента на винтовых сваях, помимо грунтовых условий, схем заземления (подробнее «Защитное заземление винтовыми сваями») и проработанных узлов крепления, должен учитывать разные величины нагрузок, которые действуют на основание.

Почти в ста процентах случаев на фундамент даже самых простых строений (дома, бани) действуют сразу несколько величин нагрузок: под ответственными узлами здания/сооружения и несущими стенами, под ненесущими стенами, под лагами пола.

Под ответственные узлы сооружения и несущие стены (максимальное воздействие) лучше устанавливать винтовые сваи с повышенной несущей способностью. Это, как правило, многолопастные модификации с конфигурацией лопасти, которая соответствует грунтовым условиям.

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»).

Под ненесущими стенами воздействие снизится. А там, где на сваи передается нагрузка от лагов пола, которая по определению является минимальной, логичнее установить недорогие сваи с небольшой несущей способностью.

При высоте цоколя более 700 мм, когда горизонтальные нагрузки значительно увеличиваются, на сваи рекомендуется устанавливать специальные элементы сопротивления боковым нагрузкам.

Если соблюдать эти рекомендации, запас прочности будет равномерно распределен по всему фундаменту, что увеличит его надежность и срок эксплуатации относительно конструкций, в которых использовались сваи одного типоразмера.

Расстановка свай должна выполняться с определенной частотой, зависящей от мест пересечения стен, поворотов фундамента, гибкости (характеристик 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?
107
10
2
 
Текст сообщения*
Загрузить файл или картинкуПеретащить с помощью Drag'n'drop
Перетащите файлы
Ничего не найдено
Защита от автоматических сообщений

Статьи по теме