Монтаж винтовых свай
Вопрос: "Добрый день. Планирую построить двухэтажный дом из бруса площадью 6*12 м, в качестве фундамента решил использовать винтовые сваи, поскольку сроки на возведение здания ограничены, а более быстровозводимого типа фундамента, насколько я знаю, не существует. Грунт - пластичный суглинок. Подскажите пожалуйста, как правильно спроектировать такой фундамент и как осуществляется непосредственный монтаж свай - все можно сделать вручную, или лучше воспользоваться спецтехникой? Заранее спасибо"
Оглавление:
Подготовительные работы
Проектированию любого основания, в том числе и фундамента на винтовых сваях, предшествуют геодезические исследования почвы на участке под застройку, направленные на определение грузонесущих характеристик грунта.Важно: без данных о грузонесущих характеристиках грунта провести правильное проектирование фундамента не представляется возможным, поскольку основание, рассчитанное исключительно по несущим свойствам сваи по материалу, в итоге может просесть из-за слабого грунта либо, наоборот, деформироваться под воздействием сил пучения.
Геодезические изыскания подразумевают бурение скважин на выделенной под строительство территории и забор керна для дальнейшего исследования в строительной лаборатории.
Рис. 1.1: Бурение геодезической скважины на участке
В процессе исследований определяются такие характеристики почвы как:
- Уровень грунтовых вод, глубина промерзания почвы в холодное время года;
- Плотность, угол внутреннего трения грунта;
- Величина сопротивления почвы.
Рис. 1.2: Несущие характеристики грунта
Проектирование
Зная грузонесущие характеристики почвы можно приступать к проектированию. Данный этап состоит из:- Сбора общих нагрузок на основание;
- Определения реальной несущей способности одной винтовой опоры;
- Расчета требуемого количества свай в фундаменте;
- Составления свайного поля.
Важно: на первой стадии проектирования высчитывается общая масса дома, нагрузку от которой будут воспринимать винтовые сваи. Отдельно определяются и суммируются масса стен, кровли и перекрытий.
Расчет ведется на основании размеров конструктивных элементов здания и удельной массы материалов, из которых они изготовлены.
Рис. 1.3: Удельный вес элементов здания
К полученной массе сооружения добавляется прогнозируемая нагрузка, которую здание будет испытывать в процессе эксплуатации. Согласно нормативам СНиП 2.01-07, ее величина для помещений жилого типа составляет 150 кг на каждый м2 цокольного и междуэтажного перекрытия.
Далее высчитывается давление снежного покрова на крышу здания, величина которой зависит от региона, где проводится строительство.
Рис. 1.4: Карта расчетной снеговой нагрузки
Важно: для центрального региона России усредненная величина давления снегового покрова составляет 180 кг/м2
Далее все полученные нагрузки (вес здания, эксплуатационные и снеговые воздействия) суммируются и умножаются на коэф. надежности 1.2 - полученный результат является совокупной нагрузкой на винтовые сваи, которые они будут испытывать в процессе эксплуатации.
Следующий этап - определение несущих возможностей винтовых опор в грунте. В качестве примера представляем расчет винтовой сваи 108 мм. длиной 2.5 м. (наиболее распространенный при строительстве малоэтажных зданий типоразмер) в пластичном суглинке - преобладающем в Московском регионе виде грунта.
Расчет осуществляется по формуле:
Рис.1.5: Расчет несущей способности винтовой сваи 108 мм
Полученная грузонесущая характеристика сваи используется для расчета количества винтовых опор в фундаменте. Представляем пример таких расчетов для сооружения площадью 6*12 м. с условной массой в 42 тонны:
- Высчитываем эксплуатационную нагрузку на дом (с учетом обеих этажей): 2*6*12*15 = 21,6 тонн;
- Высчитываем снеговое давление на кровлю (180 кг/м2): 6*12*0.18 = 12,96 тонн;
- Суммируем нагрузки на винтовые сваи и умножаем их на коэфф. надежности: (42+21.6+12.96)*1.1 = 84.2 тонн;
- Делим совокупные нагрузки на грузонесущую способность одной сваи, округленную в меньшую сторону: 84.2/2.5 = 34 сваи.
Далее составляется план свайного поля. Шаг между сваями рассчитывается посредством деления общего периметра фундамента на число свай - наибольшее допустимое расстояние составляет 2.5 метра.
Рис. 1.6: План свайного поля под здание 6*12 м.
Необходимое оборудование
Металлические винтовые сваи предназначены как для ручного, так и механизированного монтажа. Для ручного завинчивания на стволе сваи предусмотрено технологическое отверстие под установку рычага, посредством которого свае придается вращательное движение.Ручной монтаж винтовых свай выполняется с применением следующего оборудования:
- Лом диаметром 30 мм;
- Два отрезка прочной стальной трубы длиной 2-2.5 метра;
- Магнитный уровень.
Рис. 1.7: Ручное завинчивание свай
Важно: технология ручного монтажа винтовых свай осуществима лишь в сухих низко и среднеплотных грунтах, при этом без особых проблем можно погрузить сваи длиной не более 3 метров. При работе в насыщенной влагой пластичной почве монтаж опор сильно усложняется из-за налипающего на лопасти сваи грунта, также затруднена проходка глубинны пластов почвы при ручном монтаже конструкций длиной свыше 3 м.
В таком случае погружение свай осуществляется механизированным способном с привлечением спецтехники. Оборудование для завинчивания свай представляет собой силовые приводы электрического либо гидравлического типа - кабестаны, которые погружают сваю за счет придания ей вращательных движений. Кабестаны имеют функцию реверсного хода, что позволяет при необходимости выполнить демонтаж погруженной конструкции.
Подобные механизмы классифицируются на две группы: мобильные - устанавливаются на реактивных рычагах, которые монтажники удерживают во время погружения, и навесные, фиксирующиеся на стреле самоходной техники - экскаватора либо трактора.
Рис. 1.8: Монтаж винтовой сваи с применением мобильного кабестана
Наша компания имеет обширный парк оборудования для монтажа винтовых свай - для выполнения больших объемов работ мы используем высокопродуктивные колесные установки, а в местах, где использование габаритной спецтехники невозможно - мобильные кабестаны.
Важно: монтажом винтовых свай занимаются квалифицированные специалисты, что гарантирует оперативное и качественное выполнение работ - завинчивание свай под малоэтажный дом средних размеров мы осуществляем за 1 рабочий день.
Рис. 1.9: Монтаж винтовых свай самоходной установкой
Технология монтажа винтовых свай
Технология монтажа винтовых свай выполняется в следующей последовательности:- Производится разметка свайного поля - на площадку переносятся базисные линии фундамента (контуры стен), разбиваются точки погружения каждой сваи и задается их нулевой уровень, по котором опоры будут выравниваться после завинчивания;
- Установка перемещается на место монтажа первой опоры. Ствол сваи фиксируется на валу кабестана и закрепляется шкворнем, продетым сквозь монтажное отверстие;
- Свая размещается на точке монтажа в вертикальном положении, после чего включается мотор кабестана и оператор задает требуемую в конкретном грунте частоту вращения привода;
Рис. 2.0: Монтаж винтовых свай
- Производится завинчивание сваи до проектной глубины с постоянным контролем вертикальности погружения. Аналогичным образом погружаются все элементы свайного поля;
- После монтажа свай их стволы обрезаются по нулевому уровню с помощью болгарки;
- Выровненные сваи комплектуются оголовками и опоры обвязываются ростверком из бруса либо металлопроката - швеллера или двутавровой балки. Брус фиксируется на оголовках с помощью анкерного соединения, металлический ростверк - приваривается.
Рис. 2.1: Обрезка винтовых свай по нулевому уровню
Важно: также возможна обвязка винтовых свай железобетонным ростверком, однако в таком случае теряется основное преимущество винтового фундамента - скорость возведения, поскольку после заливки ростверка ждать отвердевания бетона приходится не менее 28 дней.
Рис. 2.2: Готовый фундамент на винтовых сваях с ростверком из швеллера
Расчёты и цены
Фундамент на винтовых сваях - один из наиболее экономичных вариантов фундамента. Его стоимость значительно ниже цены обустройства заглубленных плитных и ленточных оснований.В качестве примера определим стоимость рассчитываемого нами ранее фундамента из 35 свай 108 мм. и длиной 2.5 м. под дом из бруса площадью 6*12 м, основываясь на актуальной среднерыночной стоимости материалов и услуг:
- Совокупная стоимость свай (1800 руб/шт с учетом оголовка): 35*1.8 = 63 т.р;
- Стоимость монтажа свай (1450 руб/шт): 35*1,45 = 50,75 т.р;
- Стоимость обвязки свай швеллером 160 мм, исходя из периметра внешних и внутренних контуров фундамента в 48 м. (1200 руб/п.м., включая цену материала и стоимость работ): 48*1.2 = 57,6 т.р.
Полезные материалы
Свайно винтовой фундамент: плюсы и минусы
Свайно-винтовой фундамент имеет объективные преимущества и недостатки, связанные с эксплуатационными возможностями конструкции.
Свайно винтовой фундамент цены
Цена на возведение свайно-винтового фундамента складывается из нескольких основополагающих факторов.
Забор на фундаменте из винтовых свай
Оптимальное решение для загородного участка. В загородном строительстве, при устройстве ограждений дачных участков, лесничеств.
