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

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, способность деформироваться и не разрушаться под действием внешних нагрузок. Химические – обусловлены происходящими в них химическими изменениями, характеризуют их способность участвовать в химических взаимодействиях с разными веществами.

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

Выбирая тип фундаментной конструкции, ее параметры, заказчики часто исходят из неверных представлений о роли несущей способности основания. В то время как фундамент служит только для передачи нагрузки от надземной части сооружения на основание, они уверены, что он реально держит постройку.

Независимо от типа сооружения, способность любого фундамента к восприятию проектных нагрузок в первую очередь определяется несущей способностью основания (физико-механические свойства), а уже потом параметрами элементов самой конструкции, которые опять же назначаются на основании данных о нагрузках и грунтовых условиях в пятне застройки. То есть говорить о несущей способности винтовых свай не имеет смысла, если нет информации о грунтовых условиях.

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

Представим, что к строительству запланирован свайно-винтовой фундамент. Он должен эксплуатироваться без потери свойств 50 лет.

Участок сложен глинами, которым свойственна высокая агрессивность по отношению к стали. Если использовать сваи со стенкой 3,5-4 мм, срок службы сократиться с 50 лет до 20 (и это самый благоприятный прогноз). При указанной толщине стенки длительная эксплуатация возможна только в условиях низкой коррозионной агрессивности. То есть игнорирование грунтовых условий недопустимо.

Какие данные о грунтовых условиях действительно нужны? Достаточно ли знать, к примеру, что участок сложен глинами? Неумение верно ответить на эти вопросы порождает следующую ошибку: заказчики уверены, что все глины будут иметь одинаковые физико-механические характеристики.

Однако грунт – это многокомпонентная система, созданная природой, которая не признает ничего одинакового.

Если различия столь существенны, каким образом можно разработать типовые проектные решения фундаментных конструкций?

В советское время 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. Даже для типовых проектов чертежи фундаментов всегда разрабатывались отдельно на основании данных инженерно-геологических изысканий на конкретном участке.

Современные типовые (готовые) проекты фундаментов – это «волшебная таблетка», которую предприимчивые бизнесмены предлагают клиентам, которые не хотят рисковать, но и платить много не готовы. Как любая «волшебная таблетка», эта также не эффективна.

Готовый проект либо будет иметь большой 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 необходимый запас несущей способности не обеспечит, что повышает вероятность невозможности восприятия проектных нагрузок от здания/сооружения (10 % случаев). Требования к сроку службы вообще не учитываются в ста процентах случаев.

Чтобы стало еще понятнее. Как показывает опыт строительства свайно-винтовых фундаментов «под ключ», единственное, о чем можно говорить с долей уверенности, не располагая данными о грунтовых условиях площадки предполагаемого строительства, это количество свай, которое потребуется для фундаментной конструкции. Для типовых зданий 6х8 метров оно, чаще всего, составляет 12 штук.

Таким образом, только информация о типе грунта, коррозионной агрессивности, прочностных и других характеристиках позволяет выбрать конструкцию, а также глубину 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), которые могут стать причиной неравномерных деформаций, а также просадок вследствие потери несущей способности основания.

Понимая важность изучения грунтовых условий площадки предполагаемого строительства, а также беря в расчет чрезмерно высокую для ИЖС стоимость инженерно-геологических изысканий, ГК «ГлавФундамент» разработала методики, которые позволяют получить нужные данные без лишних трат:

Геотехнические исследования дают информацию для расчета оснований конкретных зданий (о характеристиках механических свойств грунтов (прочностных, деформационных), несущей способности свай), позволяют спрогнозировать поведение грунтов под фундаментом при разных воздействиях (замачивание, промерзание), построить геомеханическую модель и т.д.

В рамках геотехнических исследований специалисты «ГлавФундамент» применяют методику динамического зондирования грунтов, разработанную на основании ГОСТ 19912 «Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием». Она позволяет определить физико-механические характеристики, необходимые для проектирования свайно-винтового фундамента. Зондирование грунтов 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).

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

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

Вне зависимости от типа объекта проектная документация должна предусматривать контроль качества работ. Для крупных объектов проводят контрольные полевые испытания, но для объектов ИЖС это слишком дорого.

Для малоэтажного строительства альтернативой контрольным полевым испытаниям грунтов натурными сваями является измерение ВКМ, которая существенно упрощает подтверждение несущей способности винтовых свай. Прибор для проведения измерений также разработан «ГлавФундамент» (патент №151668).

Проект фундамента на винтовых сваях, помимо грунтовых условий, схем заземления, 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, под 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 многолопастные модификации с конфигурацией лопасти, которая соответствует грунтовым условиям.

Если расстояние между лопастями, шаг и угол наклона лопастей многолопастных модификаций рассчитаны без учета грунтовых условий, то возникает «обратный эффект»: введение дополнительной лопасти не просто оказывается бесполезным, оно ухудшает работу конструкции, вплоть до того, что многолопастная свая уступает в восприятии горизонтальных нагрузок даже конструкции с одной лопастью (подробнее).

Под ненесущими стенами воздействие снизится. А там, где нагрузка минимальная (от лагов пола), 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, а также срок эксплуатации относительно конструкций, в которых использовались сваи одного типоразмера.

Шаг свай зависит от ряда параметров: места пересечения стен и повороты фундамента, гибкость (характеристик провисания) ростверка, а также допускаемая нагрузка на сваю.

Распространена точка зрения, что вне зависимости от типа объекта, 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. Только рассчитав их, Вы сможете подобрать ростверк, определить длину пролета.

Чтобы рассчитать характеристики провисания ростверка с минимальными отклонениями, используйте онлайн-калькуляторы в интернете. Обратите внимание, что для этого потребуется информация не только о материале ростверка, но и о нагрузках от строения (подробнее).