Продуманная конструкция и никакого секрета
Фундамент — подушка безопасности здания, без которой срок службы строения обречен на недолговечность. Любая разновидность основания — тщательно просчитанная технология с особенностями, обеспечивающими преимущества опоры в определенных условиях.
Винтовые сваи устанавливаются по периметру строения, в месте пересечения несущих перегородок и через каждые 2-3 метра друг от друга. Это металлические столбы, большей частью заглубленные в почву и связанные между собой ростверком для равномерного распределения нагрузки. На конце каждой опоры находятся винты — лопасти, выполняющие 2 функции:
- облегчение погружения сваи в грунт;
- уплотнение породы для повышения сцепления и несущей способности.
Хитрость технологии в прохождении через верхние, капризные и подверженные морозному пучению слои почвы к устойчивому грунту.
Какие параметры влияют на глубину забивания свай
Для строительства свайного фундамента обязательно проведение инженерно-геологических изысканий, так как в зависимости от типа грунта, глубины промерзания, а также площади дома и расчетной нагрузки выбирается длина и диаметр сваи.
Основные геологические параметры, которые нужны для расчета глубины вкручивания
- уровень грунтовых вод, а также характеристики этих вод;
- глубина залегания прочного грунта с достаточной несущей способностью: сваи должны опираться и «закрепляться» в твердом основании;
- глубина промерзания грунта в зоне строительства: важно расположить лопасти сваи ниже, чтобы в случае морозного пучения надежность фундамента не пострадала. Глубина промерзания грунта в Ленинградской области не превышает 1,5 метров.
Основное правило устройства свайного фундамента: чем глубже завинчена свая, тем надежнее фундамент. Здесь еще важно определить целесообразность глубины закручивания — это влияет на выбор в пользу ручного труда или применения специальной техники.
Глубина вкручивания свай в зависимости от типа грунта
Винтовые сваи используют практически в любом типе грунта (исключение: скалистые породы). За счет выбора глубины и диаметра свай есть возможность подобрать оптимальный вариант даже для песчаных, неустойчивых или грунтов под водой.
Глубина забивания зависит от того, на какой грунт ставится свайный фундамент. При строительстве фундамента на торфяниках и сыпучем грунте ввинчивать сваю нужно до твердой основы. Имеющиеся данные показывают, что плотный слой почвы в большинстве случаев находится на глубине 1,5-2 метра, но в каждом конкретном случае точное расстояние определяет пробное вкручивание и геологическое исследование.
Разные по составу грунты отличаются также по показателю промерзания: например, песчаная почва промерзает глубже, чем суглинок и глина. Если, к примеру взять Ленинградскую область, то в случае глиняного грунта глубина вкручивания сваи будет: 120 см (глубина промерзания) + 30 см (диаметр лопасти сваи — по правилам необходимо как минимум на такую величину углубится после) = 150 см. А если у Вас на участке песчаный грунт, то расчет по глубине промерзания будет таким: 135 см + 30 см = 165 см.
Если у Вас каменистый (валунный, галечный и другие) грунт, лучшим вариантом будет буронабивной фундамент со сваями высокой прочности, заводского качества.
Простота конструкции, скорость монтажа и гибкость в плане решения нестандартных задач повлияли на распространенность свайного фундамента. Если правильно сделать расчеты по глубине вкручивания свай и построить фундамент согласно технологии, основание прослужит Вам долгие годы.
Глубина погружения в зависимости от назначения
Сваи применяются для возведения опорного основания под различные строения, а также для реконструкции старого фундамента, требующего ремонта или увеличения возможностей имеющегося.
Так как улучшение сцепления винтового столба непосредственно сказывается на несущей способности, глубина погружения крупногабаритных построек обычно больше, чем для более легких конструкций — навесов, заборов, сараев. Однако этот фактор определяется индивидуально на этапе проектирования с учетом особенностей застроечной территории.
Чем сложнее грунт, тем глубже
На песке, глине и прочих подобных разновидностях почвенных слоев, а также заболоченных участках, очень сложно установить строение, так как грунт является подвижным. Капитальный фундамент выпирает, неравномерно проваливается и вместе с собой утягивает части здания, разрушая его. Применение свай решило эту проблему, потому что стало реально закрепить опоры в тверди, минуя проблемную почву. Разнообразие типоразмеров позволяет подобрать опорные столбы подходящей длины.
Определить состав грунта и глубину залегания твердых пород земли помогут геологические исследования, либо сведения из градостроительной организации по месту застройки.
Морозное пучение — для свай пустяк
Перед наступлением зимы в почве обычно скапливается много влаги из-за осенних дождей, первого растаявшего снега. В период установления отрицательных температур происходит процесс, называемый морозным пучением. В это время жидкость в верхних слоях почвы превращается в лед, а следовательно, увеличивается в объеме. Грунт выпирает примерно на 5-10 см, выталкивая все, что в нем находится, в том числе, фундамент на сваях, расположенный на недостаточной глубине.
В разных регионах этот параметр разнится. Например, в южных глубина промерзания 70-80 см, а в более холодных может достигать 4 метров. Чтобы миновать промерзающий грунт, выбирают подходящую длину винтовых свай. Для Московской области это чаще всего опоры на 2,5 м. Посмотреть показатели глубины морозного пучения в конкретном регионе можно в СНиП 23-01-99.
Глубина залегания грунта с достаточной несущей способностью
Для надлежащего восприятия проектных нагрузок нижняя лопасть сваи (если речь идет о модификациях с двумя лопастями, подробнее о которых в статье Особенности расчета двухлопастных винтовых свай) должна закрепиться в грунте с достаточной несущей способностью. При этом мощность слоя плотного грунта под сваей, как правило, должна быть не менее 1 метра.
Согласно статистическим данным, грунтовые слои с достаточной несущей способностью, как правило, залегают с отметки 1,8 метра от поверхности земли. И только в 5-7% случаев они располагаются выше. То есть глубина заложения свайно-винтового фундамента не может составлять менее 1,8 метра.
Уровень залегания грунта с достаточной несущей способностью можно определить с помощью адаптированной под малоэтажное строительство процедуры – геолого-литологических изысканий (подробнее Экспресс-геология (геолого-литологические изыскания) и измерения коррозионной активности).
Экспресс-геология также позволяет определить:
тип, свойства грунта;
уровень залегания грунтовых вод;
сложные грунтовые условия;
потенциально опасные геологические объекты и процессы и т.д.
Чтобы в процессе погружения сваи структура основания нарушилась минимально, и не произошло снижение его несущей способности, нужно на этапе проектирования подобрать рациональную конфигурацию лопасти (больше информации в материале Ключевые принципы подбора параметров лопастей).
Глубина промерзания грунта
Некоторые грунты подвержены морозному пучению. Осенью поры такого основания начинают заполняться водой, а затем лед, образовавшийся при замерзании, начинает вытеснять его вверх (при кристаллизации вода увеличивается в объеме в среднем на 12%).
Если оставить нижнюю лопасть сваи в таком слое, то она неизбежно начнет подниматься вместе с основанием. Даже если конструкцию не выдернет из почвы, сооружение все равно сместится или деформируется. Это, возможно, будет незаметно глазу, но окна, двери неизбежно весной станут открываться и закрываться не так хорошо как осенью. И эта ситуация будет повторяться из года в год, вынуждая Вас бесконечно что-то подгонять или ремонтировать.
Это требование не означает, что Вы можете пренебречь необходимостью расположения лопасти в слое грунта с достаточной несущей способностью. Винтовой свае в этом случае следует пройти отметку нормативной глубины промерзания, после чего нужно продолжать завинчивание до тех пор, пока лопасть не закрепится в грунте с достаточной несущей способностью, а мощность слоя такого грунта под сваей не составит не менее 1 м, о чем мы уже говорили ранее.
Не забывайте, что за уровнем промерзания должна находиться именно лопасть сваи, а не острие конуса. К примеру, для свай компании ГлавФундамент это расстояние составляет 0,2 м. Следовательно, при расчете этот показатель должен суммироваться с остальными.
Расчет глубины свайного фундамента
Таким образом, можно вывести следующую формулу:
Глубина расположения лопасти + Уровень залегания грунта с достаточной несущей способностью/Уровень промерзания грунта = Глубина заложения фундамента
Центральные и южные регионы (Москва, Пенза, Санкт-Петербург, Краснодар, Ростов-на-Дону и т.д.):
0,2 м + 1,8 м (грунты с достаточной несущей способностью) = 2 м;
Урало-Поволжье (Екатеринбург, Ижевск, Йошкар-Ола, Казань, Киров, Магнитогорск, Набережные Челны, Нижний Новгород, Нижний Тагил, Оренбург, Пермь, Саратов, Уфа, Челябинск и т.д.):
0,2 м +1,8 м (грунты с достаточной несущей способностью и уровень промерзания) = 2 м;
Западная Сибирь (Барнаул, Кемерово, Красноярск, Новокузнецк, Новосибирск, Томск, Тюмень и т.д.):
0,2 м + 2,3 м (уровень промерзания) = 2,5 м;
Восточная Сибирь (Иркутск и т.д.):
0,2 м + 2,8 м (уровень промерзания) = 3 м.
Стоит учесть, что на Юге России глубина промерзания либо незначительна, либо отсутствует вовсе, но есть большая толща слабонесущего слоя чернозема. Рассчитывая длину свай в этом регионе также необходимо опираться, прежде всего, на уровень залегания грунта с достаточной несущей способностью.
Чтобы определить грунтовые условия Вашего участка, запишитесь на выезд геолога.
Высота цоколя над уровнем грунта
Этот показатель не относится к глубине вкручивания, однако важен при выборе длины сваи.
Облицовка с эстетической точки зрения менее важна, чем пагубное влияние снежного покрова и заболоченных участков на стены строения. Длительное воздействие жидкой среды разрушает строительные материалы, даже с низкой гидрофобностью.
Поэтому, когда вы заказываете сваи, обратите внимание, что следует приобретать их не только с учетом промерзания почвы и глубины расположения твердых слоев, но также делая прибавку на высоту цоколя.
В каждом регионе России следует обращать особое внимание на качество заложения фундамента. Если сомневаетесь, что можете самостоятельно выбрать нужную длину опор и на какую глубину закручивать, обратитесь в градостроительную организацию или к консультантам компаний, делающих монтаж свай.
На какую глубину копать фундамент
Глубина заложения фундамента
Вооружившись этими цифрами и результатами исследования участка, нужно подобрать несколько вариантов фундаментов. Самые популярные — ленточный и столбчатый или свайный. Большинство специалистов сходится во мнении, что при нормальной несущей способности грунта их подошва должна находиться на 15-20 см ниже глубины промерзания. Как ее посчитать, мы рассказали выше.
При этом учитывайте следующие рекомендации✍
- Опираться подошва должна на грунт с хорошей несущей способностью.
- Фундамент должен погружаться в несущий слой минимум на 10-15 см.
- Желательно чтобы грунтовые воды располагались ниже. В противном случае необходимо принимать меры по отведению воды или понижению их уровня, а это требует очень больших средств.
- Если несущий грунт находится слишком глубоко, стоит рассмотреть вариант свайного фундамента.
Выбрав несколько типов фундамента, определив для них глубину заложения, проводят ориентировочный подсчет стоимости каждого. Выбирают тот, который будет экономичнее.
