Как выполнить расчет несущей и допустимой способности винтовых свай

Расчеты несущей способности винтовых свай 89мм, 108мм, 133мм: таблицы нагрузок

Нагрузки на винтовые сваи

При разработке проекта фундамента на основе свайных конструкций нужно учитывать все факторы, которые влияют его на прочность и устойчивость. Главным параметром винтовой сваи является ее несущая способность. Количество и длина опорных столбов для каждого объекта подбирается с учетом этого показателя. Несущей способностью называют вес, который опорный стержень выдерживает при пучении почвы под его острием. На основании расчетов определяют шаг установки свай и их диаметр. 

Правильно выполненные расчеты позволяют избежать проблем с фундаментом в будущем. Из-за проектных ошибок или неправильного подбора опор существует риск просадки или деформации основания, которое может привести к разрушению всей конструкции. Чтобы сделать основные расчеты самостоятельно можно использовать данные из таблицы нагрузок на винтовые сваи.


Порядок расчета допустимых нагрузок на сваи

На запас прочности опорного столба влияет его длина и диаметр. Пример зависимости этих показателей можно увидеть в таблице 1.

Таблица 1. Несущая способность винтовых свай.

Диаметр, мм

Н/С, т

Длина опоры, м

89,0

4

2,5

108,0

7

2,5

133,0

8,5

2,5

Большое значение для расчетов имеет тип грунта на участке застройки, глубина залегания плотного несущего слоя, уровень промерзания почвы. При проектировании фундамента нужно подбирать такое количество стержней, чтобы проектная нагрузка на основание была меньше табличной, то есть обязательно должен быть запас прочности.

Основные составляющие расчетов нагрузки на сваи:

  • диаметры ствола и лопастей;
  • длина свайной конструкции;
  • характеристики грунта. 

Самый простой способ расчета выполняется при помощи формулы H = F / уk, где:

  • H — вес, который выдерживает свайная конструкция;
  • F — «чистая» нагрузка;
  • уk — поправочный коэффициент.

Монтаж свай

Коэффициент надежности зависит от количества столбов в свайном поле, нагрузки на почву. Для определения поправочного коэффициента используют следующие данные:

  • Коэффициент 1,2. Его используют в том случае, если были проведены точные геологические исследования с зондированием почвы, сбором образцов, лабораторными исследованиями грунта. Этот способ редко используют при строительстве частных домов из-за высокой стоимости геологической экспертизы.
  • Значение 1,25. Такой коэффициент используется если было проведено пробное бурение. Сваю-эталон вкручивают в нескольких точках на участке застройки. Таким способом определяют глубину залегания несущего пласта, его толщину. Для выполнения пробного бурения нужны практические навыки, а также определенные познания в области геологии.
  • Значение 1,75. Этот показатель применяется при самостоятельном исследовании грунта и использовании справочных данных. Он подходит для свайных фундаментов при количестве опорных столбов до 22 штук. 

Для частного строительства лучше применять 2 способ, поскольку провести полноценную геологическую экспертизу своими силами невозможно. 

Чтобы рассчитать неоптимизированную несущую нагрузку нужно выполнить вычисления по следующей формуле F = S x Rо, где Ro это прочность основания, а S — площадь лопасти. Ее вычисляют по специальной формуле или используют исходные данные, которые предоставляют изготовители винтовых свай.

Таблица 2. Размеры и вес свайных конструкций. 

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 длины опорных конструкций нужно учитывать тип грунта и особенности климата данной местности. Поскольку сваи вкручивают ниже точки промерзания необходимо знать на какую глубину промерзает почва. Средние показатели для Москвы и Московской области:

  • глинистые почвы и суглинки — 135 см;
  • песчаные — от 164 до 176 см;
  • каменистые — 200 м.

Для определения прочности основания (Ro) применяют табличные данные.

Таблица 3. Тип почвы и ее несущая способность.

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.

Таблица 4. Несущая способность одной свайной опоры (Ф ствола 108 мм, Ф лопасти 300 мм).

Тип почвы

Несущая способность сваи в кг при глубине залегания лопасти, см

150

200

250

300

мягкопластичная лессовая

2200

2900

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 свайных опор диаметром 108 мм 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.

Пример расчета допустимой нагрузки на сваю

Для проведения расчетов нагрузок на винтовую сваю 108 мм для коттеджа из бруса размером в плане 6 x 8 м потребуются следующие данные:

  • Тип почвы на участке — песчаная.
  • Вес сооружения: масса всех конструктивных элементов, включая стены, кровлю, перегородки, перекрытия, фундамент. Общая масса сооружения 78,6 тонн.
  • Периметр наружных стен — 48 м.

По таблице определяется прочность почвы, для песчаного грунта она равна 5 кг/см2. За поправочный коэффициент берется значение 1,75. Рассчитывается площадь винтовой лопасти, для лопасти диаметром 300 мм она равна 961,6 см2.

Данные подставляются в формулу F = S x Rо = 961,6 x 5 = 4808 кг.

Далее вычисляется неоптимизированная несущая способность: H = F / уk = 4808 / 1,75 = 2747,43 кг ≈ 2,75 т.

Минимальное количество свай, которые способны выдерживать вес сооружения: 78,6 т / 2,75 т = 28,58. Значение округляется в большую сторону, получается 29 штук. Для завершения расчетов определяют шаг установки свай. Длина наружных стен делится на количество свайных опор: 28 м / 29 шт = 0,97 м. Для дома весом 78,6 тонн устойчивым будет основание из 28 опор, установленными по периметру с интервалом 1 метр.

Цены на винтовые сваи

Наши услуги

Наша компания реализует винтовые сваи собственного производства. Принимаем заказы на монтаж свайных конструкций «под ключ». В комплекс услуг входит проектирование фундамента, пробное бурение, изготовление комплекта свай, их доставка и установка. При необходимости выполняем геологические изыскания. Выполняем все виды монтажных работ, включая обвязку фундамента швеллером, брусом или ростверком, утепление и обшивку цоколя. Даем длительную гарантию на конструкции и монтаж. На нашем сайте есть калькулятор для расчета количества свайных опор. Наши консультанты объяснят какую нагрузку выдерживают винтовые сваи и фундаменты на их основе, ответят на все возникшие вопросы.


Имя
Телефон
E-mail
Комментарий
Даю своё согласие на законную обработку персональных данных.Правила обработки
Спасибо! Ваша заявка отправлена
Мы всегда рады вашим вопросам и предложениям!
Воспользуйтесь формой слева, чтобы задать ваш вопрос, оставить отзыв или предложение. Любая обратная связь приветствуется и вы обязательно в скором времени получите ответ от руководства.
Ваш заказ готов к оформлению
Доставка в тот же деньДоставка по Московской области
Помощь в составлении свайного поляПомощь в составлении свайного поля
Гарантия на работы до 20 летГарантия на работы до 20 лет
Незамедлительный выезд геодезистаНезамедлительный выезд геодезиста
СкладыСклады, производство
8 (495) 128-24-36
Работаем с 9:00 до 21:00
8 (800) 551-56-30
Звонок бесплатен
Адрес в Москве:
Большая почтовая улица, д. 71, офис 203
для клиентов