Глубина погружения винтовых свай

Глубина погружения сваи определяет надежность и устойчивость свайного фундамента с обвязкой из бруса, стальной балки или бетонного ростверка. Правильные расчеты и точность погружения опорных элементов в грунт на проектную глубину являются обязательными условиями создания прочного основания для построек любой площади и архитектуры. Такой фундамент дает минимальную осадку, не деформируется и не расшатывается в процессе эксплуатации.

Важность глубины вкручивания сваи в расчете фундамента

При расчете свайно-винтового фундамента под любое здание или сооружение учитывается несущая способность свайной опоры, которая напрямую зависит от плотности и удерживающей способности грунта.

Винтовая свая представляет собой цельнометаллическую конструкцию, изготовленную из стальной бесшовной или сварной трубы. К нижней части трубы приваривают сварной или литой наконечник и винтовую лопасть. Погружение такой опоры в грунт происходит по типу самореза. Заостренный наконечник позволяет пройти верхние пласты и заглубиться в плотные слои грунта, а винтовая лопасть, вкрученная в почву, удерживает опору в вертикальном положении на заданной глубине.

Если нижняя часть сваи не достигает плотного пласта, то при нагрузках, возникающих в процессе эксплуатации, велика вероятность того, что опора просядет или напротив, ее вытолкнет из грунта. Неравномерная осадка опор приводит к деформации обвязки и фундамента, образованию трещин на несущих стенах.

Что влияет на определение глубины вкручивания сваи

Основные факторы, определяющие глубину погружения свайных опор:

• Назначение фундамента и требования к его несущей способности. На свайно-винтовых фундаментах строят заборы, гаражи, ангары, пирсы и причалы, устанавливают опоры ЛЭП, возводят дома высотой в один и два этажа из дерева, кирпича, пенобетона или газоблока. В зависимости от типа сооружения и нагрузки на основание подбирается диаметр и длина свайных опор.
• Характеристики грунта на участке застройки. На глубину вкручивания свай напрямую влияет состав почвы, ее плотность и влажность. Почва может быть песчаной, глинистой, болотистой или гравелистой, сухой или насыщенной влагой.
• Глубина промерзания грунта. В зависимости от климатической зоны, состава и влажности грунта, точка промерзания может находиться на глубине от 0,29 до 5,19 м. Для Москвы и Московской области этот показатель составляет от 1,35 до 2,0 м.
• Глубина залегания плотных слоев почвы. Плотные стабильные пласты почвы, которые не подвергаются усадке, располагаются на глубине от 0,4 до 8,0 м. Поэтому для строительства свайных фундаментов используют опоры длиной до 10,0 м.
• Особенности участка. На глубину вкручивания опорных элементов также влияет высота залегания грунтовых вод, наличие на стройплощадке плывунов, уклонов до 15 градусов и перепадов по высоте до 1 м.

Характеристики грунта в определении глубины

Главным параметром, который влияет на надежность и устойчивость фундамента, является состав и влажность почвы в зоне строительства. Особенности технологии монтажа и конструкции свайных опор позволяют нивелировать влияние этого фактора.

Свайно-винтовые фундаменты хорошо зарекомендовали себя на песчаных, нестабильных и обводненных грунтах. От состава почвы и климатической зоны зависит глубина промерзания грунта. Для разных регионов она различна — если в южных районах этот показатель составляет 30 см, то в северных областях почва может промерзать на 2,0 и более метров. Лопасть винтовой сваи должна располагаться ниже уровня промерзания. В противном случае весной, при оттаивании почвы, сваи просто провалятся вниз, фундамент деформируется и перекосит, что неизбежно вызовет появление глубоких трещин в цоколе и стенах.

Не менее важным фактором является глубина залегания плотных пластов. Чем ниже слой грунта, тем выше его плотность. Как правило, верхние плодородные пласты более рыхлые. Плотные слои залегают на глубине примерно 1,5-2,0 м. Более точно определить эту характеристику позволяют геологические исследования или пробное вкручивание. Сваю ввинчивают вручную до тех пор, пока не получат отказ. Так называется предельная глубина, ниже которой опора не погружается при такой же силе воздействия. В среднем эта точка находится на глубине около 1,8 м.

Определяем глубину погружения свай

Винтовые сваи бывают разной конструкции — с закрытым или открытым наконечником, с одной или двумя лопастями, ширина которых также может отличаться. Самыми распространенными являются свайные опоры с закрытым наконечником, у которых расстояние от острия наконечника до места приварки лопасти составляет 20 см.

При расчетах длины опорных элементов также учитывается расположение монтажных отверстий. Дело в том, что после вкручивания сваи верхнюю часть ствола обрезают вместе с монтажными отверстиями. Поэтому эту длину нужно вычесть из общей длины ствола.

На выбор длины свай влияет и высота цоколя. Она зависит от особенностей архитектуры и конструкции здания, требований к его утеплению. Так например, дом с высоким цоколем выглядит более эстетично, чем с низким. Кроме того, высокий цоколь предпочтительнее в том случае, если здание строится в местности, где часто происходят подтопления из-за дождей и талых вод. В этом случае минимальная высота цоколя составляет 0,5 м.

Пример расчета длины свай для разных климатических районов России:

• Центральная Россия, включая Московскую, Ленинградскую, Ярославскую, Пензенскую область. Для монтажа свайного фундамента потребуются опорные элементы длиной 260 см. Эта длина складывается из следующих параметров: 20 см лопасть + 180 см до плотного слоя грунта + 50 см надземная часть опоры (цоколь) + 10 см обрезка ствола трубы перед монтажом оголовка.
• Западная Сибирь. Для строительства зданий и сооружений в Новокузнецке, Новосибирске, Красноярске, Тюмени, где глубина промерзания составляет 2,3 м, используются свайные опоры длиной 310 см.
• Восточная Сибирь. От Иркутска, Ангарска и далее для свайных фундаментов используют свайные конструкции длиной не менее 360 см.