Несущая способность винтовых свай 108

Статья рассказывает о несущей способности винтовых свай с диаметром ствола 108 мм в разных грунтовых условиях.

Содержание

Несущая способность сваи или грунта?
Несущие свойства грунта
Параметры винтовых свай 108
Расчет несущей способности фундамента из винтовых свай

Несущая способность сваи

или грунта?

Выражение «несущая способность винтовой сваи», которое часто используют сегодня, не вполне корректно.

Для любого сооружения способность свай к восприятию проектных нагрузок будет определяться прежде всего несущей способностью грунтов. Конструктивные и геометрические параметры второстепенны, а кроме того, также назначаются на основании данных о грунтовых условиях в пятне застройки и данных о нагрузках от строения.

То есть, если нет понимания, какими характеристиками обладают грунты, в которые будет установлена винтовая свая, говорить о ее несущей способности не имеет смысла. Это касается винтовых свай любых конструкций и типоразмеров, в том числе с диаметром ствола 108 мм.

Необходимый минимум информации о грунтах можно получить, если провести комплекс исследований, использующих методики, разработанные специалистами компании «ГлавФундамент» путем обобщения большого количества данных и в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.

Подробнее

Несущие свойства грунта

Несущая способность грунта – один из основных параметров, определяющих, сможет ли основание выдержать нагрузку, передаваемую на него фундаментом здания.

Несущая способность грунта характеризуется нагрузкой (напряжением), которую основание выдерживает, находясь в предельном состоянии, т.е. при малейшем увеличении которой происходит разрушение грунта (развитие площадок скольжения). В практике проектирования никогда не приближаются к этому состоянию, т.к. изменчивость свойств грунта, даже в пределах площадки, довольно высока и однозначно определить это пограничное состояние нельзя. Тем более, по мере приближения

нагрузки к предельному значению деформации развиваются с ускорением, т.к. разрушение грунта в основании (развитие площадок скольжения) происходит не мгновенно, а постепенно.

На любом графике «нагрузка-осадка», полученном при нагружении фундамента, можно условно выделить три зоны, которые характеризуют состояние грунтового основания под нагрузкой.

После начала приложения нагрузок деформации увеличиваются по линейному закону, то есть с постоянной скоростью, потому что грунт находится в фазе уплотнения и развитие зон пластических деформаций отсутствует.

График принимает криволинейное очертание, т.е. при постоянной скорости нагружения деформации происходят с ускорением. Это следствие образования и развития зон пластических деформаций в основании.

Третья зона – когда приращение деформаций происходит без увеличения нагрузок. Это означает, что предельное равновесие нарушено и нагрузка превышает несущую способность основания.

При проектировании объектов нагрузку назначают таким образом, чтобы фундамент работал в состоянии, близком к границе между первой и второй зонами. К примеру, для назначения нагрузки для фундамента на естественном основании применяют такой параметр как

«расчетное сопротивление» (таблицы 1 и 2). Это значение является той точкой на графике «нагрузка-осадка», которая лежит в пределах границы между 1 и 2 зонами.

Пески	Значения R₀, кПа, в зависимости от плотности сложения песков
	Плотные	Средней плотности
Крупные	600	500
Средней крупности	500	400
Мелкие:
маловлажные	400	300
влажные и насыщенные водой	300	200
Пылеватые:
маловлажные	300	250
влажные	200	150
насыщенные водой	150	100

Таблица 1 — Расчетные сопротивления песков, R₀

Глинистые грунты	Коэффициент пористости, е	Значения R₀, кПа, при показателе текучести грунта
		I=0	I=1
Супеси	0,5	300	200
	0,7	250	150
Суглинки	0,5	350	250
	0,7	250	180
	1,0	200	100
Глины	0,5	600	400
	0,6	500	300
	0,8	300	200
	1,1	250	100

Таблица 2 — Расчетные сопротивления глинистых

(непросадочных) грунтов, R₀

Несущая способность грунта, при всех прочих равных условиях, растет по мере увеличения глубины его залегания вследствие давления, создаваемого вышерасположенными слоями.

Параметры винтовых свай 108

То, как винтовая свая с диаметром ствола 108 мм будет воспринимать нагрузки в конкретных грунтовых условиях зависит от того, является ли она узколопастной (диаметр лопасти превосходит диаметр ствола менее чем в полтора раза) или широколопастной (диаметр лопасти(-ей) в полтора раза и более превосходит диаметр ствола).

Все узколопастные конструкции воспринимают нагрузки благодаря высокой несущей способности самого грунтового основания, а также рассчитанному количеству витков, шагу и ширине лопасти, которые позволяют учитывать трение по боковой поверхности ствола в полном объеме.

Таким образом, 108 свая с узкой лопастью хорошо проявит себя особо плотных сезоннопромерзающих и многолетнемерзлых грунтах. Однако из-за значительного трения по боковой поверхности ствола она потребует обязательного выполнения расчетов на противодействие касательным силам морозного пучения.

Если грунты характеризуются низкой несущей способностью, то для обеспечения восприятия проектных нагрузок лучше использовать широколопастные сваи. Они будут эффективны благодаря:

достаточной площади опирания (от 0,03 до 0,4 м² при диаметре лопастей от 200 до 400 мм);
подбору конфигурации лопастей, соответствующей грунтовым условиям;
назначению таких параметров, как расстояние между лопастями, шаг, угол наклона лопастей, в случае со сваями с двумя и более лопастями.

Но и в этом случае несущие свойства основания будут иметь решающее значение при определении способности винтовой сваи с диаметром ствола 108 мм к восприятию нагрузок. К примеру, при установке однолопастной сваи с лопастью 300 мм в грунт с высокой несущей способностью она может воспринимать нагрузки до 7 тонн, тогда как в слабых этот показатель снизится до 1,5 тонн.

Расчет несущей способности

фундамента из винтовых свай

Таким образом, чтобы определить, сможет ли 108-ая свая обеспечить необходимую несущую способность, а также, чтобы назначить оптимальные конструктивные и геометрические параметры конструкции, необходимо иметь четкое представление о грунтовых условиях площадки строительства. Поэтому до начала проектирования рекомендуется провести геологические изыскания на участке.

Расчет фундамента с использованием винтовых свай 108 мм выполняется:

аналитически;
с использованием математического моделирования.

И в том, и в другом случае следует опираться на существующие нормативные документы.

Кроме того, проектная документация всегда должна предусматривать мероприятия по контролю качества производимых работ. При строительстве промышленных и крупных гражданских объектов выполняются контрольные полевые испытания грунтов натурными сваями. В то же время из-за высокой стоимости данной процедуры, она, даже являясь обязательной, никогда не используется при возведении объектов малоэтажного строительства.

В связи с этим компания «ГлавФундамент» на протяжении нескольких лет проводила исследования, направленные на разработку методики, которая бы упростила задачу по подтверждению несущей способности винтовых свай. В результате путем обобщения большого объема данных была разработана методика производственного контроля несущей способности винтовых свай по величине крутящего момента (ВКМ), а также разработан и запатентован (Патент № 151668) прибор для измерения ВКМ.

Расчет несущей способности фундамента из винтовых свай

Заявка на выезд геолога

От 12 000 рублей. В стоимость входит проведение геотехнических исследований (зондирование грунтов не менее чем в трех точках), измерение коррозионной агрессивности грунтов, а также нивелировка участка.

ФИО / Название организации *

E-mail

Телефон *

Адрес выезда