Как рассчитывать винтовые сваи для фундамента

Низкая себестоимость свайного фундамента привлекательна для многих. Ведь их использование позволяет существенно сэкономить. Но тут важно не перестараться с экономией и использовать необходимое количество опорных элементов, ведь в противном случае пострадает надежность конструкции. То есть нужно правильно рассчитать сваи для фундамента. Расскажем, как это сделать.

Зачем нужен расчет

В процессе строительства нет незначительных деталей, а если дело касается фундамента – то это важнейший элемент любого сооружения. То есть расчет его нужно делать обязательно. Основная задача в случае использования завинчивающихся свай – рассчитать их несущей способность. Потребуется знать:

• Несущую способность грунта.
• Площадь винтовой спирали опоры.

Первый параметр рассчитывается исключительно специалистами, ведь в их арсенале есть геологические исследования конкретной местности. Но если дело касается частного строительства, то нужно как минимум знать на какой глубине залегает несущий горизонт грунта. Узнать на основании этого искомые данные можно по таблицам.

Что касается площади лопастей, то тут просчитывать следует по простой формуле:

S=пR2, где R – это удаление от крайней точки контура спирали к центру наконечника.

Расчет этот нужен так как в процессе вкручивания в почву грунт уплотняется, в результате происходит улучшение его несущих качеств.

Эти данные необходимы для получения параметра несущей способности одной сваи. Тут все что нужно – это перемножить между собой полученные величины. Но стоит понимать, что такой расчет не совсем соответствует настоящей картине дел. Проблема в том, что тут не учитывается один показатель – резерв прочности будущей опоры. Для расчета более точных цифр, полученный результат стоит разделить на коэффициент запаса прочности. А на него уже влияет количество свай. К примеру если монтируется 5 единиц, то это 1,75. Для двадцати – 1,4.

Количество

Узнать, сколько именно потребуется свая также можно зная несколько показателей. Этот:

• Несущая способность отдельной опоры.
• Полная нагрузка на фундамент.

Чтобы узнать требуемое количество свай следует полную нагрузку разделить на несущую способность одной опоры. Но прежде стоит узнать первый параметр. Тут нужно потрудиться, ведь придется узнать общий вес всех стройматериалов, которые планируется использоваться при возведении и ремонте будущего дома. Плюс к полученному результату нужно прибавить ветровую и снеговую нагрузки.

Понятно, что с точностью до килограмма определить вес будущей конструкции сложно, поэтому подсчеты примерные.  Для этого нужен хотя бы простой эскиз строения. Тут предстоит кропотливая работа, ведь потребуется просчитать каждый элемент.

Что касается снеговой и ветровой нагрузки, то тут стоит воспользоваться готовыми данными, которые можно найти с санитарных нормах и правилах. Приведенный коэффициент требуется перемножить на площадь крыши.

Когда нужна корректировка

Даже при самых точных расчетах возможны несоответствия нормам, ведь определяется минимально необходимое количество свай. В отдельных случаях без корректировки не обойтись. Дело в том, что расстояние между сваями не должно быть больше 3 метров, ведь этот параметр лимитируется прочностью ростверка. Как раз поэтому расчетное количество может быть меньше, чем реально необходимое.

То есть теоретически посчитать количество свай можно, но все же точные данные сможет дать только инженер, имеющий опыт в этой сфере.

Сколько по времени занимает установка опор дорожных знаков

Фундаменты для дорожных знаков на винтовых сваях сегодня используются повсеместно. Что не удивительно, ведь они имеют отличные эксплуатационные характеристики. Одно из важных преимуществ – простота монтажа и скорость реализации этого процесса. Не удивительно, что многих интересует сколько именно времени на это нужно затратить. А тут все зависит от выбранного способа установки – вручную или с использованием специальной техники.

Важность правильного монтажа

Установка винтовых опор под дорожные знаки процесс требующий особого внимания, ведь от качества размещения указателей и предупреждающих знаков зависит безопасность на дороге. Именно поэтому на первый план выходит не скорость их установки, а соответствие основным критериям. Конкретней:

• Стойкость к внешним нагрузкам. Так как на дорожный знак будет существенная нагрузка, в том числе ветровая, очень важно, чтобы опора надежно удерживала его на месте. Высота знаков достигает нескольких метров, и при расчете типа опоры (глубины, ширины лопастей) эти моменты стоит учитывать. А при правильном выборе и монтаже стойкость обеспечена.
• Простота установки. Это особенно важно, если нужно быстро оснастить большую протяжность дороги знаками. Чем быстрее и качественней они станут на свои места, тем лучше. Тут также стоит обращать внимание на возможность перемещение знака. В случае с винтовыми опорами – это не проблема, демонтаж также занимает не много времени.
• Опоры должны быть доступными и не требовать дополнительных эксплуатационных затрат. Металлические винтовые опоры не нуждаются в особом уходе, перед установкой их покрывают специальным защитным составом, что делает их стойкими к коррозии. Что касается цены, то они одно из самых доступных решений на рынке сегодня.

Сроки установки

Сроки монтажа в большей мере зависят от выбранного способа. А их есть всего 2 – ручной или с помощью специальных приспособлений. Первым делом нужна подготовка, ведь стоит определиться с технологией, которая подойдет в конкретном случае лучше всего. Также следует создать чертеж, правда это нужно для монтажа болеем чем 2 знаков. Также следует подготовить участок под опоры. Тут нужно минимум затрат энергии и времени – убрать мусор, если он есть и лишнюю растительность. При оперативном выполнении на это уйдет от 1-2 часов, до 1 дня.

Вручную

Для обустройства дорожных знаков в небольшом количестве иногда используется ручная установка опор. Это оправдано, ведь считается самым доступным вариантом. Сроки выполнения работы зависят от:

• Количества опор под знаки.
• Качества и типа почвы.
• Типа опор, а точнее их конструкции.
• Погодных условий и времени года.

В среднем на установку одной опоры уходит 2-3 часа, при условии что не нужно бетонировать опоры.

За это время бригаде предстоит  выполнить такие действия:

1. Разметка – определение места установки опоры.
2. Бурение скважины на 30% длины опоры. Это нужно для определения качества почвы и ее типа.
3. Ввинчивание винтовой опоры. Если глубина ее заложения большая, то придется привлекать помощников. Как минимум – это еще 2 человека, они будут крутить рычаги, закрепленные на опоре, третий человек контролирует ровность вхождения в почву.
4. Далее проверка уровня с помощью нивелира. По необходимости коррекция положения.

Если требуется дополнительная фиксация опоры, то осуществляется заливка фундамента. На его высыхание, в зависимости от погодных условий нужно еще 2-7 дней.

Механическая установка

Такой процесс существенно быстрее и занимает до получаса в зависимости от типа почвы. Все что потребуется – разметка и фиксация в установке опоры. Далее все сделает техника.

Как выглядят типовые металлические опоры дорожных знаков

Надежность крепления дорожных знаков зависит от используемого для них фундамента. Времена, когда использовали исключительно бетонирование давно прошли. Ведь такое решение дорогое, к тому же требует существенных затрат сил и времени. На замену им пришло современные металлические опоры винтового типа. Можно встретить их разные вариации исполнения, что зависит от типа почвы, предлагаемого срока службы знака и рядя других факторов.

Надежный фундамент для дорожных знаков

Неудивительно, что бетонные блоки, которые использовались раньше, уверенно вытесняются легкими винтовыми опорами. Они надежно фиксируют дорожный знак и служат достаточно долго. При соблюдении технологии – этот срок более 50 лет. Также есть следующие особенности:

• Не требуют проведения масштабных земляных работ.
• Ввинчивание занимает несколько минут при механическом монтаже и несколько часов при ручном.
• Можно легко демонтировать без повреждения опоры и переставить сам знак или же только его опору на другое место.
• Обладают стойкостью к морозному пучению.
• Простота транспортировки. За счет небольшого веса их легко перевозить, плюс это можно делать в обычных грузовиках. Для разгрузки спецтранспорт также не потребуется.
• Не нужно сварочные работы – установка самого знака осуществляется в специально отведенное для этого место на опоре.
• Устранение сезонного отклонения стоек от вертикали.
• Доступная цена.

Так как в дорожном строительстве очень важно быстрое оснащение магистрали дорожными знаками, свайная технология просто незаменима.

Варианты исполнения

Чаще всего для установки дорожных знаков используют многовитковые опоры. В них уже есть место для установки стойки знака. Отличаются практичностью, ведь имеют небольшой вес, а технология монтажа предельно простая.

Конструкционно она являет собой полую трубу, на которую наварены металлические наконечники и винтовая лопасть. Собственно лопасти больше диаметра трубы, что и дает устойчивость опоре после вворачивания в грунт. Что интересно несущая способность подобной опоры составляет 0,5 т.

Это общее описание винтовых опор, но также они могут немного отличаться по внешнему виду, в особенности наконечник. Он бывает:

• Цельнолитый. Этот считается более надежным.
• Сварной. Лопасть наваривается на основу по форме резьбы.

Также опоры отличаются по:

• Длине, а если точнее заглубленности в почву.
• Ширине лопасти. Чем тяжелее планируется знак, тем шире должна быть лопасть.
• Типу наконечника.

Особенности винтовых опор

Что интересно винтовые опоры для дорожных знаков практически не имеют недостатков. В процессе ввинчивания, они врезаются в почву и надежно в ней фиксируются. Такое поступательное движение обеспечивает острый наконечник, который направлен вглубь почвы.

Так как вкручивается она на достаточно большую глубину, она оказывает сопротивление боковым нагрузкам, а толща земли не может вытолкнуть ее из под земли. То есть дорожный знак уверенно удерживается на отведенном для него месте. Также стоит учитывать, что на знак воздействуют боковые порывы ветра и воздушные потоки от проезжающих мимо большегрузов. За счет того, что грунт надежно удерживает опору для знаков, независимо от времени года их применение оправдано и целесообразно.

Также все подобные винтовые опоры покрываются  антикоррозийным слоем цинка. Это только продлевает срок эксплуатации. А также обеспечивает защиту от грунтовых вод, разного рода окислителей.

Собственно ввинчивание осуществляется ручным или механизированным способом.

Нужно ли утеплять винтовые сваи

Свайный фундамент, который формируется из опор с определенным шагом ввинчивания считается одним из самых универсальных решений. Он подходит для любых климатических зон, а все потому что специфическая конструкция обеспечивает защиту сооружения от грунтовых вод, пучения грунта и т.д. Плюс к этому за счет глубокого ввинчивания удается передать нагрузку от конструкции на самые плотные слои почвы.

Необходимость утепления

Технологический процесс  монтажа не предусматривает утепления самих опор, а вот такую конструкция фундамента все же оснастить дополнительной теплоизоляцией нужно.  А все потому что у сооружения на таком фундаменте нет подвального помещения, которое бы создавало воздушную прослойку без сквозняков.

Пространство, которое остается между полом и грунтов отлично продувается, в результате тепло в доме уходит не через крышу, как это традиционно происходит, а через пол. Особенно это ощущается когда на улице холодает. Понятно, что система отопления не успевает прогревать дом, в итоге существенно увеличиваются расходы на отопления, а доме по-прежнему холодно.

Чтобы не столкнуться с такими проблемами необходимо задуматься о теплоизоляции свайного фундамента еще на этапе возведения дома. В частности при работе с ростверком, в таком случае удастся изолировать пол от потоков воздуха, которые могут его охлаждать. Да, конечно можно и готовый дом утеплить, но такой эффективности как при его возведении достичь не удастся.

Важно! Очень существенный момент – даже при качественном утеплении важно оснастить  подобный фундамент фальш-цоколем. Он не пропустит ветер и осадки в свободное пространство между домом и почвой.

Подходящие материалы

Выбору материала стоит уделить особое внимание, ведь от этого зависит собственно качество теплоизоляции. Так как утеплитель будет контактировать с почвой, он не должен бояться влаги, а даже если намочится не потерять свойств. Стоит учесть, что утеплять фундамент на опорах легче листовыми материалами, причем они должны быть достаточно плотными и жесткими.

Лучшие решения:

• Пенопласт.
• Экструдированный пенополистирол.
• Жидкий пеноизол.
• Вспененное стекло в блоках.

Ни один из этих материалов не пропускает влагу, а параметры их теплопроводности стремятся к 0,032 Вт/м*с.

Однозначно нужно  отказаться от минеральных ват, в том числе базальтовой. Изолировать их от влажной почвы не удастся, а при намокании они теряют свои теплоизоляционные свойства.

Методики утепления, в зависимости от используемых материалов

Одно из лучших решений – использовать пеностекло. Оно предложено в плотных блоках, с которыми легко работать, как с обычным кирпичом. Но для его монтажа дополнительно необходимо возвести ленточный фундамент. Далее цоколь из пеностекла можно отделать любым материалом.

Что касается пенопласта, то тут стоит предварительно создать обрешетку. Причем необходимо решить с какой стороны будет осуществляться монтаж. Это можно сделать снаружи или изнутри. Порядок действия для крепления снаружи:

1. Работы проводятся до монтажа отделки цоколя.
2. Создание обрешетки.
3. Монтаж листов утеплителя может осуществляться внутрь обрешетки или поверх ее. Первый вариант удобней и проще в исполнении. Причем при таком варианте удастся создать вентиляционный зазор, поэтому не будет холодных мостиков.
4. Далее монтаж отделки через пенопласт к обрешетке.

Есть также вариант монтажа на клей-пену. Она очень похожа на монтажную, но имеет лучшие скрепляющие свойства. Для достижения надежности соединения стыки обязательно герметизируются. Для упрочнения такой конструкции используется деревянная рейка, ее стоит прикрутить вдоль направляющих, поверх листов утеплителя.