При проектировании фундаментов учитываются все факторы, оказывающие влияние на его устойчивость и прочность. Основным параметром винтовых свай является несущая способность. С учетом этого параметра вычисляют необходимое количество свай и определяют их оптимальный диаметр. Несущая способность – это вес, который выдерживает опора под воздействием морозного пучения.
Точные расчеты помогут избежать проблем с фундаментом. Если же допустить ошибки в расчетах, то возникнет риск просадки и деформаций.
На запас прочности опорного столба влияет его длина и диаметр. Пример зависимости этих показателей можно увидеть в таблице 1.
Диаметр, мм | Н/С, т | Длина опоры, м |
---|---|---|
89,0 | 4 | 2,5 |
108,0 | 7 | 2,5 |
133,0 | 8,5 | 2,5 |
При расчетах учитывается тип грунта на участке, уровень его промерзания и глубина залегания плотных несущих слоев. Проектная нагрузка должна быть меньше указанных в таблице значений, то есть необходим запас прочности. Кроме особенностей грунта, при расчетах необходимо учесть длину свайной конструкции, диаметр лопастей и ствола.
Расчет выполняют по формуле H = F / уk, где:
- H — вес, который выдерживает свайная конструкция;
- F — «чистая» нагрузка;
- уk — поправочный коэффициент.
Коэффициент надежности зависит от нагрузки на грунт и от используемого числа опор. Поправочный коэффициент составляет:
- 1,2, если проводились предварительные геологические изыскания;
- 1,25, если выполнялось пробное бурение;
- 1,75, если исследование грунта проводилось самостоятельно и использовались только справочные данные.
В частном строительстве наиболее часто используется второй способ.
Для расчета оптимизированной несущей нагрузки используется формула F = S x Rо, где Ro это прочность основания, а S — площадь лопасти.
Диаметр столба, мм | Диаметр лопасти, мм | Длина, м | Вес, кг | Толщина стали (ствол), мм | Толщина стали (лопасть), мм |
---|---|---|---|---|---|
89,0 | 250,0 | 3,0 | 24,1 | 3,0-3,5 | 4,0 |
108,0 | 300,0 | 3,0 | 34,9 | 3,5-4,0 | 5,0 |
133,0 | 350,0 | 3,0 | 44,6 | 4,0-4,5 | 5,0 |
При определении оптимальной длины свай учитываются особенности грунта и климата в конкретной местности. Для определения прочности основания (Ro) применяют табличные данные.
Тип грунта | Rо на глубине 150 см и более, кг/см2 |
---|---|
Галька с включениями глины | 4,5 |
Гравелистый с включениями глины | 4,0 |
Песчаные почвы (крупная фракция) | 6,0 |
Песчаные почвы (средняя фракция) | 5,0 |
Песчаный (мелкая фракция) | 4,0 |
Пылеватый песок | 2,0 |
Глинистые почвы и супеси | 3,5 |
Вязкие глинистые почвы | 6,0 |
Просадочный грунт или насыпное основание (с уплотнением) | 1,5 |
Насыпной грунт (без уплотнения) | 1,5 |
Данные из таблиц подставляют в формулу и находят ориентировочную нагрузку на основание. Полученное число умножают на коэффициент надежности и определяют проектную нагрузку на один опорный столб.
Более точное значение можно получить, используя множество коэффициентов: от глубины залегания лопастей и силы бокового трения до характера работы опоры, величины выдергивающих или сжимающих сил. Чтобы упростить работу используют данные из таблиц.
Тип почвы | Несущая способность сваи в кг при глубине залегания лопасти, см | |||
---|---|---|---|---|
150 | 200 | 250 | 300 | |
мягкопластичная лессовая | 2200 | 290 | 3600 | 4300 |
полутвердые глинистые | 4700 | 5400 | 6000 | 6700 |
тугопластичные глинистые | 4200 | 4900 | 5600 | 6300 |
мягкопластичные глинистые | 3700 | 4400 | 5000 | 5800 |
полутвердый суглинок | 4400 | 5100 | 5800 | 6500 |
тугопластичная суглинистая | 3900 | 4600 | 5300 | 6000 |
мягкопластичная суглинистая | 3500 | 4200 | 4800 | 5500 |
песчаные (крупная и средняя фракция) | - | 9700 | 10400 | 11100 |
песчаные (мелкая фракция) | - | 6300 | 700 | 7700 |
пылеватый песок | - | 4900 | 5600 | 6300 |
Запас прочности свай диаметром 108 миллиметров позволяет использовать их в качестве основания для строительства каркасных, бревенчатых, брусовых домов в один этаж. Для двухэтажных построек, а также сооружений из кирпича и блока используют сваи большего диаметра.