Фундамент на гвинтових палях: гідності, розрахунок, реалізація своїми руками

зміст

Гвинтові палі далеко не технологія XXI століття, як іноді пишуть. Вони відомі з давніх-давен. Перші документальні свідчення їх застосування в інженерних частинах французької армії ставляться в наполеонівським війнам. Вперше гвинтова паля запатентована в 1838 р в Великобританії Олександром Мітчеллом. Треба сказати, що британський патент не є документом, що стверджують пріоритет, він лише закріплює за автором право на комерційне використання даної конструкції в межах Британської імперії.

У Росії, де місця під забудову і під'їзні шляхи вистачало, а несуча здатність ґрунтів на більшій частині території невелика і стабільна, гвинтові палі не застосовувалися до революції. Впровадження в будівництво фундаментів на гвинтових палях почалося тільки з освоєнням районів, розташованих в зоні вічної мерзлоти. Якщо її порушити земляними роботами, то утворюються кратери протаивания, в які може ухнути не те що будинок, але і ціле село, а фундамент на палях їх практично не вимагає.

В даний час свайно-гвинтові фундаменти досить широко застосовуються в індивідуальному будівництві. Головна причина - такий фундамент простіше і швидше за все змонтувати своїми руками. Якщо ж будівля одноповерхова легке (збірно-щитове, каркасне, з газобетону), то і самі палі можна зробити самому. В такому випадку фундамент на вкручуються в грунт палях виявляється і дешевше інших.

Плюси і мінуси свайно-гвинтового фундаменту

Пальові фундаменти принципово відрізняються від стрічкових і плитних тим, що кожна паля передає на грунт зосереджене навантаження в окремій точці. А свайно-гвинтовий фундамент в свою чергу відрізняється від свайно-забивного із залізобетонних паль тим, що:

Палі - металеві труби, набагато гірше залізобетону опірні вигину.
Металеві палі в грунті схильні до корозії.
Згортання гвинтових паль, на відміну від вбивання забивних, що не ущільнює, а розпушує грунт.

Внаслідок зазначених факторів якість свайно-гвинтового фундаменту дуже сильно залежить від властивостей підстилаючого грунту. Ідеальна «подушка» під гвинтовий фундамент - потужний сухий суглинок або злегка зволожений алювій, пісок з включеннями дрібної гальки. В останньому випадку гвинт палі при укрученні штовхає перед собою все більш розширюється і ущільнюють конус грунту. З нього при цьому вичавлюється вода, а дрібні частинки глини, завжди присутні в аллювии, цементують його. Зрештою конус грунту набуває міцність бетону, а конуси окремих паль в глибині змикаються. Паля заклинюється намертво, так, що її легше згорнути в штопор, ніж далі загорнути або вивернути; прочнейший фундамент тепер готовий фактично без нульового циклу.

Альтанка з купальнею на гвинтових палях

У родючих багатошарових грунтах здебільшого РФ паля фундаменту працює по-іншому. Як - розберемо нижче, а поки зазначимо плюси і мінуси гвинтових паль в Росії, за винятком гірських районів і зони вічної мерзлоти:

. Не потрібно планування майданчики та обладнання під'їзних шляхів до неї - плюс.
Будівництво не прив'язане до сезону, погодних / природними умовами та географічним розташуванням об'єкта; . палі можна загортати і в болото, і в вічну мерзлоту - плюс.
Трудовитрати на пристрій свайно-гвинтового фундаменту на порядок і більше менше, ніж будь-якого іншого; . його можна зібрати за 1-3 робочих зміни - плюс.
Не потрібно чекати усадки фундаменту, будівництво можна розпочинати одразу після його монтажу - плюс.
. Прибудови до основної будівлі можна робити, не побоюючись усадки їх фундаментів щодо старого - плюс.
. Будівництво можливо в зоні розвинених підземних комунікацій - плюс.
. Із застосуванням промислових методів збирання і в поєднанні з залізобетонним стрічковим свайно-гвинтовий фундамент дозволяє вести будівництво на самих слабких грунтах, аж до плавнів - плюс.
. Ті ж промислові технології будівництва дозволяють витягати палі з грунту для повторного використання - плюс.
Обмежений термін служби: в зволожених грунтах з хімічною реакцією, відмінною від нейтральної, металеві палі служать 50-60 років; . бурозабівние (див. далі) до 100-120 років - мінус.
. Обмежена властивостями грунту несуча здатність: капітальне багатоповерхове будівництво на свайно-гвинтових фундаментах неможливо - мінус.
. Пальово-гвинтові фундаменти для житлових будівель довготривалого користування на одиницю несомой навантаження від будівлі виявляються на 10-30% дорожче свайно-забивних або стрічкових - мінус.
Пристрій підвального приміщення неможливо, тому що . порушується взаємодія паль з ґрунтом - мінус.
. Попадання текучої води в підпілля будівлі неприпустимо, тому потрібна досить складна обробка цоколя і вимощення - мінус.
Монтаж фундаменту вимагає попередніх геологічних досліджень на місці будівництва і досить складних і трудомістких розрахунків. . Якщо для стрічкових фундаментів можна розробити типові проекти, то кожен свайно-гвинтовий проектується індивідуально - мінус.

В індивідуальному будівництві плюси свайно-гвинтового фундаменту безумовно відтісняють його мінуси в наступних випадках:

Тимчасові легкі житлові будинки. Скажімо, беремо недорогу посильну іпотеку на збірно-щитової будиночок, а поруч потроху будуємо самі капітальний особняк.
Дерев'яні лазні: надійна ізоляція підлоги від грунту дає і від металевої грубки досить легкий і м'який пар.
Госпбудівлі, навіси, шпалери.
Паркани.
Орні ворота.

Стовпи розсувних воріт з гвинтових паль робити не слід: під механізм все одно потрібно грунтовне бетонування, а його усадка в подальшому призведе до перекосу стулки; також палі неважливо тримають регулярні знакозмінні навантаження при її висуванні / задвигании. Не дуже підходять свайно-гвинтові фундаменти і під гаражі; для в'їзду-виїзду доведеться робити пандус висотою близько 0,5 м, що незручно, віднімає місце на ділянці, ускладнює і здорожує роботу. Виняток - зварні металеві гаражі, але їх естетика всім відома.

Як працює гвинтова паля?

Розберемо типовий для середньої смуги РФ випадок розташування шарів грунту, см. Рис. праворуч:

Робота гвинтовий палі в грунті

Зверху - гумус, поступово переходить в супесь, загальною потужністю 0,15-3 м. В даному випадку важливо не їх родючість, а то, що грунти це дуже слабкі, несуча здатність менше 2 кг / кв. см, пухкі і в глибині сильно, а перед зимою і рясно, зволожені.
Шар суглинку з несучою здатністю 3-4 кг / кв. см. Його потужність для можливості застосування звичайних гвинтових паль повинна бути не менше 0,7-1,2 м, а сам він у межах будівельного майданчика суцільним.
Пухкий, сильно, аж до плавнів, обводнених аллювий великої потужності; несуча здатність не більше 2-3 кг / кв. м.

У чорноземної смузі гумус на супеси може досягати потужності більше 5 м, з одного боку. З іншого, там місцями прямо на поверхню можуть виходити т. Зв. Ергені - піщано-глинисті відкладення Ергеней-річки часів останнього заледеніння, по якій води талого льодовикового щита Фенноскандии стікали в древнє Сарматське море, яке об'єднувало Чорне, Азов, Каспій і Арал. Свою назву в геології вона отримала від моренною гряди Ергеней, в якій вперше були виявлені ці характерні відкладення. Між іншим, за геологічними даними, ця «річка» досягала 200 км ширини русла, а її заплава - 600 км.

Несуча здатність Ергеней вже на глибині 0,5 м досягає 5-6 кг / кв. м, а при закручування палі конус ущільнення наростає надзвичайно швидко. Якщо паля пішла в Ергеней до заклинювання глибше, ніж на 2,5 м, відмінно, фундамент буде дуже міцним. Якщо менше ніж на 2 м - тут на палях будувати не можна. Але повернемося до звичайних грунтів.

Примітка: подібними з Ергеней властивостями володіють алювіальні наноси передгір'їв і приморських рівнин.

Верхній шар гумусу з супіском, схильний до промерзання - пучиністий. Вода при замерзанні розширюється рівномірно на всі боки, тому взимку пучиністий грунт міцно охопить палю з усіх боків і з величезною силою потягне вгору. А навесні, відтанув, відійде в сторони і дасть їй можливість вільно просідати і нахилятися. У наших краях, на жаль, майже все навантаження на гвинтові палю передається її п'ятої нижче, а з боків її вага майже ніщо не тримає. Вичавлювання води і спрессовиванія грунту навколо палі в конгломерат, як при забиванні забивний, при загвинчування гвинтових не відбувається.

Супісок нижче глибини промерзання майже не пручається вириваючи палі. Якщо шар суглинку, який тільки і сприймає навантаження, менше мінімальної його товщини 0,7-1,2 м, то залишається всього 2 виходи:

Загнати палю в суглинок тільки на 1 виток гвинта, причому кінець палі не повинен протикати несучий шар більш ніж наполовину, інакше його навколо палі розмиє грунтової водою. Ще одна умова - до несучого шару повинно бути не менше 2,5 м від нижчої точки будмайданчика, інакше у фундаменту не виявиться належної поперечної стійкості.
Взяти дуже довгу, не коротші 5 м, палю спеціальної конструкції для рухливих і пливуть грунтів, див. Далі. Ці ж палі придатні для верхнього шару понад потужністю 3 м, напр. на чорноземах. Але загортати їх можна тільки важкою спецтехнікою. Мало того, що паля довга, та ще земля в'язка і липка.

Примітка: в першому випадку на палю завдовжки менше 4 м вільно надівається протівовиривной кожух з металевої труби, як показано на рис. Приклад технічного парадоксу - щоб паля міцніше сиділа в землі, її потрібно від землі відгородити.

види паль

Основні види гвинтових паль

Основні види гвинтових паль для фундаментів показані на рис. Зліва - паля для вічній грунтів, пісковиків і щільних суглинків з високою несучою здатністю. Стовп грунту всередині неї стискається, тому він тримає палю також зсередини. Для бетонування ця паля непридатна, але відповідні для неї грунти і так відмінно тримають. s = (8-20 мм); L = (4-16) м з кроком в 4 м; d = 219 або 325 мм. Несомую навантаження - до 4,5 т. Вартість однієї - від 4500 руб.

Палі такої ж конструкції завдяки невисокому ребру гвинта використовуються як бурозабівние, см. В кінці. Для можливості бетонування грунт з їх стовбурів в такому випадку виймають спеціальними буровими інструментами - ложкових буром або желонкою. Технологія трудомістка, але дає можливість будувати 3-5 поверхові капітальні будівлі прямо на вічній мерзлоті, болотах і торфовищах.

У центрі паля для звичайних ґрунтів, описаних вище. Для зборів і легких нежитлових будівель такі палі можна зробити самому. s = (4-16 мм); L = (2,5-15) м з кроком в 2,5 м; d = 47, 75, 89, 108, 133, 159, 219, 325 мм. Несомую навантаження - (0,7-2,5) т. Вартість однієї - від 2000 руб.

Праворуч - паля з розширеною п'ятою для пухких, рухливих і пливуть грунтів. s = (4-16 мм); L = (3-15) м з кроком в 3 м; d = 159, 219, 325 мм. Несомую навантаження - (1-3,5) т. Вартість однієї - від 3500 руб. Хоча її наконечник з гвинтом може бути не литим або кованим, а звареним з листового металу, зробити таку самостійно складно, тому що лопать її гвинта повинна мати не менше 2-х оборотів і, звужуючись, доходити майже до вістря наконечника.

Крім цих основних типів, в продаж надходить досить широкий асортимент спеціальних паль: з багатовитковому і многозаходная гвинтами, додатковими лопатями, з вбудованою дренажною системою, з хімічно стійких матеріалів, і т.п. Вони дороги, в індивідуальному будівництві майже не знаходять застосування, вимагають складної технології монтажу фундаменту. Тому просто згадаємо, є, мовляв, і такі.

про оголовках

У продажу є палі з навареними на них монтажно-технологічними оголовками. Коштують вони, зрозуміло, дорожче. Потрібно мати на увазі, що монтажний оголовок необхідний тільки для зборки на палях дерев'яних будинків; в інших випадках без нього цілком можна обійтися: ростверк фундаменту (див. далі) з металопрофілю приварюють прямо до стовбура палі, її загортання ручним способом виробляють, використовуючи технологічні отвори, а легке машинне, за допомогою міні-екскаватора, спеціального технологічного оголовка не вимагає. Як влаштований оголовок палі, на всякий випадок показано на рис., На палю 133 мм. Для паль інших діаметрів розміри плити залишаються незмінними.

Монтажно-технологічний оголовок гвинтовий палі

монтаж паль

Щоб читач міг заздалегідь оцінити свої сили і можливості, розповімо перш про способи установки гвинтових паль. У легких грунтах палі довжиною до 5 м можна загортати вручну. Для цього необхідні 3 людини: двоє фізично міцних і витривалих, а третій уважний і з точним окоміром:

Ручним буром роблять реперну свердловину глибиною не менше 1,2 м.
Палю вставляють в репер і схилом вирівнюють по вертикалі.
В технологічні отвори палі протягують лом, а на його кінці надягають відрізки труби більшого діаметру однакової довжини не менше 5-6 м. Охоплювати палю хомутом з вушками і пристроювати воріт збоку можна, інакше палю неминуче перекосить! Ось палі і вісь ворота повинні перетинатися!
Палю обережно загортають, поки вона не упреться в дно репера.
Остаточно вивіряють вертикальність палі, підтискаючи її плечима і руками.
Загортають на штатну глибину; спостерігає безперервно контролює вертикальність і подає команди буровикам, кому сильніше налягти, в який бік подати.

Допустимий перекіс палі довжиною 5 м - 2 градуси. Щоб закрутити її з такою точністю на вічко, потрібен досить пристойний досвід злагодженої бригади. Особливо небезпечний випадок, коли паля піде «не по різьбі», вирівняти таку практично неможливо, а вивернути назад вдається тільки з глибини не більше 1,5 м в супеси або подзоле. Тому має сенс, перш ніж братися за фундамент, потренуватися десь на задвірках.

Примітка: про технології монтажу власне фундаменту буде сказано далі.

Згортання гвинтовий палі міні-екскаватором

Механічним способом палі в індивідуальному будівництві загортають найчастіше міні-екскаватором зі сваезаворачівателем, див. Рис. Оренда або наймання разом з оператором такої машини стоять в кілька разів дешевше, ніж «великий» спецтехніки, а в звичайні російські грунти він вганяє палю довжиною до 12 м і діаметром до 159 мм. На загортання однієї йде 3-10 хв., Залежно від грунту; вертикальність виходить автоматично. Бортова електроніка деяких моделей «міні-еков» може сполучатися з лазерним нівеліром, так що і верхівки паль вийдуть відразу в одну площину. Загалом, оптимальний варіант.

Відео: ручне вкручування паль під фундамент

саморобні палі

Для баньки 4х6 м з терасою знадобиться приблизно 20 паль. По грошах - на 40 000 руб. найдешевших, це не рахуючи обв'язки-ростверку. Досить досвідчений самодельщиков відразу ж зрозуміє, що їх виготовлення самостійно нехай і зажадає чималої праці, але обійдеться як мінімум втричі дешевше, потрібна тільки болгарка і зварювальний апарат: на звичайних в середній смузі грунтах для одноразової палі масивний литий наконечник з товстим гвинтом не обов'язкові.

Пропорції саморобної гвинтовий палі

Примітка: якщо палі призначені для забору, потрібно взяти D = (3,5-4,5) d, см. Рис. праворуч. Інакше знакозмінні вітрові навантаження на його полотно скоро розхитають конструкцію, ростверку-то немає. Через це ж і заглиблення потрібно брати в 1,5 рази більше звичайного, тобто 1,8 м.

Дійсно, гвинтові палі для легких грунтів довжиною до 4-6 м можна робити самому без складних викладок і розрахунків. Для лазні, сараю або забору такий буде досить. Заради простоти візьмемо палю з однооборотний гвинтом, розташованим цілком на стовбурі; її креслення із зазначенням потрібних пропорцій наведено на рис. праворуч. Труби не обов'язково брати з стандартного ряду діаметрів паль, підуть будь-які доступні; на парканні стовпи - від 60 мм по зовні для штакетного або сітчастих огорож або від 80 мм для зборів суцільних дерев'яних, з профлиста або кованих. Метал на гвинт - сталь від 4 мм завтовшки.

Форма однооборотний гвинта для палі

Як розкроїти металеве кільце під гвинт, показано на рис. зліва. Лінія різу повинна плавно переходити від дотичній до внутрішнього діаметру кільця до неї ж до зовнішнього. Тоді ріжучакромка вийде опуклою і легше піде в грунт. А «ріг» збігає кромки буде підтискати розпушений грунт до стовбура палі, до деякої міри ущільнюючи його. Ріжучу кромку бажано заточити на простий клин.

При розтягуванні в спіраль внутрішній діаметр кільця зменшиться. При зазначеному на кресленні вище кроці гвинта його в заготівлі потрібно збільшити на 10%, плюс 3-4 мм технологічного запасу. Наприклад, для самих розхожих 108-мм паль отримуємо 121-122 мм. Збирають палі удвох, технологія збірки така:

Готують викрійку гвинта;
Надягають її вільно на трубу;
На кінці труби болгаркою вирізують трикутні фестони, 3-6 залежно від діаметру труби;
Кувалдою зводять їх в конус і проварюють стики;
Заготівлю гвинта підводять до одержали наконечника і зварюванням прихоплюють до стовбура палі внутрішній край ріжучої кромки;
Монтуванням розтягують заготовку гвинта в спіраль, поки її внутрішній край не ляже на трубу. Крок гвинта при цьому «підпилий», але його значення не критично;
Утримуючи гвинт монтуванням, прихоплюють внутрішній край збігає кромки;
Проварюють весь внутрішній край лопаті гвинта.

Відео: виготовлення саморобної палі під паркан

Ворота на палях

Ворота на гвинтових палях зажадають деякої додаткової роботи. Справа в тому, що їх стулки воротні стовпи або зовсім не навантажують, або навантажують набагато слабкіше, ніж полотно. Без додаткового упору в грунт верху комірних стовпів скоро роз'їдуться в сторони. До речі, це ж, тільки в меншому ступені, відноситься і до кутових стовпів.

Справитися з проблемою нескладно: навколо стовпа, в сторони на 0,25-0,5 м копаємо котлованчик глибиною на півтора-два багнети лопати і по піщаній подушці в 10-15 см заливаємо його бетоном. Бетонна паця прийме на себе горизонтальну частину розгойдують стовп навантажень, а гвинт в глибині - вертикальну. Труби на стовпи потрібні збільшеного діаметру, від 120 мм. Але врахуйте, це не повноцінне бетонування, навантажувати чушку по вертикалі не можна!

Фундамент на гвинтових палях

Пальово-гвинтовий фундамент набагато складніше у виконанні, ніж фундамент паркан. Тому спочатку доведеться зробити деякі підготовчі роботи, мета яких - визначити типорозмір пальових опор на даному грунті, потім відстань між палями і скласти план-схему пальового поля під план будівлі. Тільки тоді можна буде приступати до монтажу фундаменту.

54648468

Геологія

На майбутнього будмайданчика конвертом, по кутах і в центрі, ручним буром проходимо розвідувальні свердловини глибиною 2,5 м. Бурим, зрозуміло, поступово, щоб бур не застряг. Щоб проходка йшла легше, бур беремо діаметром трохи менше. Розвідувальне буріння під ручне загортання паль вважається успішним при збігу наступних 3 факторів:

У всіх свердловинах на глибині до 2 м зустрінутий щільний суглинок.
Потужність його шару не менше 0,7 м.
Валунів, товстих коренів або будівельного сміття не прийнято ні в одній зі свердловин.

В іншому випадку - нічого не вдієш, доведеться або влаштовувати фундамент іншого типу, або закуповувати дорогі спецсваі і наймати потужну техніку для їх загортання.

Примітка: при відсутності особистого досвіду в галузі будівельної геології корисно буде не полінуватися або найняти екскаватор, і викопати на майданчику котлован глибиною 2,5 м. Потім його дно планують лопатою, виймають шматок цільного, що не розпушеного грунту і віддають на аналіз в найближчу будівельну лабораторію на предмет визначення несучої здатності. Можна також викликати фахівця на місце. Якщо несуча здатність дорівнює або перевищує 2,5 кг / кв. см, то свайно-гвинтовий фундамент на цій ділянці можна робити під будь-які будови.

розрахунок фундаменту

Зазначені вище значення несомой палями навантаження орієнтовні. Несуча здатність палі залежить від характеру грунту ще й тому, що слабкий грунт менше заважає сваям згинатися під дією ваги будівлі. Для 1-2 поверхових будинків, які не здорожуючи істотно фундамент, його можна розраховувати за спрощеною методикою:

Визначаємо ваги елементів конструкції будівлі;
Враховуємо снігову, вітрову та побутову навантаження за узагальненими показниками;
Виробляємо збір ваг і визначаємо ефективну вагове навантаження від будівлі;
За загальної площі будівлі та мінімально допустимому відстані між палями знаходимо їх максимально можливу кількість;
Виходячи з несучої здатності грунту в 2,5 кг / кв. м, розраховуємо загальну площу п'ят паль;
По ній і зведеному вазі споруди знаходимо мінімально допустима кількість паль;
По ряду типорозмірів або пропорціям креслення саморобної палі визначаємо типорозмір палі і їх реальне число в пальовій поле;
Будуємо план пальового поля, дотримуючись в межах граничних значень кроку між палями і принципу рівномірного розподілу вагового навантаження;
Будуємо план ростверку, намагаючись рівномірно розподілити навантаження від будівлі.

Ця методика дає кілька завищене значення надмірності кількості паль, але при одноразовому індивідуальному будівництві витрати зростають всього на 5-7% Зате надійність фундаменту буде набагато вище і він виявиться не такий критичний до властивостей грунту, як змодельований на комп'ютері по мінімуму собівартості.

Про кроці паль

Мінімально допустимий крок гвинтових паль на звичайних в Середній Росії грунтах - 1,7 м. Між кожними 2-ма палями повинно залишитися не менше 0,5 м незайманого верхнього шару грунту, інакше весь фундамент поведе. Виняток - кущі паль під ділянками, що дають зосереджене навантаження, напр. піччю або колоною. Якщо відразу з поверхні йде шар грунту, слабо лунає в сторони при загвинчування палі, напр. річковий нанос, то мінімальний крок між палями допустимо брати в 1,5 м, а для легких прибудов на кшталт веранди - в 1,2 м. Максимальний же крок для одноповерхових будинків поширених типів становить:

3 м для рублених або з дерев'яного бруса, збірно-щитових і каркасних будинків.
2,5 м для будинків з газобетону, піноблоків (ПГБ) і шлакоблоків.
2 м для цегельних будинків.

Ваги частин конструкції

Типові значення ваг елементів конструкції будівлі складають:

Стіни каркасно-панельні товщиною до 150 мм - 30-20 кг / кв. м; колод - 600 кг / куб. м; газобетонні і ПГБ - 400-900 кг / куб. м; цегляні - 600-1200 кг / куб. м в залежності від виду цегли, повно-або пустотілого.
Дах з листової сталі - 20-30 кг / куб. м; руберойду - 30-50 кг / кв. м; шиферу - 60-80 кг / кв. м.
Перекриття дерев'яне з утеплювачем щільністю 200 кг / куб. м - 70-100 кг / кв.м; цокольне по дерев'яних балках з таким же утеплювачем - 100-150 кг / кв. м; залізобетонне монолітне - 500 кг / кв. м; то ж, з пустотілих плит - 350 кг / кв. м.
Експлуатаційна навантаження (люди, меблі, побутова техніка) - 100 кг / кв. м.

Площа для розрахунку береться загальна будівлі. Для колод лазні 4х6 м з терасою 2х3 м, наприклад, вагова навантаження виявляється близько 10 т. «Легка» банька.

Сніг і вітер

Снігове навантаження приймають в 50 г / кв. м загальної площі в Черноземье і південніше, 100 г / кв. м в середній смузі, від широти Новгорода до Архангельська 150 г / кв. м і 200 г / кв. м на північ від. У Сибіру - 100 г / кв. м до широти Новосибірська і 200 г / кв. м на північ від. Вітрова навантаження розраховується за формулою W = (40 + 15h) S, де h - висота будівлі від рівня грунту до коника даху, а S - загальна площа будинку.

Отримані значення множать на коефіцієнт 1,3 для одноповерхового будинку і 2 для двоповерхового і додають до суми вагових навантажень. Це називається зведенням або збором ваг. Для згаданої баньки з стелею в 2,4 м без горища виходить значення близько 17 тонн.

Скільки потрібно паль?

Тепер зробимо найголовніший розрахунок - кількості паль. Як уже сказано, вважаємо, що паля спирається тільки на п'яту. Наша лазня 4х6 м і при ній тераса 2х3 м, всього 30 квадратів загальних. Мінімальна відстань між палями 1,7 м, тоді кожна з них тримає 0,85х0,85 = 0,7225 кв. м будівлі.

На кутові і периметральні палі не впливають «конкурентки» ззовні, тому що їх там просто немає. Ця обставина враховується таким собі поправочних коефіцієнтів, який можна вивести за законами топології. Для будівлі звичайних пропорцій його значення вийде приблизно рівним відношенню довгої сторони будинку до короткої; в нашому випадку 6/4 = 1,5. Тоді на палю доведеться 0,7225х1,5 = 1,08375 кв. м.

Під загальну площу в 30 кв. м знадобиться 30 / 1,08375 = 27,68 або, округливши, 28 паль. Ось їх скільки можна в межі, щоб не послаблювали один одного, напхати під нашу будочку, буде вона не лазня, а склад чавунних виливків. Але зведений вага баньки, як ми пам'ятаємо, 17 000 кг, тоді на кожну палю припаде до 17 т / 28 = 0,607 т.

Тепер дивимося по ТУ на палі, або вважаємо самі, якщо знаємо спрямують, яка труба довжиною 3-5 м витримає подвійну осьову навантаження такої величини, тобто 0,607х2 = 1,214 т, без ризику зігнутися. Подвійну, тому що потрібно врахувати нерівномірний бічний тиск пучинистого шару грунту. Так чи інакше, виходимо на палю СВ108, діаметром 108 мм. Діаметр її п'яти - 300 мм, це дає нам можливість підрахувати мінімально необхідну кількість паль.

Для розрахунку загальної площі п'ят зведений вага в кілограмах ділимо на несучу здатність грунту (2,5 кг / кв. М в нашому випадку). Для баньки отримаємо 6800 кв. см. У п'яти діаметром 300 мм опорна площа 706 кв. см, тобто під навантаження в 17 000 кг нам знадобиться не менше 10 паль. Тепер враховуємо наступні обставини:

Приклад плану пальового поля

Кожен кут, зовнішній і внутрішній, повинен підтримуватися палею. Раз лазня з терасою, потрібно вже 8 паль.
У центрі будівлі повинна бути паля; раз там буде грубка, ставимо кущ з 4 паль, разом 12.
Як мінімум по палі доведеться на кожну сторону лазні, раз короткі стіни довше граничного для дерева прольоту між палями в 3 м.
Середину тераси підтвердимо ще однієї палею. Тепер, за все на коло, вийшло їх 16, див. Рис. праворуч. У стіні з терасою відстані між палями виявилися 1,5 м, що трохи менше гранично допустимого. Якщо лазня на піщаному березі водойми, нічого страшного, цей грунт розпушується в сторони мало, див. Вище. Якщо немає, потрібен розрахунок по точним даними геології. Можливо, доведеться змінити терасу.
17 т зведеного ваги лазні лягають на 16 паль. Одна 108-мм паля в слабкому грунті несе навантаження в 2,1 т, а у нас на неї припадає 17 т / 16 = 1,0625 т. Одну палю пустимо в технологічний запас, тобто її поки не закуповуємо.
Перевіряємо, в якому місці вилки кількості паль ми опинилися. Оскільки його максимум вважається за площею, потрібно брати не середнє арифметичне мінімального і максимального числа паль, а їх середнє геометричне, тобто значення перемножити, а потім з результату витягти квадратний корінь. Маємо: 28х10 = 280; 280 ^ 0,5 = 16,73; тут ми опинилися теж близько золотої середини. Боятися за баньку нічого.

Зрозуміло, для іншої будівлі розрахунок буде іншим, але принцип той же: тримаючись ближче до середини «вилки» допустимих відстаней між палями, вибираємо такий їх тип, щоб розрахункове навантаження становила 0,4-0,6 максимальної як для палі, так і для грунту. При цьому фундамент палі все одно виявиться дешевше стрічкового і буде не менш надійний.

довжина паль

Якої довжини палі брати, або робити? Тут розрахунок зовсім простий. Будемо вважати, що заглиблення паль визначено за даними геології. Додамо до нього найбільшу різницю висот на будмайданчику, вона визначається шланговим гідрорівнем. Наступна складова - мінімально допустима висота підпілля; для дерев'яних будівель 0,5 м. Остання компонента - запас на обрізку: при ручному закрутки злагодженої дослідної бригадою 10-15 см, при механічної без лазера 30-35 см. Оскільки, ми, якщо вже загорніть все палі, станемо в якийсь міру профі, беремо середнє, 20 см. Склавши всі разом, і отримаємо необхідну довжину палі. Якщо вона виходить за межі, взяті за основу розрахунку в перед. параграфі, вважаємо його знову і, якщо потрібно, коригуємо кількість паль.

Монтаж пальового поля

Перед початком робіт з монтажу пальового поля все палі покривають зносостійкого ґрунтовкою по металу в 2 шари, другий після повного висихання попереднього. Потім сушать по ТУ на ґрунтовку. Без грунтування несуча здатність паль впаде нижче гранично допустимої в нейтральних грунтах через 15-20 років, а в кислих і лужних через 10-12 років.

Першою загортають палю на самім піднесеному вугіллі. Її відразу ж обрізають в розмір можливо точніше, вона буде репером для всіх інших. Далі загортають діагональну до неї, потім інші кутові, від вищих до нижчих, потім периметральні тим же порядком, потім центральний кущ, і найостаннішими внутрішні, якщо вони є.

Відмітки під обрізку на палях робимо від репера по шлангові рівню. Він точніше, найжорсткіший шнур на довжині вже в 4 м провіснет більш ніж на 3 мм, що є неприпустимим. Лазерний нівелір ще точніше, але, по-перше, проміжні палі будуть затінювати промінь. По-друге, троє пихкаюче від натуги мужиків напевно повалять прилад, а повторна юстування при відсутності окремих реперів на спеціально підготовлених опорах знизить точність до меншої, ніж дає гідроуровень.

монтаж ростверку

Тепер необхідно провести зміцнення фундаменту горизонтальними зв'язками поздовжніми і поперечними, т. Зв. ростверк або обрешітку. Діагональні зв'язку в таких конструкціях не застосовуються; міцності фундаменту з тих, хто сидить в грунті труб вони не підвищують, тільки матеріал зайвий на них йде.

Ростверк підвищує опірність фундаменту як до вертикальних, так і до горизонтальних навантажень. Виняток - вдома цельнодеревянниє. Вони досить добре «відіграють» деформують впливу самі по собі, і таку дерев'яну коробку можна поставити на сукупність окремих паль. Пружна дерев'яна конструкція досить рівномірно розподілить свої внутрішні навантаження і сама.

Найпоширеніші варіанти ростверків показані на рис. Перші 2 зліва придатні для будь-яких споруд. Вони відрізняються лише профілем зв'язків жорсткості, двутавр-швелер. Оголовки паль тут не потрібні, та й бетонувати палі в звичайних грунтах необов'язково; зв'язку обрешітки просто приварюють до стовбурів паль. У грунтах кислих або лужних при розрахунковому терміні експлуатації більше 25 років палі після складання поля заливають бетоном М300, він спочатку випускається з антикорозійними присадками.

Варіанти ростверків свайно-гвинтових фундаментів

На 3-й зліва поз. показано влаштування ростверку під брусової, каркасний або збірно-щитовий будинок. Як уже сказано, обв'язки як такої тут немає, будинок прикріплюється просто до оголовків паль. Якщо будівництво ведеться на кислому / лужному грунті, де палі необхідно бетонувати, оголовки паль повинні бути з отвором під заливку розчину, або до паль купуються окремі наварні оголовки.

Фундамент на правій поз. по суті вже не фундамент, а стрічковий, підкріплений палями. Такі застосовуються на торф'янистих, заболочених і ін. Пливуть грунтах. Палі бетонуються обов'язково, причому перед заливкою розчину в їх стовбури вставляють арматурну грати на зразок тих, що в ліхтарних стовпах, тільки меншим підставою конуса вниз. Кожна паля загортається в свій котлован, щоб її оголовок був нижче рівня грунту на величину заглиблення бетонної стрічки. Для цього застосовуються т. Зв. бурозабівние палі спеціальної конструкції. Їх загортають на 2/3, а потім добивають до норми.

Примітка: бурозабівние палі знизу поступово піддаються корозії, але внаслідок хімічної взаємодії активних грунтів з металом і бетоном натомість розтала наконечника наростає досить щільна «груша» нерозчинних гидроокислов, що забезпечує хорошу підтримку будівлі.

Особливу конструкцію являє собою фундамент під колод будови. Справа в тому, що зруб з колод і дощатий або брусової настил відпрацьовують навантаження абсолютно по-різному і пов'язувати їх механічно не можна. Тому на палі фундаменту під такий будинок обов'язково наварюють металевий ростверк з швелера, причому на палях, на які ляжуть колоди, швелер повинен бути потрійним з підкосами, щоб утворився потужний квадратний оголовок, див. Рис.

Схема пристрою свайно-гвинтового фундаменту під дерев'яний будинок

У полицях швелерів заздалегідь прорізають зварюванням або просвердлюють отвори під кріплення скобами або різьбовими шпильками, діаметром і з кроком по ТУ на будівлю; зазвичай діаметром 20-30 мм і з кроком 600-1200 мм. Швелер на ростверк беруть від 80 мм. Зазори між зрубом і настилом підлоги конопатят і закладають плінтусами.

Відео: процес влаштування свайно-гвинтового фундаменту

зведення будівель

Під будь-яку будівлю на пальовій фундаменті, як і на будь-якому іншому, укладають гідроізоляцію з руберойду. Під цегляна або блочне будівництво потім укладають на фундамент бетонні плити, а вже на них ведуть кладку. Класти цеглу, ПГБ або газобетон на швелер можна, хоч би він був удвічі ширше стінки! Причина - Металлопрофілі під навантаженням може скручуватися. Для очі непомітно і оборотно, але для кладок стін будь-якого виду ця деформація виявиться руйнівною.

З дерев'яними будинками інша проблема. Вони занадто легкі, і без додаткового кріплення їх може зрушити з фундаменту просто сильний вітер, не чекаючи урагану або землетрусу. Тому дерев'яні будівельні конструкції кріплять до фундаменту згідно з проектом будівлі, див. Вище.

Цоколь і підпілля

Оформлення цоколя будівлі на свайно-гвинтовому фундаменті

Вільна вентиляція підпілля в будівлі на свайно-гвинтовому фундаменті обов'язкове, а застій води там неприпустимий. Разом з тим, порожнеча під будинком ніяк не покращує його зовнішнього вигляду, а взимку приміщення через підлогу буде сильно вихолоджувати. Тому оформлення цоколя будівлі і відведення вологи від нього потрібно приділити найпильнішу увагу.

Типова схема оформлення цоколя і вимощення для свайно-гвинтових фундаментів приведена на рис. Зазор між доріжкою і декоративною обшивкою цоколя - 50-60 мм. Ширина вимостки плиткою - не менше 0,5 м. Якщо будинок розташований на схилі, що фундамент палі цілком дозволяє, то частини вимощення, що припадають на верх схилу і його борту, необхідно зовні ще і обвести канавою-зливовідвід.

Про ізоляції підлоги

Серйозна проблема збірних дерев'яних житлових будинків на палях - зимовий вистужіваніе знизу. Ізолюватися від нього зсередини можна, точка роси буде регулярно потрапляти в товщу настилу підлоги, і він загніет. Забити підпілля утеплювачем теж не можна, він повинен провітрюватися, інакше від стоку конденсату вниз по палях фундамент поведе. Збирати будинок на покладеної по ростверку бетонній плиті - втрачаються всі переваги свайно-гвинтового фундаменту.

Прийнятне рішення - на обрешітку фундаменту по гідроізоляції укласти спочатку дерев'яні бруси, гарненько просочені сильним фунгіцидом, а після нього - водно-полімерної емульсією, цей другий шар ростверку усуне містки холоду крізь метал. А вже на бруси укладають штатний настил будинку, знизу його ізолюють ЕППС шаром в 30-50 мм.

Про підвалі

У легких будинках на гвинтових палях все-таки можна влаштовувати невеликі підвали при виконанні деяких умов:

По-перше, підвальна яма повинна являти собою бетонований коробку з товщиною стінок і дна 70-100 мм. Верх підвальній коробки може бути легким, дощатим чи з металевого листа, але обов'язково закритим, щоб в підвалі не утворювався вихор при продуванні підпілля.
По-друге, зовнішня стінка підвального бункера повинна бути не ближче 1,7 м до будь-якої з паль, тобто підвальчик вийде тісним. І, нарешті, лаз в підвал не повинен створювати механічного зв'язку між підвальній коробкою і будівлею. Тут можливі самі різні м'які варіанти аж до рукава з прокрашенной мішковини.

Відео: який вибрати фундамент - стрічковий, плитний, стовпчастий, гвинтові палі

висновок

Як бачимо, свайно-гвинтовий фундамент зовсім не так вже простий і дешевий, як частенько пишуть. І застосуємо далеко не у всіх випадках будівництва. Проте, для тих, хто не боїться прикласти руки, його спорудження нерідко виявляється простіше і дешевше традиційного бетонного, а сам фундамент надійніше. Особливо це стосується фундаменту для невеликої своєї лазні, тут свайно-гвинтовий фундамент поза конкуренцією. Ще він абсолютно незамінний при спорудженні причалів і елінгів для дрібних плавзасобів, для зведення невеликих містків в приватних володіннях, альтанок, що нависають над водою (см. Рис. На початку статті) і т.п.

На палях має сенс зводити житлові будинки з обмеженим терміном експлуатації. Що стосується придатності свайно-гвинтового фундаменту для заболочених грунтів, пливунів і різного роду непридатних земель на кшталт косогорів, то в індивідуальному будівництві ця перевага досить відносне, в згубних місцях не селяться. В цілому, свайно-гвинтовий фундамент не будівельна панацея і не епохальне винахід, але в багатьох випадках може виручити.