Несущая способность винтовых свай в разных типах грунтов
Основными параметрами при проектировании любого фундамента являются вес строящегося сооружения и несущая способность грунтов под ним. Несущая способность грунта зависит от его природного состава, плотности и влагонасыщенности и измеряется в кг/см2.
Для точного определения несущей способности грунта на вашем участке можно обратиться в специализированную организацию, которая проведёт инженерно-геологические изыскания и выдаст заключение. Изыскания включают три этапа: полевой отбор проб грунта, лабораторное изучение физико-механических свойств и итоговый технический отчёт. При строительстве объектов, проходящих государственную экспертизу, этот этап является обязательным. Стоит отметить, что из 21 опасного геологического процесса, известного в мире, в Пермском крае присутствуют 19.
Малоэтажное строительство (до 3 этажей) под госэкспертизу не подпадает, и застройщики нередко проводят изыскания самостоятельно. Для этого достаточно садового или строительного бура: просверлите отверстие глубиной не менее 1,8–2,0 м, ведя учёт пластов по толщине, составу и влажности, а также отмечая наличие грунтовых вод. Ниже приведена таблица несущей способности грунтов и соответствующие значения для винтовых свай.
| Тип грунта | Расчётное сопротивление грунта*, кг/см² | ВСГ-1 73/250, кг | ВСГ-1 89/300, кг | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| плотный | ср. плотн. | плотный | ср. плотн. | плотный | ср. плотн. | |
| Крупный гравелистый песок | 13,0 | 12,0 | 6 378 | 5 888 | 9 185 | 8 478 |
| Песок средней крупности | 12,0 | 11,0 | 5 888 | 5 397 | 8 478 | 7 772 |
| Мелкий маловлажный песок | 5,0 | 4,0 | 2 453 | 1 963 | 3 533 | 2 826 |
| Мелкий песок, насыщенный влагой | 3,0 | 2,0 | 1 472 | 981 | 2 120 | 1 413 |
| Супеси сухие | 5,0 | 4,0 | 2 453 | 1 963 | 3 533 | 2 826 |
| Супеси, насыщенные влагой | 3,0 | 2,0 | 1 472 | 981 | 2 120 | 1 413 |
| Суглинки сухие | 4,0 | 3,0 | 1 963 | 1 472 | 2 826 | 2 120 |
| Суглинки, насыщенные влагой | 3,0 | 2,0 | 1 472 | 981 | 2 120 | 1 413 |
| Глины сухие | 6,0 | 2,5 | 2 944 | 1 227 | 4 239 | 1 766 |
| Глины, насыщенные влагой | 4,0 | 1,0 | 1 963 | 491 | 2 826 | 707 |
* Для винтовой сваи, погружённой в грунт на 2 м. Расчёт выполнен по СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».
Как определить тип грунта самостоятельно
Песок — при растирании между ладонями ощущаются отдельные песчинки, видимые невооружённым глазом. Крупный: размер частиц 0,25–5 мм; средней крупности: до 2 мм. Непучинистый грунт — не меняет свойств при намокании.
Супесь — смесь песка с глиной (глины не более 10%), малопластичная. При скатывании в шар ощущаются песчинки, шар легко рассыпается при надавливании. Малопористая, слабо подвержена пучению.
Суглинок — содержит до 30% глины, более пластичен. Шар раздавливается в лепёшку с трещинами по краям. Подвержен пучению из-за высокой пористости.
Глина — наиболее распространённый грунт в окрестностях Перми. Глинистых частиц более 30%, очень пластична, удерживает много влаги. Шар раздавливается в лепёшку без трещин. Наиболее подвержена силам морозного пучения.
Торф — органическое вещество, несущим грунтом не является. Нередко встречается в окрестностях Краснокамска. Торф обязательно удаляется с места застройки, либо фундамент устанавливается в несущие грунты ниже глубины его залегания.
Определить влажность грунта можно визуально: если пробуренное отверстие остаётся сухим — грунт маловлажный. Если на дне начинает накапливаться вода — уровень грунтовых вод высокий.
Морозное пучение грунтов
Морозное пучение — неизбежный физический процесс, возникающий при замерзании воды в порах грунта. Объём льда на 9% больше объёма воды, поэтому зимой в увлажнённом грунте возникает давление, поднимающее грунт вместе с фундаментом. Промерзание, как правило, происходит неравномерно по площади, поэтому подъём в разных частях фундамента отличается — это и вызывает трещины в конструкциях. Весной лёд тает и грунт возвращается на место, а деформированный фундамент — нет.
Наиболее подвержены этой проблеме мелкозаглублённые ленточные фундаменты и буронабивные сваи: у последних шероховатая боковая поверхность большой площади хорошо сцепляется с мёрзлым грунтом, и сваю буквально вытаскивает вверх, образуя пустоту под подошвой.
Винтовые сваи полностью лишены этих недостатков: лопасть устанавливается ниже точки промерзания, боковая поверхность ствола гладкая и малой площади, а сама лопасть работает как якорь, надёжно удерживая сваю в грунте.
Из нашей практики
При строительстве фундаментов в коттеджном посёлке у села Баш-Култаево из-за большой толщины торфяного слоя и высокого уровня грунтовых вод были применены сваи ВСГ-1 89/300 длиной 5–6 м. После завершения строительства домов из бруса один из застройщиков установил забирку из профлиста на деревянной раме непосредственно на грунт, не предусмотрев компенсации пучинистых сил. После первой зимы деревянная рама оказалась выломана, профлист деформирован и разорван — вся конструкция висела на сваях на высоте 20 см над уровнем грунта. При этом геометрия дома не изменилась ни на миллиметр: двери и окна открывались свободно. Винтовые сваи не сдвинулись.
Мировой опыт применения винтовых свай насчитывает почти 200 лет. Строительство на свайно-винтовом фундаменте позволяет исключить сезонность: монтаж возможен в любое время года, что обеспечивает круглогодичную загрузку производства.