Винтовые сваи высота над землей

Итак, винтовые сваи по всем правилам установлены на своих местах, все межосевые расстояния тщательно проверены. После этого предстоит еще один важный этап – свайно-винтовой фундамент должен быть выровнен, то есть все сваи должны находиться на одном уровне. Здесь есть несколько тонкостей, о которых мы поговорим в этой статье.

Максимально, минимально, оптимально

Высота свайно-винтового фундамента может быть разной. Ориентироваться нужно на следующие цифры:

• Минимум. Нежелательно, чтобы свая возвышалась над землей менее чем на 20-25 см. Это минимальное расстояние, которое позволит качественно приварить швеллер или оголовок. В противном случае сварщик будет вынужден сделать вокруг сваи приямок.
• Максимум. Не стоит оставлять часть ствола сваи над землей высотой более 75-85 см (для свай диаметром 108 мм). В противном случае конструкция может оказаться неустойчивой. Иногда такие дома могут качаться от сильного ветра или работы центрифуги стиральной машины. Да и смотрятся дома на высоких винтовых сваях обычно не очень красиво – как «избушка на курьих ножках». Что делать, если всё-таки приходится поднимать строение над землей выше? Можно укрепить фундамент двутавровой балкой, швеллером или профилированной трубой.
• Оптимальная высота. Лучше всего, если свая возвышается над поверхностью грунта на 45-55 см. Строение надежно стоит на своем месте, не шатается, при этом пространство под ним хорошо проветривается, туда может легко подлезть взрослый мужчина (например, если вы решите монтировать под домом коммуникации).

Понятно, что в некоторых ситуациях, например, при строительстве дома на крутом склоне, соблюсти эти рекомендации бывает сложно. Поможет совет профессионалов. Обратитесь на завод «ККЗМ» и мы обязательно вас проконсультируем.

Как правильно выровнять сваи по одному уровню: важные моменты

Для выравнивания винтовых свай можно использовать разные измерительные приборы:

• Гидроуровень – наиболее популярный вариант. Работает это устройство очень просто, по принципу сообщающихся сосудов, а выглядит как две емкости, соединенные шлангом и заполненные жидкостью. Его не совсем удобно использовать зимой – обычная вода замерзает, поэтому приходится использовать специальные жидкости.
• Лазерный уровень. Работает по принципу хорошо знакомой всем лазерной указки. Луч лазера играет роль ориентира для выравнивания свай.
• Нивелиры. Специальные приборы для определения разницы между уровнями разных точек в пространстве. Могут работать по разному принципу. Чаще всего используют цифровые, лазерные и оптические нивелиры.

Крайне важное условие выравнивания свай – хорошее освещение. Поэтому работу лучше всего проводить днем, когда на небе ясно.

Какие должны быть размеры винтовых свай – этот вопрос немало важен для застройщика. От этих параметров зависит несущая способность опор и затраты на их приобретение.

Чем больше диаметр и длина металлической трубы, тем больше её стоимость.

Для застройщика важно знать, сколько метров должны быть винтовые опоры, чтобы точно рассчитать свои затраты на их приобретение и возможность установки своими руками (механизированным способом).

Что такое винтовая свая винтовая свая

Винтовые сваи прочно закрепляются в грунте Винтовые фундаменты пришли в гражданское строительство совсем недавно, где-то с середины прошлого века. Первоначально фундаменты такого типа применялись в военном строительстве, как быстромонтируемые фундаментные основания для различных сооружений военного назначения.

Со временем достоинства быстромонтируемых фундаментов оценили и в гражданском строительстве.

Их изготавливают в заводских условиях. Конструкция представляет собой металлическую трубу разных диаметров, размещаемую в грунте. На нижнем конце стержня располагаются лопасти и острие. Некоторые их виды изготавливают с открытым нижним концом.

Технология установки винтовых опор

Установка винтовых свай От того, сколько метров составит продольный размер опоры, зависит технология её установки.

Винтовые сваи длиной 2 – 3 метра небольшого диаметра ввинчивают в землю вручную усилиями 2-х рабочих. В технологические отверстия в верхней части ствола продевают трубу небольшого диаметра, которая служит рычагом для осуществления ввинчивания стержней в грунт.

При большом металлическом стержне для его погружения в землю применяют специальные механизированные установки с вращательным органом.

Как рассчитать длину сваи рассчитать длину сваи

Для расчетов важно знать толщину плотного слоя почвы и глубину промерзания Размеры винтовых свай напрямую влияют на их стоимость. От решения вопроса о том, сколько метров свая будет длиной зависят затраты на их приобретение и установку.

При определении их длины руководствуются следующими факторами:

• глубина залегания плотного слоя почвы;
• глубина промерзания почвы; глубина погружения лопастей;
• расстояние от верха опоры до монтажных отверстий;
• высота цоколя. Рассмотрим каждый фактор по отдельности.

Глубина залегания плотного слоя грунта толщина плотного слоя

Для возведения фундамента необходимо знать, на сколько метров в глубину следует погрузить стержень, чтобы достичь несущего пласта земли.

В районном отделе архитектуры или в аналогичном учреждении можно взять копию вертикальной съёмки залегания грунтов в месте строительства. На вертикальной съёмке будет видно, на глубине скольких метров залегают плотные слои грунтов.

Если нет такой возможности, используют ручной бур для получения образцов грунта.

Глубина промерзания почвы промерзание почвы

Для фундамента важно, на сколько метров в глубину промерзает почва. По величине промерзания почвы определяют, сколько метров составляет толщина почвы, подверженная пучению.

Следует иметь в виду, что не все типы почв подвержены морозному пучению.

Длина стержней должна позволять её нижнему концу находиться ниже уровня промерзания почвы.

Глубина погружения лопастей сваи

Лопасти должны обязательно достигать плотного слоя грунта. От того на сколько метров будет погружена в несущий слой почвы свая, зависит положение верхнего края лопасти. Верхняя кромка лопасти должна находиться в плотном слое грунта. Учитывая расстояние от лопасти до нижнего конца стержня, можно определить длину сваи от поверхности земли до кончика острия. О том, как установить винтовые сваи по уму, смотрите в этом видео:

Расстояние от верха опоры до монтажных отверстий дом сваи

Монтажные отверстия должны располагаться на расстоянии 100 мм от верха конструкции Монтажные отверстия в верхней части конструкции сваи нужны для того, чтобы продеть через них рычаг для вращения и ввинчивания опоры. В качестве рычага используют металлическую трубу небольшого диаметра.

На сколько, монтажные проушины должны быть выше уровня земли зависит от высоты цоколя строения. Обычно монтажные отверстия делают в трубе на расстоянии 100 мм от верха конструкции.

При устройстве фундамента такого типа следует учитывать, что верхние участки труб с монтажными проушинами срезают. Затем приваривают к верхушкам труб монтажные детали для крепления конструкций ростверка.

Определение высоты наземной части ствола влияет на формирование общей длины фундаментной опоры.

Высота цоколя

Высота основания строения над поверхностью земли – это высота цоколя. Цоколь – пространство между нижним перекрытием первого этажа и поверхностью земли.

Опытные строители рекомендуют делать высоту цоколя не менее 50 см. Закрытое пространство между поверхностью земли и домом обеспечивает сохранение положительной температуры воздуха подполья, что обеспечивает комфортный микроклимат внутри всего сооружения.

Расчёт длины винтовой сваи

Прежде всего, следует учитывать прямую зависимость продольного размера сваи от её диаметра. Диаметр трубы – это один из основных факторов, влияющих на несущую способность фундаментной опоры. Диаметр металлического стержня находится в прямой зависимости от её длины. Чем больше продольный размер трубы, тем больше её диаметр.

Пример расчёта длины винтовой сваи

Суммируйте все данные, полученные при исследовании почвы Строительный участок находится в районе Средне –русской возвышенности, где глубина промерзания земли и глубина залегания плотного грунта одинаковая и составляет 1,8 м. С учётом высоты цоколя (0,5 м), расстояния расположения монтажных отверстий от верха сваи (0,1 м), глубины вхождения винта в плотный слой грунта (0,5 м) и компенсации неточности расчёта (0,1 м), длина трубы будет равна:

1,8+0,5+0,1+0,5+0,1 = 3,0 м

Длина трубы с подготовленным оголовком будет меньше за счёт удаления части сваи с монтажными отверстиями. Это нужно учитывать при изготовлении опоры.

Совет

Если строительный участок находится в непосредственной близости от других строений, имеющих фундаментные основания на винтовых стержнях, застройщик может перенять опыт выбора опор оптимального размера опор и их установки.

«Какая длина винтовых свай необходима для фундамента моего дома (бани, беседки…)?», – вопрос, который часто возникает у заказчиков при попытке рассчитать фундамент.

Когда речь заходит о проектировании свайно-винтового фундамента, есть много моментов, требующих пристального внимания:

какие нагрузки необходимо учитывать;

как расставить сваи в фундаменте;

как грунтовые условия на участке строительства влияют на подбор свайных конструкций.

Эти и некоторые другие вопросы мы подробно рассмотрели в статье «Расчет свайного фундамента», которая ориентирована на малоэтажное строительство и позволяет разобраться в основных принципах подбора, расстановки винтовых свай. Сейчас же мы бы хотели подробнее остановиться на определении их длины. Она назначается исходя из пяти параметров:

уровень залегания грунта с достаточной несущей способностью;

расчетная глубина промерзания грунта;

количество, расположение лопастей;

расположение участка с монтажным отверстием.

Глубина залегания грунта с достаточной несущей способностью

Чтобы фундамент воспринимал нагрузки от здания и передавал их на основание лопасть сваи должна закрепиться в грунте с достаточной несущей способностью мощностью слоя не менее трех диаметров лопасти. Не менее важно при этом подобрать и правильную конфигурацию лопасти, которая минимально нарушит структуру грунта и позволит избежать снижения его несущей способности (подробнее «Ключевые принципы подбора параметров лопастей»).

Грунт с достаточной несущей способностью – имеющий относительно высокие прочностные и деформационные характеристики (подробнее о несущей способности грунта и о том, как она определяется в статье «Несущая способность винтовой сваи»). Он расположен всегда ниже глубины промерзания. Это связано с тем, что в большинстве грунтов в пределах этого слоя происходит действие сил морозного пучения. Что касается регионов с незначительной глубиной промерзания, то здесь необходимо учитывать толщину почвенно-растительного слоя.

Однако интересующий слой может быть расположен на более значительной глубине. Применять в этом случае длинные сваи или другой тип фундамента не всегда целесообразно с экономической точки зрения. Здесь нужна комплексная оценка грунтовых условий в верхней части геологического разреза. Если знать механические характеристики этого слоя, то можно подобрать такой тип фундамента и конструкцию сваи, которые обеспечат надежность и экономичность решения.

Однако если выполнять весь комплекс инженерно-геологических изысканий, то экономии можно не достичь, так как стоимость таких изысканий довольно велика. Как сказано выше, для принятия правильного решения достаточно получить только механические характеристики, поэтому из всего комплекса изысканий можно выполнить часть работ, что поможет значительно удешевить процедуру.

Определить механические характеристики грунта и уровень залегания слоя с достаточной несущей способностью возможно с помощью экспресс-геологии. Это простая и сравнительно недорогая процедура, включающая все необходимые исследования (подробнее «Экспресс-геология (геолого-литологические и геотехнические исследования площадки строительства) и измерение коррозионной активности грунтов»).

Часто компании, которые строят фундаменты из винтовых свай, предлагают для уточнения условий участка выполнить пробное завинчивание, которое не является методом исследования грунта.

Для применяющих данный метод основным является принцип: «Если свая тяжело крутится на предполагаемой глубине установки, то ее несущая способность является достаточной», который не обеспечивает получение объективной информации о несущей способности. Во-первых, результаты очень сильно зависят от времени года, когда производят завинчивание, из-за влияния большого количества факторов, таких как: глубина промерзания, степень влагонасыщения и др. Во-вторых, процедура пробного завинчивания не дает никакой информации о типе и свойствах грунта под сваей. Поэтому контроль величины крутящего момента (который может быть определен при пробном завинчивании) должен применяться лишь для подтверждения ранее полученной расчетом предельно-допускаемой нагрузки на сваю.

Глубина промерзания грунта

Негативное влияние на надежность и срок службы фундамента может оказать морозное пучение. Заключается оно в следующем: верхние слои грунта в зимний период подвергаются воздействию отрицательных температур и вода, которая присутствует в порах, замерзает и увеличивается в объеме (при кристаллизации вода увеличивает свой объем в среднем на 12%), что приводит к возникновению выдергивающих сил на боковой поверхности свай.

К пучинистым относятся глинистые грунты, а также мелкие пылеватые пески. Степень влажности, а также близкое расположение к поверхности грунтовых вод являются факторами, увеличивающими пучинистость грунта. Если вы закрутили сваю в таком слое, она будет приподниматься вместе с грунтом, что приведет к выдергиванию и ухудшению эксплуатационной надежности фундамента. Поэтому она должна закручиваться так, чтобы лопасти находились ниже расчетной (не путать с нормативной) глубины промерзания. Она зависит от разных параметров: нормативной глубины промерзания, типа грунта, условий эксплуатации. Например, при утепленных цоколе и отмостке расчетная глубина будет меньше за счет теплоизоляции грунта под зданием, а если это жилой дом и полы выполнены без термоизоляции, то температура в цокольной части всегда будет положительной и промерзание грунта происходить не будет. То есть учет конструктивных особенностей и условий эксплуатации будущего здания может помочь при подборе оптимальной длины сваи.

Изменение нормативной глубины промерзания в зависимости от региона

Глубина расположения лопасти

Когда мы говорим об установке сваи ниже глубины промерзания и о необходимости расположения ее в выбранном слое, мы имеем в виду именно лопасть, а не острие конуса. То есть верхняя кромка лопасти определяет глубину заложения.

Высота цоколя

В конструктивном плане здание предусматривает наличие цоколя (ит. «zoccolo» – подножие строения). Какой же должна быть его высота? Вот несколько подсказок, которые помогут ответить на этот вопрос:

Эстетика. Здание будет смотреться лучше с высоким цоколем, чем с низким или вообще без него.

Снеговой покров. Если высота цоколя дома расположена ниже уровня снегового покрова, стены (причем не имеет значения, из какого материала они выполнены) в весенний период будут активно днем замачиваться и подвергаться замораживанию ночью, что снизит срок их службы. Поэтому рекомендуемая минимальная высота – 0,5 м.

Капиллярное замачивание. Любой материал, из которого выполняются стены, обладает пористостью, что приводит, при соприкосновении с грунтом, к замачиванию вследствие капиллярного поднятия влаги. Чтобы защитить стены необходимо также обеспечить высоту цоколя не менее 0,5 м. Это позволит в будущем избежать развития гнилостных и коррозионных процессов.

Информацию об основных подходах к устройству цоколя и вариантах отделки мы разместили в разделе «Отделка цоколя».

Расположение участка с монтажным отверстием

Немаловажным, с точки зрения определения длины сваи, является и участок с монтажным отверстием (0,1 м), который спиливается после установки в проектное положение.

Расчет длины ствола

Таким образом, длина сваи будет определяться по схеме:

Глубина расположения лопасти (определяется по результатам геотехнических исследований грунта и расчетной (не нормативной!) глубины промерзания) + Высота цоколя + Расположение участка с монтажным отверстием = Длина винтовой сваи.