Несущая способность винтовой сваи

Технология Проектирование


Статья расскажет об основных факторах, которые влияют на несущую способность винтовой сваи.

В первую очередь следует сказать, что сама постановка вопроса о несущей способности винтовой сваи не вполне корректна.

Дело в том, что вне зависимости от типа сооружения, способность свайно-винтового основания к восприятию проектных нагрузок будет определяться сначала несущей способностью грунтов, и только потом – конструктивными и геометрическими параметрами конкретных свай, которые также в обязательном порядке будут назначаться с учетом данных о грунтовых условиях конкретной площадки строительства, плюс – данных о нагрузках от строения.

Таким образом, говорить о несущей способности винтовых свай любых конструкций и типоразмеров бессмысленно, если нет понимания, в какие грунты она будет впоследствии установлена. Но какого объема исследований будет достаточно для получения всей необходимой информации? Подробнее – в статье «Экспресс-геология (геолого-литологические и геотехнические исследования площадки строительства) и измерения коррозионной агрессивности грунтов».

Несущие свойства грунта

Несущие свойства – один из основных факторов, определяющих, сможет ли основание выдержать нагрузку, передаваемую на него фундаментом от массы здания.

Наименование

Показатель текучести, JL

Коэффициент пористости, е

Расчетное сопротивление R, кг/см2

Глина тугопластичная

0,25 < JL< 0,5

0,70

0,85

3,6

3,0

Суглинок тугопластичный

0,25 < JL< 0,5

0,70

0,85

2,3

1,6

Супесь пластичная

0 < JL< 0,25

0,60

0,70

2,0

1,7

Глина мягкопластичная

0,5 < JL< 0,75

0,70

0,85

1,00

2,4

1,9

1,5

Суглинок мягкопластичный

0,5 < JL< 0,75

0,70

0,85

1,00

1,5

1,8

0,9

Супесь мягкопластичная

0,5 < JL< 0,75

0,70

0,85

1,1

0,8

Песок крупный

 

0,50

0,60

2,0

1,5

Песок средней крупности

 

0,50

0,60

1,8

1,4

Песок мелкий

 

0,50

0,60

0,70

1,9

1,3

0,8

Песок пылеватый, маловлажный и влажный

 

0,50

0,60

0,70

1,7

1,4

0,8

Песок пылеватый, насыщенный водой

 

0,50

0,60

0,70

1,5

1,2

0,7


Плотность любого грунта растет по мере увеличения его залегания из-за давления вышерасположенных слоев.


Виды

Несущая способность в кгс/см2 при глубине

1 – 1,5 м.

2 – 2,5 м.

Супеси

1,0 – 2,0

2,0 – 3,0

Суглинки

0,9 – 2,5

1,0 – 3,0

Глины твердые

2,0 – 4,0

2,5 – 6,0

Глины пластичные

0,8 – 2,5

1,0 – 3,0

Пески гравелистые и крупные

2,6 – 3,9

5,0 – 6,0

Пески средней крупности

1,9 – 3,0

4,0 – 5,0

Пески мелкие маловлажные

1,5 – 2,5

3,0 – 4,0

Пески мелки и очень влажные

1,0 – 2,0

2,0 – 3,0

Щебенистые и галечниковые с песчаным заполнением пор

2,0 – 3,5

4,0 – 4,5

Дресвяные и гравийные грунты, образовавшиеся из горных кристаллических пород

3,7 – 4,4

5,0

Дресвяные и гравийные грунты, образовавшиеся из осадочных горных пород

2,0 – 2,5

3,5 – 4,0

Параметры винтовых свай

С точки зрения характера восприятия нагрузок винтовые сваи можно разделить на две большие группы:

  • узколопастные, диаметр лопасти которых превосходит диаметр ствола менее чем в полтора раза;

  • широколопастные (лопастные), у которых диаметр лопасти в полтора раза и более превосходит диаметр ствола.

Узколопастные модификации воспринимают нагрузки благодаря:

  • высокой несущей способности грунтов;

  • рассчитанному количеству витков, шагу и ширине лопасти, позволяющему в полном объеме учитывать трение по боковой поверхности ствола.

В результате такие конструкции хорошо проявляют себя в грунтах, обладающих высокой несущей способностью (особо плотных сезоннопромерзающих и вечномерзлых (многолетнемерзлых).

В то же время из-за значительного трения по боковой поверхности ствола для них обязательно нужно выполнять расчеты на противодействие касательным силам морозного пучения (подробнее «Воздействие сил морозного пучения»).

Широколопастные модификации хорошо воспринимают проектные нагрузки даже при установке в грунты, характеризующиеся низкой несущей способностью, что возможно благодаря:

Тем не менее, несущие свойства грунтов будут иметь решающее значение и для этой группы. К примеру, широколопастная свая с диаметром ствола 57 миллиметров, установленная в грунт с высокой несущей способностью (песок плотный), может воспринять нагрузки до 10 тонн, тогда как конструкция с диаметром ствола 325 миллиметров, установленная в слабый грунт (супеси текучие), может держать всего 1 тонну.

2019-02-28_17-23-45.jpg

Рисунок 1 – График зависимости несущей способности винтовой сваи от характеристик грунта и конструктивных особенностей сваи

dS1, dS2, dS3 – условный диаметр лопасти винтовых свай (исполнение 1, 2, 3).

ds1, ds2, ds3 – условный диаметр ствола винтовых свай (исполнение 1, 2, 3).

h – глубина погружения.

e/Il – отношение пористости грунта к показателю текучести.

Расчет несущей способности фундамента из винтовых свай

Таким образом, прежде чем приступить к расчету фундамента из винтовых свай, определению их конкретных конструктивных и геометрических параметров, необходимо провести геологические изыскания на участке.

После этого Вы можете воспользоваться максимально подробной схемой расчета фундамента из винтовых свай, которую разместили в статье «Расчет свайного фундамента». 


Была ли информация для Вас полезной?
0
0
0

Статьи по теме