Расчет глубины заложения фундамента из винтовых свай

Проектирование Гражданское строительство Технология


Статья содержит примерный расчет глубины заложения фундамента из винтовых свай и рассказывает об основных принципах, которые учитываются при его выполнении.

Содержание статьи:

1. Глубина залегания грунта с достаточной несущей способностью

2. Глубина промерзания грунта

3. Расчет глубины свайно-винтового фундамента


При проектировании фундаментов из винтовых свай под объекты ИЖС нужно учитывать:

  • грунтовые условия площадки строительства, влияющие на назначение конструктивных и геометрических параметров винтовых свай (физико-механические свойства грунтов, их коррозионная агрессивность);
  • воздействие различных величин нагрузок (под ответственными узлами и несущими стенами, под ненесущими стенами, под лагами пола);
  • требования к частоте расстановки свай и др.

Эти и некоторые другие вопросы мы подробно рассмотрели в статье «Расчет свайного фундамента», ориентированной на строительство объектов ИЖС. А в этом материале хотели бы остановиться на определении глубины заложения фундамента.

Расчет глубины свайно-винтового фундамента будет основываться на данных:

  • об уровне залегания грунтового массива с достаточной несущей способностью;
  • о расчетной глубине промерзания грунта в регионе.

1. Глубина залегания грунта с достаточной несущей способностью

Для надлежащего восприятия проектных нагрузок и последующей передачи их на основание лопасть сваи должна закрепиться в грунте с достаточной несущей способностью мощностью слоя не менее трех диаметров лопасти. Кроме того, чтобы его несущая способность не снизилась, структура основания в процессе установки должна быть нарушена минимально. Добиться этого возможно, если подобрать правильную конфигурацию лопасти (подробнее «Ключевые принципы подбора параметров лопастей»).

Грунт с достаточной несущей способностью имеет относительно высокие прочностные и деформационные характеристики (подробнее «Несущая способность винтовой сваи»). Он всегда расположен ниже глубины промерзания, что исключает воздействие сил морозного пучения. В регионах, где глубина промерзания незначительна, важно учесть толщину почвенно-растительного слоя.

Конечно, нельзя исключать ситуации, в которых интересующий слой будет располагаться на большей глубине. Для их решения нужно комплексно оценить грунтовые условия в верхней части геологического разреза. Если знать механические характеристики этого слоя, то можно подобрать такую конструкцию сваи, которая обеспечит надежность и экономичность решения.

Так как механических характеристик грунтов будет вполне достаточно для принятия решения, от полного комплекса изысканий можно отказаться. Всю необходимую информацию даст экспресс-геология – процедура, включающая ряд исследований (геотехнические и геолого-литологические исследования, измерения коррозионной агрессивности грунтов), адаптированных к нуждам малоэтажного строительства, в том числе и с позиции цены (подробнее «Экспресс-геология: геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов»).

Динамическое зондирование грунтов

Динамическое зондирование грунтов

А вот на результаты пробного завинчивания полагаться не стоит. Эта процедура не является методом исследования грунта. Более того, в ее основе лежит принцип: «Если свая тяжело крутится на предполагаемой глубине установки, то ее несущая способность является достаточной». Считать такую информацию о несущей способности грунтов объективной – весьма опрометчиво. 

Во-первых, из-за влияния большого числа факторов (глубина промерзания, влагонасыщение и т.п.) результаты пробного завинчивания находятся в сильной зависимости от времени года.

Во-вторых, невозможно полностью исключить вероятность «ложного отказа», который может быть вызван наличием в основании линз более прочных грунтов (прослоек толщиной 0,4-0,6 м). Хотя завинчивание из-за них и окажется затруднено, достаточной несущей способности они не обеспечат.

В-третьих, пробное завинчивание не позволяет получить какие-либо данные о типе и свойствах грунта под сваей.

Таким образом, контроль величины крутящего момента, который косвенно происходит при пробном завинчивании, целесообразно применять только для подтверждения предельно допустимой нагрузки на сваю. В этой связи специалистами компании «ГлавФундамент» была разработана методика производственного контроля несущей способности винтовых свай по величине крутящего момента (ВКМ), а также прибор для проведения соответствующих измерений (Патент №151668). Она позволяет надежно контролировать качество производимых работ без проведения дорогостоящих контрольных полевых испытаний грунтов натурными сваями.

2. Глубина промерзания грунта

Некоторые грунты подвержены морозному пучению. Осенью поры такого грунтового массива начинают заполняться водой, а затем лед, образовавшийся при замерзании, начинает вытеснять его вверх (при кристаллизации вода увеличивается в объеме в среднем на 12%). Это приводит к возникновению выдергивающих сил на боковой поверхности сваи.

К пучинистым относятся глинистые грунты, а также мелкие пылеватые пески. Более того, их пучинистость может увеличиваться, в зависимости от степени влажности и близкого расположения к поверхности грунтовых вод.

Если оставить сваю в таком слое, то она неизбежно начнет приподниматься вместе с грунтовым массивом, из-за чего произойдет выдергивание и последующее ухудшение эксплуатационной надежности фундамента.

Поэтому так важно расположить лопасти ниже расчетной (не путать с нормативной) глубины промерзания, которая будет зависеть от типа грунта, условий эксплуатации, нормативной глубины промерзания. Например, при утепленных цоколе и отмостке расчетная глубина будет меньше за счет теплоизоляции грунта под зданием, а если это жилой дом и полы выполнены без термоизоляции, то температура в цокольной части всегда будет положительной и промерзание грунта происходить не будет.

Какая длина винтовых свай необходима для фундамента

Изменение нормативной глубины промерзания в зависимости от региона

3. Расчет глубины свайно-винтового фундамента

Таким образом, глубина заложения фундамента из винтовых свай будет зависеть от глубины расположения лопасти, которая в свою очередь определяется результатами геотехнических исследований и расчетной (не нормативной) глубиной промерзания.

Чтобы определить грунтовые условия Вашего участка, запишитесь на выезд геолога.



Была ли информация для Вас полезной?
2
4
2
 
Текст сообщения*
Загрузить файл или картинкуПеретащить с помощью Drag'n'drop
Перетащите файлы
Ничего не найдено
Защита от автоматических сообщений

Статьи по теме