Особенности применения свайных винтовых фундаментов под малоэтажные жилые здания

Размещено на http://allbest.ru

ПетрГУ

Особенности применения свайных винтовых фундаментов под малоэтажные жилые здания

Егорова Евгения Сергеевна, академический бакалавриат

Мехеда Мария Дмитриевна, академический бакалавриат

г. Петрозаводск

Аннотация

В данной статье рассмотрены основные виды фундаментов под малоэтажные жилые здания, а также освещены этапы развития свайных фундаментов. Выявлены достоинства и недостатки свайных винтовых фундаментов в качестве несущего остова для индивидуальных жилых зданий.

Ключевые слова: Фундамент винтовые сваи индивидуальный жилой дом слабый грунт

Abstract

Features of the use of pile screw foundations for low-rise residential buildings

Egorova Evgenia, academic baccalaureate, PetrSU Petrozavodsk

Meheda Maria Dmitrievna academic baccalaureate, PetrSU Petrozavodsk

This article describes the main types of foundations for low-rise residential buildings, as well as highlights the stages of development of pile foundations. The advantages and disadvantages of pile screw foundations as a supporting frame for individual residential buildings are revealed.

Ключевые слова: Foundation screw piles individual dwelling house weak soil

Фундамент - это основной конструктивный элемент здания, который принимает на себя все нагрузки от здания и передаёт их на грунт основания. Доля фундаментов в общих затратах на возведение здания составляет по стоимости 8-10 %, по трудоемкости 10-15 %.

Фундаменты работают в сложных условиях, подвергаются разнообразным силовым и несиловым воздействиям (нагрузки от массы здания и грунта, отпор грунта, силы пучения, вибрации и т. д.). Чтобы противостоять таким воздействиям и обеспечить необходимые условия эксплуатации здания, к фундаментам предъявляются следующие эксплуатационные требования: прочность, долговечность, устойчивость на опрокидывание и на скольжение, стойкость к воздействию грунтовых вод, химической и биологической агрессии. Фундаменты должны удовлетворять эксплуатационным и экономическим требованиям. Разнообразие материалов и конструктивных решений зданий, климатических и грунтовых условий определило несколько типов фундаментов. В малоэтажном строительстве чаще всего применяются ленточные, столбчатые, плитные фундаменты и фундаменты из винтовых свай.

Сегодня фундаменты из винтовых свай - одно из самых прогрессивных решений. При устройстве таких фундаментов объем земляных работ может быть снижен на 80 %, а расход основных материалов - до 45 %.

Фундамент из винтовых свай - это группа ввинченных в грунт специальных свай, которые образуют единое свайное поле. После погружения сваи в грунт выше поверхности земли остается часть ее ствола, на который приваривается оголовок. Оголовок предназначен для крепления обвязки. На обвязку опираются надземные конструкции здания или сооружения. Кроме этого, обвязка связывает сваи и придает фундаменту жесткость и устойчивость.

Винтовая свая - это металлическая труба с заостренным концом и лопастью специальной формы в нижней части. Благодаря особой конструкции лопасти, свая, погружаясь в грунт, уплотняет его, улучшая свойства основания. Острие и лопасть винтовой сваи, как и любого свайного фундамента, должны опираться на хороший плотный грунт.

Применение по типу винтовых свай: Широколопастные сваи с одной лопастью, размещенной на наконечнике в нижней части трубы. Это самый распространенный в частном строительстве тип винтовых свай, позволяющий возводить фундаменты на большинстве видов и разновидностей грунтов. Обычно применяется для легких хозяйственный построек и одноэтажных домов из дерева или каркасных панелей. При правильном выборе диаметра лопастей и количества свай на таких фундаментах также возводят дома и из легкобетонных блоков (рисунок 1, а).

Рисунок 1. Типы винтовых свай

а - широколопастные сваи с одной лопастью; б - сваи с повышенной несущей способностью, устойчивостью к осадке и выдергивающему воздействию; в - узколопастные сваи с выраженным коническим «винтом»; г - специальные сваи, предназначенные для создания фундаментов в условиях вечной мерзлоты

Сваи с повышенной несущей способностью, устойчивостью к осадке и выдергивающему воздействию. Их характерное отличие - наличие двух лопастей, разнесенных по высоте сваи. Можно использовать для фундаментов двухэтажных домов.

В самостоятельном частном строительстве применяются редко, так как вручную, без спецтехники, ввинтить такую сваю в грунт практически невозможно (рисунок 1, б). Узколопастные сваи с выраженным коническим «винтом». Используются для строительства фундаментов на каменистых грунтах (рисунок 1, в).

Специальные сваи, предназначенные для создания фундаментов в условиях вечной мерзлоты. Требуют применения специальной технологии ввинчивания, поэтому в практике самостоятельного частного строительства не используются (рисунок 1, г).

Свайные фундаменты применяются в строительстве с древности. Первыми сваями были бревна, которые забивали в грунт.

Винтовой способ погружения был изобретен в начале XIX века. Сначала винтовые сваи использовали для устройства причалов, но затем сфера их применения стала расширяться. Так, например, при постройке маяка в Великобритании на нестабильном грунте Темзы были применены именно винтовые сваи.

Строительство на свайных фундаментах стало развиваться с начала XX века. Этому способствовало появление новой техники для точного и глубокого погружения свай. В 50-х годах XX века началось активное использование механического оборудования для ввинчивания свай.

После того как было доказано, что такие фундаменты надежны, долговечны и подходят для применения на многолетнемерзлых, пучинистых и обводненных грунтах, ограничений по их использованию практически не существует, их стали применять в военном строительстве.

Первый отечественный стандарт для строительных работ ТУВС-55 «Технические указания по проектированию и устройству фундаментов, опор мостов на винтовых сваях» был принят в 1955 году. Многие его положения вошли и в современные строительные нормы и правила.

В качестве заключения стоит отметить достоинства и недостатки свайных винтовых фундаментов.

Достоинства: свайный винтовой фундамент здание

ь устройство винтовых свай возможно на грунтах практически любого типа в разных климатических регионах, в том числе в болотистой местности и в регионах с вечной мерзлотой;

ь уровень грунтовых вод не оказывает большого влияния на устройство и работу этого типа фундамента;

ь при промерзании морозоопасного грунта силы морозного пучения на сваи не действуют;

ь ввинчивание свай уплотняет грунт, повышая его несущую способность; инженерные коммуникации можно проводить одновременно с установкой элементов фундамента или после его возведения; долговечны;

ь подходят для строительства дома на местности со сложным рельефом; могут монтироваться в любое время года;

ь монтажные работы осуществляются в минимально короткий срок, при этом сразу после устройства фундамента можно возводить здание;

ь винтовые сваи могут быть ввинчены самостоятельно, без использования специальной техники;

ь монтаж свайно-винтового фундамента не требует разработки котлована и устройства опалубки;

ь фундамент из винтовых свай на 30-40 % дешевле, чем бетонный.

Недостатки:

ь сложность ввинчивания свай на сильно каменистых грунтах;

ь большая нагрузка на винтовые сваи может привести к осадкам фундамента и как

ь результат - к деформациям здания;

ь необходимо обязательное устройство систем водоотведения от свай, что ведет к дополнительным затратам;

ь нельзя полностью исключить коррозию материала свай. Сваи в процессе производства получают необходимую защиту - покрытие слоем цинка и полимерных материалов; несущая способность винтовых свай небольшая, поэтому винтовые сваи используются только в малоэтажном строительстве и строительстве легких сооружений; невозможно устроить полноценный подвал или цокольный этаж.

Список литературы

1. Николишин, И. Фундамент на винтовых сваях / И. Николишин [Электронный ресурс]. - [Б. м.] : Издательство «Издательские решения», 2018. - Электрон. дан. - URL: https://ridero.ru/books/fundament_na_vintovykh_svayakh/ - (17.03.2019).

2. Механика грунтов, основания и фундаменты (включая специальный курс инженерной геологии) : учебник / Б. И. Далматов. - 4-е изд., стер. - Санкт-Петербург.: Издательство «Лань», 2017. - 416 с.

3. Свайные фундаменты. Свод правил : СП 24.13330.2011. - Актуализир. ред. СНиП 2.02.03-85 ; введ. 2011-05-20 // Техэксперт [Электронный ресурс] : проф. справ. система / АО "Кодекс". - Электрон. дан. - [Петрозаводск], [2010]. - URL: http://docs.cntd.ru/document/1200084538/ - (05.04.2019).

Bibliography

1. Nikolishin, I. Fundament na vintovyh svayah / I. Nikolishin [Elektronnyj resurs]. - [B.m.] : Izdatel'stvo «Izdatel'skie resheniya», 2018. - Elektron. dan. - URL: https://ridero.ru/books/fundament_na_vintovykh_svayakh/ - (17.03.2019).

2. Mekhanika gruntov, osnovaniya i fundamenty (vklyuchaya special'nyj kurs inzhenernoj geologii) : uchebnik / B. I. Dalmatov. - 4-e izd., ster. - Sankt-Peterburg.: Izdatel'stvo «Lan'», 2017. - 416 s.

3. Svajnye fundamenty. Svod pravil : SP 24.13330.2011. - Aktualizir. red. SNiP 2.02.03-85 ; vved. 2011-05-20 // Tekhekspert [Elektronnyj resurs] : prof. sprav. sistema / AO \"Kodeks\". - Elektron. dan. - [Petrozavodsk], [2010]. - URL:http://docs.cntd.ru/documentZ1200084538/ - (05.04.2019).

Размещено на Allbest.ru