Одно из главных преимуществ винтовых свай – возможность относительно быстро и легко возводить фундаменты на «сложных» грунтах, к которым, несомненно, можно отнести и пески с супесями.

В Подмосковье такие почвы встречаются не часто. Возможны два варианта:

• Верхний слой грунта полностью представлен песком. Это более редкий случай. Обычно такие участки находятся там, где раньше были песчаные карьеры.
• Верхний тонкий слой грунта представлен землей или торфом, а под ними находится песок. Такое наблюдается чаще. Как правило, в этих местах раньше находились торфоразработки. Можно считать, что свая устанавливается в песок, если толщина слоя торфа составляет не больше 40-50 см. В противном случае речь идет об установке свай на торфянике.

Особенности песчаных грунтов

Пески обладают двумя ключевыми свойствами, которые определяют особенности строительства свайно-винтового фундамента.

Во-первых, плотность такого грунта достаточно высока. Это делает закручивание свай вручную весьма сложной задачей.

Во-вторых, свойства песков различаются в зависимости от того, мокрые ли они, или сухие. Сухие пески и супеси имеют меньшее сопротивление грунта. Следовательно, устанавливать сваи в них проще.

Из этих двух особенностей следует вывод: если нужно закрутить винтовые сваи в обводненных песках на достаточно большую глубину, - более 150 см, - то не стоит даже пытаться делать это вручную. Понадобится специальная техника.

Особенности лидирующего бурения

Для того чтобы сваю было проще закрутить ручным способом в песок, суглинок или глину, обычно проводят лидирующее бурение – проще говоря, под сваю заранее готовят «дырку». На песке лидирующее бурение имеет некоторые особенности:

• Для песков применяется бур большего диаметра, чем для суглинков. Если на суглинках используют бур диаметром 90 мм, то на песках – до 200 мм. Большой диаметр призван компенсировать осыпание песка.
• Во время лидирующего бурения в суглинках в шахту заливают воду – она работает, как смазка, и помогает проще закрутить сваю. Во время лидирующего бурения на песке этого делать нельзя – мокрый песок осыпается намного быстрее, чем сухой, и затрудняет установку свай.

Особенности установки винтовых свай в песчаный грунт

Пески и супеси не являются пучинистыми грунтами. Сухой песок промерзает зимой на глубину всего 20-40 см. Это означает, что сваи можно устанавливать не так глубоко, как на торфяниках и суглинках, достаточно 120-150 см. И сами сваи могут быть короче – 200 см вместо 250. Это – экономия, одно из преимуществ песков и супесей.

Установка винтовых свай для домов и бань на песках и супесях

Песчаная и супесчаная почва непосредственно на поверхности в Подмосковье встречается крайне редко. В практике строительства свайно-винтовых фундаментов на чистом песке мы монтировали сваи только в садовых товариществах, расположенных в бывших песчаных карьерах. Гораздо чаще встречается ситуация, когда песок залегает под незначительным слоем грунта, земли или торфа. Песок под торфом обычно встречается в местах бывших торфоразработок. Если глубина залегания торфа не превышает 40-50 см, можно говорить о том, что винтовая свая монтируется в песчаную почву, если же глубина торфяника более полуметра, надо рассматривать эту ситуацию как монтаж винтовых свай на торфянике (подробнее об установке свайно-винтовых фундаментов на торфяниках смотрите ).

Из-за высокой плотности грунта установка винтовых свай методом ручного завинчивания в песках и супесях является одной из наиболее трудоемких. Причем сопротивление грунта в сухих песках и супесях ниже, чем в обводненных. При необходимости глубокого монтажа (более 150 см) свайно-винтовых фундаментов в обводненных песках мы рекомендуем использовать машинный способ закручивания винтовых свай.

Как и при установке винтовых свай в глинах и суглинках, перед закручиванием сваи ручным способом, мы делаем лидирующее бурение. Правда если для лидирующей щахты в суглинках применяется шнек (бур) диаметра 90 мм (пример приведен для наиболее распространенной при строительстве малоэтажных домов и бань винтовой сваи с диаметром ствола 108 мм), то для лидирующего бурения в песке можно использовать бур большего диаметра, вплоть до 200 мм. Обусловлено это тем, что когда винтовая свая закручивается, она уплотняет под собой грунт. В суглинках стенки лидирующей шахты практически не осыпаются, благодаря вязкости почвы. В песках, особенно мокрых, стенки шахты осыпаются стремительно и буквально после нескольких оборотов сваи шахта ниже винтовой лопасти полностью засыпается песком. И если суглинок при осыпании остается достаточно рыхлым, то песок, особенно мокрый, сразу приобретает практически исходную плотность. Большой диаметр лидирующей шахты отчасти компенсирует осыпание песка при закручивании винтовой сваи.

Поскольку пески и супеси, даже частично обводненные, обладают гораздо меньшим коэффициентом расширения, чем суглинки, их не относят к пучинистым грунтам. Глубина промерзания, особенно на сухих песках, минимальна и при средней толщине снежного покрова составляет 20-40 см. Да и замерзать в сухом песке нечему. Поэтому оптимальная глубина закручивания винтовой сваи на таком грунте меньше, чем на торфяниках или суглинках и составляет 120-150 см. Таким образом, на ровных строительных площадках для монтажа свайно-винтового фундамента можно использовать винтовые сваи с длиной ствола не 250 см, а 200 см, оптимизируя тем самым расход материалов и в целом уменьшая стоимость свайно-винтового фундамента.

Отличная постройка - залоги хороший грунт и надёжный фундамент. Грунты бывают: торфяные, глинистыми, песчаными и супеси. Для того чтобы определить какой фундамент подойдёт для песчаного грунта, необходимо исследовать сам грунт. Как известно всем, грунт с песком может быть разным. Размер частиц разнообразен. Например, крупнозернистый песок - считается самым лучшим для любого фундамента. Он устойчив к сезонным катаклизмам, не подвержен к заморозкам, хорошо отводит воду. Мелкий песок в виде пыли не лучший вариант, так как он воду впитывает и удерживает в себе, тем самым образуя грязь. Нужно учитывать, что зимой при морозе она станет больше в размерах. Строительство на мелкозернистых песках может образовать плывуны на участках с близким расположением грунтовых вод. В этом случае, до начала строительства стоит заказать специалиста по геодезическому исследованию грунта, так как затраты на исправление ошибок будут больше самого фундамента. Также ещё существуют среднезернистые (конструкции на таких требуют дополнительно гидроизоляцию) и гравелистые разновидности грунтов.

Виды фундаментов на песчаном грунте (не подверженном пучинистости).

Существует несколько видов фундаментной постройки на грунте из песка:

Строительство фундамента на песке своими руками. Ручной монтаж cвaй в грунты

Этапы работы на своём участке по возведению фундамента:

Монтаж (ручной) сваи в грунты:

1. Каждый слой грунта находится на определённой глубине. В Санкт-Петербурге и области обычно глубина промерзания равна 1,5-1,6 метров.
2. При глинистом грунте используют размер сваи 2,5 м.
3. Если торфяной грунт, то нужно сделать пробное бурение для того, чтобы понять какой нужен размер сваи.
4. Песчаный грунт считается лучшим для закручивания свай длиною 2,5 м.

Винтовые сваи ФУНДЭКС

Почему лучше приобрести сваи данной компании? Холдинг имеет множество филиалов по всем регионам Российской Федерации., их список часто пополняется. Винтовая свая имеет лопасть формы, которая принимает на себя 90 процентов нагрузки. Вкрутить её в грунт можно на любую глубину, даже не обращаясь к дополнительной технике. Ствол сваи заполняется раствором из цемента и песка, предотвращая изнутри коррозию. Снаружи их покрывают антикоррозийным средством. Установить сваю можно в любое время и погоду, возможность сделать пристройку к действующему сооружению. Эти сваи можно завинчивать ручным способом или механическим всего за один день. Доступность в цене. Не нарушает целостность грунта, не требует усадки, ремонту подлежат, служат до двухсот лет и так далее. Фундекс станет для вас идеальным решением для постройки малоэтажного и дачного здания.
В основном наличие песчаного грунта на строительной площадке позволит реально сэкономить на возведении фундамента. Зачастую уровень грунтовых вод низкий и можно не паниковать по поводу изменений несущей способности основания через некоторое время. Хороший песок не относится к категории пучинистого грунта и не представляет угрозы промерзания почвы.

Прочный фундамент - одно из обязательных условий безопасной эксплуатации жилых и производственных зданий. Его технические характеристики и потребительские качества во многом зависят от соблюдения технологии возведения и грамотного проектирования.

Чтобы построить надежный фундамент для дома или хозяйственных помещений, необходимо правильно определить глубину его залегания. Для свайного основания потребуется рассчитать длину опор.

Условия строительства

Глубина заложения сваи фундамента определяется на основе данных гидрогеологических изысканий, проводимых на месте возведения объекта. При этом учитывают такие факторы, как:

• физико-механические свойства грунта и возможность их изменения в процессе строительства и эксплуатации дома;
• расположение подземных вод;
• максимально вероятный уровень осадков в течение весны и осени;
• склонность почвы к вспучиванию в зимний период;
• глубина промерзания.

Помимо гидрогеологических характеристик участка при расчете уровня залегания свайного основания имеют значение архитектурные и конструктивные особенности сооружаемых объектов.

Монтаж свай

Среди них можно выделить:

• вид здания, количество этажей и наличие подвальных помещений;
• уровень залегания несущих конструкций окружающих строений;
• величина и характер предполагаемых нагрузок, которые будут воздействовать на фундамент после введения объекта в эксплуатацию;
• расположение инженерных коммуникаций.

После проведения анализа гидрогеологических и инженерно-архитектурных условий строительства выбирают тип и материал свай, определаются с их конструкцией и рассчитывают диаметр сечения, количество и длину.

Виды и характеристики почвы

Поскольку свойства грунта оказывают существенное влияние на выбор технологии строительства зданий, то при закладке свайного фундамента обращают внимание на прочность почвы и ее устойчивость к сжиманию. При возведении дома или хозяйственных сооружений можно воспользоваться традиционными технологическими картами, разработанными для определенной местности. Однако стоит учитывать, что они актуальны для объектов промышленного и гражданского строительства. Более точные данные получают, исследуя почву непосредственно на площадке.

Еще одной характеристикой грунта является глубина промерзания, которая влияет на уровень закладки основания. Она зависит от месторасположения строительства, вида почвы на участке и теплотехнических параметров дома. Если возводимое здание предполагается отапливать, то уровень промерзания грунта снижается на 20-30 %. При строительстве холодных ангаров и других аналогичных сооружений он увеличивается примерно на 10 %.

Ошибки в определении основных параметров грунта и возможное его проседание могут стать причиной деформации основания дома, появления трещин на поверхности и повреждения несущих конструкций.

Расположение грунтовых вод

Не менее важным параметром наряду со свойствами почвы на строительной площадке является уровень грунтовых вод.

Расположение грунтовых вод

Если он расположен достаточно низко относительно основания, то глубина его заложения определяется с учетом вида и характеристик грунта. При высоком уровне подземных вод все расчеты проводятся на основе данных о промерзании почвы. Кроме того, следует обращать внимание на динамику содержания влаги в почве.

При непостоянном уровне грунтовых вод, который повышается во время обильных осадков целесообразно сооружение специальных кювет на территории расположения объекта. Они предотвращают негативное воздействие влаги на фундамент и служат для отвода ее излишков. Снизить высокий уровень грунтовых вод, который сохраняет стабильные показатели в течение года, помогут дренажные системы или их комплекс.

В качестве дополнительной защиты от влаги нужно предусмотреть гидроизоляцию несущей конструкции.

Определение длины свай

Согласно положениям СНиП 2.02.03-85 и его актуализированной версии СП 24.133300.2011 выбор длины свай осуществляется в соответствии с параметрами грунта на строительной площадке и уровнем расположения подошвы ростверка. При этом нужно учитывать имеющееся в наличии оборудование и технологические возможности возведения фундамента.

Нижние концы свай должны быть заглублены в прочном грунте не менее, чем на 0,5-1 м. Точные данные зависят от характеристик почвы и показателей ее текучести. При возведении оснований для производственных помещений с недорогим оборудованием, складов с малоценным сырьем, деревянных построек и других зданий III класса допустимо опирать сваи на пылевато-глинистые и песчаные грунты.

Длина сваи соответствует расстоянию от подошвы ростверка до твердого грунта с поправкой на особенности рельефа участка и величину предельно допустимой осадки. Ее минимальная величина составляет:

• для сейсмически активных районов - 4 м;
• на территориях с насыщенными влагой песками - 8 м.

В остальных случаях минимальная длина определяется видом свай для основания зданий и сооружений. Корректировку проектных данных проводят с помощью пробной забивки, а также статистических и динамических методов испытания.

Размеры свай разного вида

Помимо геологических условий и конструктивных особенностей возводимых зданий глубина заложения свайного основания зависит и от типа опор.

Винтовые

Для определения параметров опор оснований под легкие постройки небольших размеров иногда достаточно поверхностного анализа на участке. Если в самом низком месте строительной площадки на глубине до 50 см встречается глинистый или песчаный грунт повышенной плотности, то длина винтовых свай должна быть не менее 2 м. В других условиях производят расчет, учитывая уровень промерзания почвы.

К примеру, для строительства различных объектов в Подмосковье чаще всего используют винтовые сваи длиной 2-3 м. Конструктивные элементы небольшого диаметра востребованы при возведении заборов и беседок, а аналогичные изделия значительного сечения применяют для сооружения частного дома в несколько этажей.

Буронабивные

Они заливаются в предварительно подготовленные скважины, количество и расположение которых определяется проектом здания и технической документацией. Глубина бурения зависит от вида опор, которые могут быть без уширения, с корневидным основанием или уширенной пятой. При выборе конструкции определенного вида учитывают характеристики почвы и воздействующие на фундамент нагрузки.

Длина буронабивной сваи в грунте должна составлять не менее 3 м от подошвы ростверка или поверхности земли. Если используют конструкции без уширения, то их заглубляют в опорный пласт минимум на 1 м. Погружение опор в связный грунт с уширенной пятой не может быть менее 2 м или величины ее диаметра. Если строительство проводится на участках с погребенным слоем торфа, то конец свай располагают на 2 м ниже.

Диаметр стволов буронабивных опор определяется их длиной и высотой дома, и составляет:

• для конструкций до 10 м - 400 мм;
• для сооружений до 15 м - 500 мм.

Прочность свай размером от 15 до 30 м обеспечивается за счет стволов диаметром 600 мм.

Забивные

В зависимости от вида используемых материалов забивные сваи бывают деревянными, металлическими или железобетонными. Конструкции из дерева или металла перед погружением обрабатывают защитными составами. Посмотрите видео, как монтируют забивные сваи.

Минимальная длина железобетонных опор не превышает:

• для полых - 4 м;
• для сплошных - 3 м.

Стандартный размер может составлять от 3 до 16 м. Если глубина установки железобетонных опор предполагает значительное расстояние от поверхности до точки опоры, то используют составные сваи и комбинированный способ монтажа.

В процессе монтажа винтовых свай под фундамент ключевым моментом является глубина, на которую будет произведено вкручивание сваи. Именно она во многом определяет как устойчивость отдельной сваи в грунте, так и трудоемкость работ по закладке фундамента в целом. Глубина вкручивания свай зависит от нескольких основных факторов.

1. Роль глубины погружения сваи в расчете фундамента

Расчет свайного фундамента под любую конструкцию определяется во многом исходя из несущей способности винтовой сваи. Она, в свою очередь, зависит от плотности удерживания сваи в грунте и плотности опоры, на которую давит лопасть сваи. Существует две основных силы, препятствующие погружению сваи при нагрузках от веса здания – это сила сопротивления грунта в месте соприкосновения с лопастью и силы упругости, действующие на стенки тела сваи. Чем выше сопротивление грунта погружению сваи, тем большую роль в устойчивости сваи играет именно прочность опоры.

Именно поэтому немаловажно, чтобы лопасть сваи достигла как можно более плотных слоев грунта, иначе сил упругости, удерживающих сваю ее от дальнейшего погружения под действием веса конструкции на фундамент будет не хватать. Другими словами, именно глубина залегания плотных слоев грунта в наибольшей степени определяет устойчивость винтовой сваи и в целом стойкость всего фундамента.

2. Основные факторы, влияющие на определение глубины вкручивания сваи

Существуют основные факторы, определяющие глубину вкручивания винтовых свай, среди которых основными по опыту строителей являются:

1. Назначение винтовой сваи в каждом конкретном случае
2. Требования к несущей способности сваи
3. Свойства грунта в месте установки сваи
4. Глубина залегания плотных слоев грунта
5. Глубина промерзания грунта в данной местности
6. Требования к высоте цоколя здания
7. Особенности конструкции свай, в частности расположение монтажных отверстий на свае и лопасти

Рассмотрим эти факторы подробнее

3. Назначение винтовых свай

Винтовые сваи имеют широкий спектр использования, например:

• Под общий фундамент здания
• В качестве дополнительных опор к имеющимся фундаментам
• В качестве опор под одиночные столбы, например для забора
• Отдельные опоры для ремонта старого фундамента

Очевидно, что в разных случаях сваи можно вворачивать на различную глубину. Так, для строительства крупногабаритного здания как правило, сваи погружаются на большую глубину, чем для установки легких опор под навесы или легкие постройки. В каждом конкретном случае глубина вкручивания определяется в расчете фундамента под то или иное здание или сооружение.

4. Требования к несущей способности свай

Данный фактор вытекает из предыдущего – чем выше предполагаемые нагрузки на сваю, тем выше должна быть ее несущая способность – тем больше предполагается глубина вкручивания. Следует отметить, однако, что с увеличение расстояния, на которое свая уходит в грунт, пропорционально увеличиваются и

• Трудоемкость монтажа сваи.
• Расход материала, т.е. длина трубы, из которой сделана свая

В большинстве случаев приходится выбирать баланс между необходимой глубиной вкручивания и повышенными затратами на монтаж.

Ручной монтаж — трудоемкое дело

5. Роль грунта в определении глубины погружения сваи

Несомненно, состав грунта во многом вносит решающий вклад в устойчивость всего фундамента. Преимущество винтовых свай в качестве основы для дома по сравнению с другими типами фундаментов как раз и состоит в том, что влияние состава грунта может быть нивелировано – как раз из-за того, что сваи достигают наиболее плотных слоев грунта.

Свайно-винтовые фундаменты успешно устанавливают на песчаные, неустойчивые грунты. Большую роль играет глубина промерзания грунта. Она различна для разных регионов. В частности, это параметр может составлять от 70-80 см в южных районах России до двух и более метров в северных районах и в Сибири. Иногда глубина промерзания достигает и 2-2,5 метров. На большей территории нашей страны глубина промерзания оценивается в 1.2-1,5 метра. Именно на эту глубину как минимум должны быть завинчена свая.

Роль глубины промерзания определяется таким свойством грунтов, как пучинистость – объемные колебания грунта при замерзании и размерзании. Они могут колебаться в пределах 5-12 процентов в зависимости от свойств грунта. Очевидно, что степень пучинистости зависит в первую очередь от исходной влажности земли, так как именно она при замерзании-размерзании меняет свой объем. Таким образом, при замерзании почвы сваи, если они находятся выше точки промерзания, могут быть вытолкнуты на высоту вплоть до 5-10 см, что существенно может изменить параметры всего фундамента.

При расчете фундамента значение промерзания грунта можно узнать из общих характеристик земель в данном регионе.

6. Глубина залегания плотных слоев грунта

Чем ниже слои грунта, тем он плотнее – это обусловлено, конечно, в первую очередь силами давления от более высоких слоев. Кроме того верхние слои грунта, являющиеся плодородными, содержат большее количество воздуха, что делает его более рыхлым. Имеющиеся данные показывают, что плотный грунт расположен обычно на глубине около 1,5-2 метров. В каждом конкретном случае эту характеристику определяет пробное вкручивание – плотный слой начинается там, где сваю становится очень трудно вворачивать ручным способом. Стандартная глубина плотного слоя – около 1,8 метра, именно на такую глубину и более рекомендуется вворачивать винтовые сваи.

7. Расположение лопасти и монтажных отверстий

В зависимости от конструкции сваи лопасть может быть расположена на том или ином расстоянии от заостренного конца. Стандартное расстояние между лопастью и наконечником – около 20 см, именно его нужно закладывать в определении глубины вкручивания.

Монтажное отверстие расположено обычно в 10-15 см от верхнего края трубы. Поскольку для правильной установки свай, монтажные отверстия должны быть удалены, то нужно учитывать и это расстояние. Обрезка свай происходит на некоторой высоте – в зависимости от типа фундамента.

8. Высота цоколя нижнего этажа

Чем выше планируется поставить цокольную облицовку, тем меньшую глубину вворачивания следует планировать – при равной длине сваи. Высота цоколя определяется несколькими факторами – особенностями конструкции здания, требованиями к его утеплению, дизайном дома и тому подобное. Так, здание с высоким цоколем смотрится более эстетично, чем с низким. Кроме того, высока роль и снежного покрова – чем выше цоколь, тем меньше будет пагубное влияние на фундамент при его таянии. Рекомендуется устанавливать цоколь на высоту порядка 50 см. Это тоже надо учитывать при вкручивании сваи на определенную глубину.

9. Расчет глубины вкручивания

Обобщая сказанное, можно определить оптимальную глубину, на которые нужно вкручивать сваи. По оценкам специалистов она различается для разных районов:

• Центральные районы (Московская область, Ленинградская, Ярославская, Пензенская) – порядка 2,6 метров (0,2 м лопасть + 1.8 твердый слой почвы + 0,5 метра вывод трубы над поверхностью + 0,1 м над оголовком)
• Аналогичным образом рассчитаны параметры глубины для Уральского, Поволжского, Зауральского регионов – 2,6 метра.
• Для Западной Сибири (Новокузнецк, Новосибирск, Красноярск, Тюмень) – 3,1 метр (здесь глубина слоя промерзания 2,3 метра)
• Для Восточной Сибири (от Иркутска и далее) – 3,6 метра (глубина промерзания 2,8 метра)
• Для Южных районов, где выше слой промерзания, но ниже уровень плотной почвы – 2,6 метра

10. Заключение

В каждом конкретном случае необходимая глубина вкручивания сваи может несколько отличаться. Однако с большей долей вероятности она определяется климатическими особенностями вашего региона. Следует обратиться к профессионалам, а если хозяин решает устанавливать свайно-винтовой фундамент самостоятельно – уточнить данные по промерзанию почвы в регионе.