Фундамент на гвинтових палях мінуси і плюси

39

Щоб будь-яка будівля, незалежно від призначення, було надійним і довговічним, його зводять на міцній основі. Сьогодні в будівництві широко використовується безліч різноманітних типів фундаментів, і одним з них є пальово-гвинтовий. Саме такий варіант конструкції основи під будівництво викликає найбільшу кількість запитань. Тому цю публікацію присвячено питанню: фундамент на гвинтових палях мінуси і плюси, загальний огляд його пристрою, можливості і доцільність зведення. Такі аспекти цікавлять дуже багатьох власників ділянок, які зайняті першими «начерками» майбутнього будівництва свого будинку.

Фундамент на гвинтових палях мінуси і плюси

Перш ніж сформулювати всі переваги і недоліки подібної конструкції, напевно, слід розглянути деякі нюанси, які безпосередньо впливають на міцність і довговічність пальового фундаменту.

Зміст статті

  • 1 Будинок на палях – фантазії чи реальність?
  • 2 Переваги і недоліки пальових конструкцій
  • 3 Типи гвинтових паль
    • 3.1 Різновиди паль по області застосування
    • 3.2 Типорозміри гвинтових паль для фундаменту
    • 3.3 Кількість лопатей
    • 3.4 Типи наконечників
    • 3.5 Товщина і марка металу
    • 3.6 Тип антикорозійного покриття
  • 4 Принципи розрахунку і проектування пальово-гвинтового фундаменту
    • 4.1 Оцінка несучої здатності палі
      • 4.1.1 Калькулятор для оцінки несучої здатності гвинтової палі
    • 4.2 Оцінка навантажень, що припадають на пальово-гвинтовий фундамент
      • 4.2.1 Калькулятор оцінки сумарного навантаження, що надається будівлею на пальовий фундамент
    • 4.3 Кількість гвинтових паль

Будинок на палях – фантазії чи реальність?

Можна використовувати пальовий фундамент для будівництва житлового будинку? Треба сказати, що зустрічаються деякі будівельники, які категорично не радять цього робити, віддаючи перевагу стрічкової, стовпчасту або плитної основі під будинок. Такі майстри вважають, що палі більше підходять для господарських споруд або легких дачних будиночків.

Однак, треба нагадати, що існують цілі міста, будинки яких встановлені виключно на палях, і коштують вони не одне десятиліття. Практика використання таких фундаментів довела, що вони цілком можуть служити надійною основою навіть для масивних будинків.

Звичайно ж, навряд чи розумно в умовах нашого клімату збудувати двоповерховий кам’яний особняк на пальовий фундамент, хоча і це, напевно, не є зовсім вже неможливою справою. І все ж, в приватному будівництві зазвичай його вибирають для дерев’яних або каркасних будівель з дахом, покритим легким покрівельним матеріалом.

Нерідко, в силу пересеченности рельєфу або інших особливостей місцевості, пальовий фундамент стає єдиним прийнятним рішенням

У деяких випадках пальові фундаменти є і взагалі єдиною можливістю звести на ділянці будинок, наприклад, якщо будівництво планується на ділянці сильнопересеченной або постійно заливається весняним паводком місцевості.

На користь застосування подібної конструкції говорить і те, що такі варіанти фундаментів застосовувалися в будівництві з давнини, тільки раніше в якості паль використовувалися спеціально підготовлені для цієї мети колоди. Спочатку просто забивали палі в грунт, і лише на початку XIX століття був винайдений гвинтовий спосіб установки.

Гвинтові опори на перших порах використовувалися для облаштування причалів, але потім сфера їх застосування стала розширюватися. Так, наприклад, саме гвинтові палі були застосовані в якості фундаменту при будівництві маяка, який зведений у Великобританії на нестабільному ґрунті Темзи.

Перший маяк, побудований на гвинтових палях – «Мэплин Сендс»

З початку XX століття будівництво на пальових фундаментах набула «другого дихання». Цьому сприяла поява нової техніки для точного і глибокого забивання паль, що значно прискорювало роботу по зведенню підстав для подальшого зведення будівель. У 50-х роках почалося активне використання механічного обладнання для вгвинчування паль, що дало ще один поштовх такій сфері будівництва, як промислового, так і індивідуального.

Дуже широко цей спосіб облаштування фундаментів став застосовуватися у військовому будівництві, так як шляхом комплексних досліджень було доведено, що такі конструкції надійні, довговічні і підходять для застосування на багаторічномерзлих, рухливих і обводнених грунтах – одним словом, обмежень щодо їх використання практично не існує.

Першою вітчизняною науковою розробкою, офіційно прийнятої в якості стандарту для будівельних робіт, став підготовлений в 1955 році на основі багаторічних експериментів праця – ТУВС-55 («Технічні вказівки з проектування і влаштування фундаментів, опор мостів на гвинтових палях»). Багато його положення перетекли і сучасні будівельні норми і правила.

Достоїнства і недоліки пальових конструкцій

Технологія зведення будинків на гвинтових палях в наш час використовується по всьому світу і має велику кількість позитивних сторін.

Численні переваги пальово-гвинтових фундаментів обумовлюють зростаючу популярність таких конструкцій серед приватних забудовників

До явних переваг пальових гвинтових фундаментів можна віднести наступні моменти:

  • Конструкція може бути закладена на ґрунтах практично будь-якого типу в різних кліматичних регіонах, зокрема в болотистій місцевості та в регіонах з вічною мерзлотою.
  • На облаштування цього типу фундаменту не чинить значущого впливу рівень розташування грунтових вод.
  • Гвинтовий фундамент відмінно підходить для споруди будинку на місцевості зі складним рельєфом.
  • Гвинтові палі можуть бути встановлені в будь-який час року, так як погодні умови не вплинуть на якість і міцність створюваної конструкції – на глибині занурення гвинтових наконечників температура ґрунту завжди стабільна.

Братися за бетонування стрічкового або плитного фундаменту взимку – справа досить ризикована. А ось для заснування на гвинтових палях подібних обмежень не існує

  • Пальово-гвинтові фундаменти не схильні морозному пученію при промерзанні грунту.
  • Монтажні роботи здійснюються в мінімально короткий термін. Наприклад, при вдалому збігу обставин – хороша прохідність грунту, злагоджена бригада майстрів і т. п., пальове поле під середніх розмірів будинок може бути підготовлено буквально за день, особливо якщо застосовується спеціальна техніка. При цьому гвинтові палі можуть бути використані для проведення їх обв’язки і зведення стін відразу після установки, тобто вони не вимагають часу для схоплювання, дозрівання, набору міцності, як будь-залізобетонні конструкції. Жоден з інших типів фундаменту навіть близько не стоїть до таких показників швидкості зведення.

Використання спеціальної техніки дозволяє максимально прискорити створення пальового поля, повністю готового під подальше будівництво

  • Палі можуть бути ввинчены на майданчику, відведеної під будівництво будинку, та самостійно, із залученням кількох помічників, тобто без використання спеціальної техніки. Цей чинник особливо важливий у тому випадку, якщо в районі будівництва немає можливості замовити подібні послуги, або власник майбутнього будинку просто обмежений у коштах.

Немає можливості замовити використання спеціальної будівельної техніки? – не біда, можна впоратися і власними силами.

  • Для облаштування пальово-гвинтового фундаменту не доведеться рити котлован і облаштовувати опалубку, а це означає, що на майданчику не буде завалів вибраного грунту, від якого також доведеться позбавлятися, вивезти його за межі дільниці, і що також вимагає додаткових матеріальних витрат. Крім того, під цей фундамент не доведеться проводити роботи по вирівнюванню будівельного майданчика.
  • Пальово-гвинтові основа не тягне капілярно вологу з грунту, тому стіни і підлоги будинку будуть сухими.
  • Є повна можливість проводити проектування та монтаж різноманітних інженерних комунікацій одночасно з установкою елементів фундаменту або після його зведення.
  • При правильному виборі якісних паль і надійної їх установці забезпечується довговічність підстави, яка оцінюється багатьма десятками років.

Простір між грунтом і обв’язкою можна закрити по периметру і утеплити, а іноді – навіть знайти йому корисне застосування

  • Добре утепливши фундамент по всьому периметру, можна отримати тепле підпілля, а значить, що підлога в будинку також буде теплим, так як не стане вихолоджують від грунту. Крім того, у ряді випадків є можливість облаштувати під будинком якусь подобу «господарського поверху» без проведення масштабних земляних робіт.
  • Конструкція фундаменту угвинчених паль обійдеться на 30÷40% дешевше, ніж бетонна основа. Враховуючи ту обставину, що зведення фундаменту завжди відноситься до розряду найбільш витратних етапів будівництва будинку, економія коштів може виявитися досить значною.

Всі вище перераховані достоїнства фундаменту на гвинтових палях мають лише ті конструкції, які збудовані з дотриманням усіх розроблених нормативів, з якісних матеріалів і з обов’язковим урахуванням всіх особливостей місцевості.

Але у випадках відступу від технологій, при використанні кустарно виготовлених паль, при інших порушеннях процесу зведення, можуть проявитися і загостритися властиві пальово-гвинтовому фундаменту недоліки.

Отже, до «мінусів» пальово-гвинтового фундаменту відносять наступні моменти, які слід брати до уваги при складанні проекту і в ході будівельних робіт:

  • Незалежних від розрахунків і монтажних робіт недоліком такого фундаменту можна назвати підвищену складність або навіть неможливість його зведення на сильно кам’янистих і скелястих грунтах.

Під впливом навантажень рама прогнулась обв’язки пальового фундаменту – швидше за все, це результат неправильного визначення характеристик ґрунту або невірно обраних встановлених гвинтових паль

  • Надмірне навантаження на гвинтові палі може призвести до ослаблення несучої можливості всього фундаменту, а як результат – до деформації пояса обв’язки і руйнування стін.
  • Необхідно обов’язкове облаштування систем ефективного водовідведення від встановлених паль, що веде до додаткових витрат. Однак, зливова і дренажна каналізація рекомендована для установки навколо фундаментів будь-якого типу.
  • Ніяк не можна повністю виключити вплив корозії на матеріал паль. Якісні вироби, безумовно, отримують в процесі виробництва необхідний захист – покриття шаром цинку і полімерних матеріалів. Тим не менш, іноді підвищена хімічна агресивність ґрунтів робить свою «чорну справу». Не рекомендується створення пальово-гвинтових фундаментів у безпосередній близькості від електрифікованих залізниць, вишок стільникового зв’язку, які розробляються шахт і кар’єрів, великих підстанцій або високовольтних ліній електропередач. На таких ділянках висока ймовірність появи підземних блукаючих струмів, які різко активізують процеси корозії металу. І вже зовсім повинно бути виключено використання паль фундаменту для створення контуру заземлення будинку.

На жаль, повністю виключити вплив корозії на гвинтові палі – поки не виходить

  • Несучі можливості пропонованих до продажу гвинтових паль – не безмежні. Втім, малоповерхового приватному будівництву це має вельми опосередковане відношення – великих навантажень, що перевищують характеристики правильно підібраних паль, не очікується.
  • Як не старайся, але повноцінного підвалу йди цокольного поверху з використанням пальового фундаменту при приватному будівництві отримати не вдасться.
  • При будівництві прибудов до будинку можливі певні труднощі з вгвинчування паль в точках, розташованих близько до стін старої будівлі. Втім, це зазвичай вирішується використанням спеціальної техніки.
  • Не до недоліків, а скоріше своєрідним витрат можна віднести і те, що будівництво пальово-гвинтового фундаменту вимагає від господарів-замовників постійного контролю за роботою запрошеної бригади. На жаль, доводиться констатувати, що на цьому терені трудиться чимало «горе-фахівців», а то й відвертих «шаромыжников», намагаються тим чи іншим шляхом отримати вигоду з порушення технології монтажу паль. Так, для забезпечення якісного захисту від корозії, порожнину палі за технологією потрібно заливати доверху бетоном. Нерідкі випадки, коли запрошені працівники ігнорують цей етап, відразу після вкручування наваривая оголовки.

Обов’язково простежте, щоб порожнина паль була заповнена бетонним розчином за самий оголовок.

Відомі приклади, коли бригади «шабашників», працюючи без контролю з боку замовника, не закручували палі на повну розрахункову глибину – і перевірити це після підрізування труб, наварювання оголовків і обв’язки – практично неможливо. А таке порушення незмінно спричинить за собою швидку деформацію створеної основи з усіма витікаючими наслідками.

І, без усякого сумніву, необхідно гнати зі своєї ділянки будівництва працівників, якщо помічено, що підганяючи палі по висоті, вони обертають їх у напрямку, протилежному вкручиванию. Таку опору можна відразу вважати забракованої, так як розрахункової несучою здатністю вона вже мати не зможе.

Висновок – запрошувати бригаду тільки організації, що має бездоганну репутацію за якістю виконуваних робіт, або ж не упускати жодного етапу будівництва з поля зору, контролювати кожну дію, покладене за технологією. Ну а якщо є бажання і впевненість у власних силах – проводити встановлення паль самостійно.

Як видно, недоліки також досить серйозні. І щоб уникнути їх або звести до можливого мінімуму, необхідно правильно вибирати палі, а будівництво фундаменту виконувати на підставі проведених розрахунків, що включають оцінку майбутніх навантажень і визначення несучої здатності опор.

Типи гвинтових паль

Гвинтові сваї поділяються на кілька типів, які мають власні особливості, складаються з сукупності конструктивних і технологічних характеристик. Кожен з типів виробів призначається для застосування в різних умовах, які залежать від особливостей грунту і передбачуваного навантаження на основу. Причому, необхідно враховувати і той фактор, що іноді різні типи паль застосовуються навіть при зведенні одного об’єкта, так як в різних зонах будова може давати неоднорідну навантаження на фундамент. Використання різних типів паль забезпечить запас міцності основи і збільшить експлуатаційний ресурс будівлі.

Гвинтові палі поділяються за такими параметрами: по основному призначенню, по діаметру труби, розміром лопатей та їх кількості, типу наконечників, сприйманих навантажень (несучої здатності), по марці і товщині сталі, а також за типом антикорозійного покриття.

Ці параметри треба розглянути детальніше, щоб знати, які з виробів підійдуть під будівництво будинку на ділянці з конкретними типами грунту.

Різновиди паль по області застосування

На ілюстрації нижче наведені чотири основні типи, які різко відрізняються навіть візуально.

Зовнішні відмінності таких гвинтових паль помітні неозброєним оком

а – широколопатні палі з однією лопатою, размешенной на наконечнику в нижній частині труби. Найпоширеніший в приватному будівництві тип, що дозволяє зводити фундаменти на більшості різновидів грунтів. Зазвичай застосовується для легких господарський будівель і одноповерхових будинків з дерева або каркасних панелей. Втім, при правильному виборі діаметрі лопатей і кількості паль на таких фундаментах зводять будинки та з газосилікатних блоків.

б – палі з підвищеною несучою здатністю, стійкістю до усадки і выдергивающему впливу. Характерна відмінність – наявність двох лопатей, рознесених по висоті палі. Підходять для фундаментів двоповерхових будинків. У самостійному приватному будівництві застосовуються нечасто, так як вручну, без використання спецтехніки, вкрутити таку палю у грунт, практично неможливо.

в – узколопастные палі з вираженим конічним «гвинтом» — використовуються для будівництва фундаментів на кам’янистих грунтах.

р – спеціальні палі, призначені для створення фундаментів в умовах вічної мерзлоти. Вимагають застосування спеціальної технології вгвинчування, тому в практиці самостійного будівництва – не використовуються.

З усіх перерахованих типів, як видно, найчастіше для самостійного будівництва застосовується перший, тому в ході подальшого викладу більшою мірою увага буде приділена саме йому

Типорозміри гвинтових паль для фундаменту

В залежності від складу грунту і навантаження на конструкцію, необхідно вибрати правильний діаметр стовбура палі, який може варіювати від 57 до 133 мм. Разом з діаметром труби змінюється і діаметр лопатей, і чим він вищий – тим більше несуча здатність опори.

У таблиці нижче представлені основні типорозміри широколопастных паль зі зварним наконечником (вони зазвичай виступають під найменуванням СВС – паля гвинтова зварна)

Ілюстрація основні характеристики та область застосування палі Орієнтовна ціна для виробу довжиною 2500 мм + надбавка за кожні 500 мм додатково. Ціна штатного оголовка палі
СВС-57. Діаметр — 57 мм, лопаті — 150 мм.
Такі вироби мають не видатної несучою здатністю — припустиме навантаження на опору всього до 800 кг.
Це зумовлює досить вузьку область використання – полегшені огорожі, не стають перешкодою вітру, тобто з сітки-рабиці або рідко розташованого штахетника.
Зазвичай для таких цілей купуються 4-метрові палі, виходячи з двометрового занурення в грунт і двох метрів — на висоту огорожі.
1300 руб. + 100 руб.
Оголовок ОВС-57/200/200 – 260 руб.
СВС-76. Діаметр — 76 мм, лопаті — 200 мм.
Несуча здатність палі — до 3000 кг
Типова область застосування — будівництво ветронепроницаемых огорож, тобто володіють парусністю (наприклад, з часто розташованого дерев’яного або металевого паркану, плоского шиферу, металевого профнастилу, полікарбонату та інших подібних матеріалів).
Найчастіше застосовується довжина 4000 мм, з тієї ж причини, що була зазначена вище.
1450 руб. + 100 руб.
Оголовок ОВС-76/200/200 – 300 руб./шт.
СВС-89. Діаметр труби: 89 мм, лопаті — 250 мм.
Несуча здатність, в залежності від грунту, може доходити до 4÷5 тонн.
Специфіка застосування – зведення фундаментів під допоміжні господарські споруди, легкі каркасні гаражі, садові альтанки, інші споруди такого типу і призначення.
Часто використовуються при прибудови веранди до житлового будинку.
Можуть застосовуватися і для створення додаткових опор, необхідних, наприклад, при установці важкого котельного обладнання або при кладці в будинку печі або каміна.
1500 руб. + 150 руб.
Оголовок ОВС-89/200/200 – 300 руб./шт.
СВС-108. Діаметр труби — 108 мм, лопаті — 300 мм.
Несуча здатність оцінюється в 5 — 9 тонн.
Широко застосовуються у сфері будівництва житлових заміських будинків не важкої конструкції – каркасних або з бруса, для дерев’яних зрубів.
Довели свою ефективність в тому числі на складних грунтах — заболочених чи торф’яних.
1700 руб. + 250 руб.
Оголовок ОВС-108/200/200 – 300 руб./шт.
СВС-133. Діаметр труби — 133 мм, лопаті — 350 мм.
Найбільш міцні опори з числа застосовуваних в індивідуальному будівництві. Закладений потенціал несучої здатності доходить до 14 тонн.
Подібні опори застосовуються для створення пальових полів під зведення будинків з досить важких стінових матеріалів — газосилікатних блоків або навіть цегляної кладки.
При відповідній несучої здатності грунту нерідко використовується обв’язка паль монолітним залізобетонним ростверком, а також заливання бетонних підлог першого поверху.
2250 руб. + 350 руб.
Оголовок ОВС-133/300/300 – 350 руб./шт

Кількість лопатей

Гвинтові палі можуть мати одну лопать, як було показано в таблиці вище, або декілька. Відповідно, їх і називають одно — і багатолопатеве.

Однолопастные палі – найпоширеніші у сфері приватного будівництва

Однолопастные палі застосовують для облаштування фундаментів на місцевості з ґрунтами, які мають високу несучу здатність. Однак, використовуючи цей тип виробів, особливо із зварними наконечниками, потрібно бути готовим до того, що вони можуть піти в «зрив», досягнувши критичного навантаження. При цьому опори втрачають свою несучу здатність, що негативно позначиться і на повній обв’язки фундаменту.

Багатолопатеву вироби застосовуються для облаштування фундаментів на самих різних грунтах, в тому числі і слабких. Вони мають високу несучу здатність і стійкі до великих навантажень різних видів — вдавливающим, горизонтальним або выдергивающим.

Несуча здатність дволопатевих паль – незрівнянно вище, але ось вкрутити з вручну, без застосування спецтехніки – навряд чи вийде

Більша кількість лопатей на стовбурі палі дає можливість використовувати виріб з меншим діаметром труби, що має достатню товщину стінок. Висока ефективність подібних паль досягається оптимальним розташуванням лопатей на їх стовбурі. Відстань між лопатями, крок і кут їх нахилу розраховується індивідуально, з урахуванням розташування шарів грунту та її складу на конкретному будівельному майданчику. Робота з такими опорами, безумовно, вимагає кваліфікованого підходу.

Типи наконечників

Наконечники гвинтових паль поділяються на зварні і литі.

Вироби з литими наконечниками, безумовно, більш надійні, так як практично не схильні до деформації при проходженні через грунт, на відміну від зварного типу. Палі з литими наконечниками можуть бути використані для установки в многолетнемерзлые, особливо щільні ґрунти, а також мають техногенні або тверді природні включення. Цей тип наконечника не деформується, навіть натикаючись на перешкоду, і здатний його зруйнувати.

Експлуатаційні характеристики литих наконечників з лопатями – незрівнянно вище, ніж зварних

Зварні наконечники використовуються в більш слабких ґрунтах, однак, їх міцність безпосередньо залежить від марки і товщини сталі, а також якості виготовлення. Їх єдина перевага порівняно з литими – це набагато більш доступна вартість.

Товщина і марка металу

Гвинтові палі можуть бути зроблені з труб з різною товщиною стінок. Вони поділяються на:

— тонкостінні, виготовлені з труби товщиною стінок до 3,5 мм;

— середньої товщини – від 3,5 до 6 мм;

— товстостінні палі – 6 і більше міліметрів.

Вибір паль за цим критерієм буде прямо залежати від складу грунту на ділянці їх установки, а також від передбачуваного навантаження. Цей параметр паль визначається при складанні проекту, і вибір робиться у відповідності з даними, отриманими при проведенні досліджень корозійної активності ґрунтових шарів.

За цими ж даними вибирається і товщина металу для лопатей палі, але при цьому потрібно пам’ятати, що якщо лопаті виконані зі сталі товщиною до 5 мм, придатні тільки для легких будівель. Якщо ж зводиться велика масивна споруда, то товщина лопатей не повинна бути менше ніж 6 мм

На підставі проведених досліджень грунту вибирається і марка сталі виробів:

— при слабкій хімічної агресивності ґрунту може використовуватися сталь Ст3;

— середня агресивність передбачає використання виробів зі сталі Ст20;

— при сильній агресивності ґрунту, підійдуть палі із сталі 09Г2С і 30ХМА.

Тип антикорозійного покриття

У зв’язку з тим, що палі будуть знаходитися в агресивному для металу вологому середовищі ґрунту, рекомендовано купувати вироби з нанесеним на них в заводських умовах захисним покриттям. Крім цього, дуже важливо зберегти покриття в цілості при вгвинчування паль, так як воно охороняє не тільки саму трубу, що знаходиться в грунті, але і її верх, а також ділянка, розташований на кордоні підземної і надземної частини палі.

Палі з нанесеним цинковим покриттям. Якщо їх ще, крім цього, зверху захистити поліуретановим або епоксидним шаром – буде ідеальний варіант

Сьогодні виробники наносять на гвинтові палі різні захисні склади — це може бути холодне або гаряче цинкування, поліуретанове, епоксидне чи полімерне покриття – кожне з них має свої характеристики. За проведеним випробуванням різних покриттів були зроблені висновки, що найбільшу ефективність у захисті металу показав метод холодного цинкування, поліуретанове і епоксидне покриття, а також емалі і ґрунти, що наносяться по іржі без попередньої підготовки поверхні, в той час, як гаряче цинкування і звичайне полімерне покриття не відрізняються високою міцністю.

Якщо палі купуються без захисного покриття, то його необхідно нанести самостійно, причому для підземної і надземної частини можуть бути використані різні матеріали. Але не забувайте, що всі серйозні виробники обов’язково передбачають антикорозійний захист своїх виробів. Стало бути, якщо палі являють собою «голий метал», то з дуже високою часткою ймовірності можна стверджувати, що вони – кустарного виробництва. Ну а якщо так, то хто може гарантувати відповідність і інших експлуатаційних характеристик?

До речі, це дуже серйозна проблема: дрібних кустарних виробництв гвинтових паль – чимало, та частіше всього там можна говорити не тільки про недотримання стандартів, але навіть і про відсутність виразних технічних умов. Купувати вироби абсолютно незрозумілого виробника, тим самим закладаючи бомбу уповільненої дії» під свій фундамент – навряд чи розумно, навіть при супер-привабливою ціною.

Принципи розрахунку та проектування пальово-гвинтового фундаменту

Якщо користувач читає цю статтю, тобто хоче дізнатися про переваги та недоліки пальово-гвинтового фундаменту, то, швидше за все, він «визначає» його до своєї майбутньої будови. А це означає, що йому буде цікаво дізнатися, хоча б у загальних рисах, як проводиться розрахунок такої підстави, і далі звідси – на що йому доведеться орієнтуватися при подальшому плануванні будівництва. Надамо йому таку можливість.

Щоб при експлуатації пальово-гвинтового фундаменту не проявлялося характерних недоліків, його потрібно правильно розрахувати і спланувати, враховуючи всі нюанси, про які говорилося вище. Проектування будь-якого фундаменту – це завдання для кваліфікованих фахівців. Але попередні «прикидки» для зведення будинку можна провести і самостійно. Крім того, пропонований алгоритм цілком підійде для будівництва підсобних господарських споруд або інших легких будівель.

Оцінка несучої здатності палі

В першу чергу необхідно оцінити несучу здатність гвинтової палі на конкретній ділянці під будівництво. Як видно з таблиці вище, розкид значень навіть для вироби одного типу – дуже великий (наприклад, для СВС-108 – від 5 до 9 тонн). Це, звичайно, не підхід до справи – необхідно оперувати більш точними значеннями. Тим більше, що в ряді випадків, залежно від специфіки грунтів, показники допустимого навантаження навіть можуть виходити за межі вказаного діапазону в ту або іншу сторону.

Будь-який тип грунту характеризується своїм показником опору навантаження, тобто, по суті – несучою здатністю. Саме від цього і «танцюють» далі при розрахунку допустимого навантаження на гвинтову опору.

Нижче розміщений калькулятор, який допоможе обчислити несучу здатність паль найбільш поширеного модельного ряду СВС, про який йшла мова вище. В програму розрахунку вже внесені необхідні дані по опору грунтів на середній глибині розташування гвинтовий частини палі (близько 2,5 м), і в «геометрії» різних моделей паль.

І найскладніше в цьому питанні, мабуть, це правильно «продіагностувати» грунт на ділянці забудови. Від цього, до речі, буде залежати і поправочний коефіцієнт, який закладає експлуатаційний запас міцності опори.

  • Найточніший метод – це проведення геологічних пошукових робіт: буріння фахівцями свердловини і точна оцінка усі шарів грунту. Спосіб – без недоліків, дає дуже точну картину, тому поправочний коефіцієнт – мінімальний, всього 1,2. Втім, недолік все ж є, і полягає він у надмірно високу вартість подібних послуг, що в принципі і зумовлює не надто велику популярність такого підходу.

Професійне геологічне дослідження ґрунту дає найточнішу картину, але коштує дуже дорого

  • Другий варіант, який також вимагає залучення фахівців, але вже не пов’язаний з надто високими фінансовими витратами – це вкручування дослідної (еталонної) палі. Полягає він у тому, що на ділянці під забудову в грунт вкручується паля, і у процесі її проходження через шари ведеться моніторинг крутного моменту, що прикладається до неї. Це дає досить об’єктивну картину несучих здібностей грунтів. Правда, поправочний коефіцієнт при цьому вже вище – 1,25.
  • Нарешті, якщо є впевненість в своїх знаннях та уміннях, можна просто викопати глибокий шурф або пробурити свердловину на глибину передбачуваного розташування лопатей гвинтових паль. Ну а далі – взяти з цієї глибини пробу ґрунту, класифікувати його за характерними ознаками і, користуючись таблицями, яких в надлишку в інтернеті, дізнатися розрахункове значення його несучої здатності. Впораєтеся? При цьому про великий точності оцінки мова, безумовно, вже не йде, що позначається на різкому зростанні поправочного коефіцієнта — до 1,6÷1,7.

Ручне изыскательское буріння – маса важкої фізичної роботи і вельми посередня точність результатів

У процесі пробного буріння необхідно відразу визначитися та необхідної довжиною паль. Неправильно обрана довжина труб може привести до просіданню фундаменту і руйнування стін будинку. Тому, розраховуючи довжину, спираються на два параметра:

— глибина залягання щільних несучих ґрунтових шарів на ділянці, де планується будівництво;

— рельєфність ділянки, тобто перепади по висоті: у підсумку необхідно у всіх точках фундаменту вийти на загальну горизонтальну площину.

Коли бур дійде до потрібних шарів, пробуренное отвір опускається вантаж на довгому шнурі. Після того як вантаж ляже на дно ями, на шнурі робиться відмітка і він витягується назовні. Потім робиться завмер від вантажу до позначки на шнурі. Спираючись на отриманий параметр і додавши до нього необхідну висоту надземної частини палі з запасом близько 200-300 мм, визначається її потрібна довжина.

Однак, і цю операцію краще всього довірити фахівцям, так як від правильності параметра буде залежати надійність всього споруджуваного споруди.

Якщо з типом ґрунту визначилися, можна розрахувати несучу здатність обраної палі, користуючись запропонованим калькулятором. Як вже говорилося, необхідні табличні дані та поправочні коефіцієнти вже занесені в його програму.

Калькулятор для оцінки несучої здатності гвинтової палі

Вкажіть запитувані значення і натисніть «Розрахувати несучу здатність гвинтової палі»
Типорозмір палі
Тип переважаючого грунту на глибині розташування гвинтовий частини паль
Пісок великої або середньої фракції
Пісок дрібної фракції
Пісок пилоподібної фракції
Суглинок чи супісок тверді
Суглинок чи супісок тугопластичные
Суглинок чи супісок мягкопластичные
Глина напівтвердого стану
Глина тугопластичная
Глина мягкопластичная
Лес
Якість ґрунтів визначено:
— проведенням професійних геологічних вишукувань
— установкою еталонної палі
— на основі особисто проведених досліджень

Тепер, щоб визначити необхідну кількість паль для фундаменту, потрібно розрахувати, яка ж навантаження на нього передбачається.

Оцінка навантажень, що припадають на пальово-гвинтовий фундамент

В даний параметр входить вага всіх будівельних матеріалів, застосовуваних для будівництва будинку, вага меблів та іншого домашнього інвентарю, зовнішні навантаження, з яких на перше місце завжди виходять снігові, а також динамічні експлуатаційні.

Провести точний розрахунок сумарного навантаження – це завдання підвищеної складності, яка під силу тільки фахівцям. Але приблизно, хоча і з достатнім ступенем точності, це можна зробити і самостійно, якщо майбутній будинок вже ясно представляється його господарям і є початкові намітки його проекту.

Треба думати, господарі вже уявляють, що буде собою представляти їх майбутнє будова, так що є певна можливість провести приблизний розрахунок навантаження на фундамент

Щоб полегшити читачеві цю задачу, нижче розташований калькулятор, який дозволить провести необхідні обчислення з урахуванням особливостей майбутнього будинку.

Кілька пояснень щодо його використання:

  • Для оцінки маси стін запитується їх площа і матеріал, з якого вони будуть зводитися. Можливе внесення двох варіантів, наприклад, для зовнішніх стін і внутрішніх перегородок, що розрізняються матеріалом і (або) товщиною.
  • Аналогічний підхід застосовується і до перекриттів. Тут також два варіанти, наприклад, для підлоги першого поверху і для горищного перекриття. Одночасно з цим програма розрахунку включить ще й експлуатаційні навантаження на перекриття.
  • Необхідно буде вказати площу даху і тип покрівельного матеріалу. Кожен вид покрівлі характеризується своєю системою крокв і обрешітки – всі ці значення будуть автоматично враховані при розрахунку.
  • Щоб додати снігове навантаження, доведеться по карті-схемі визначити зону свого проживання та зазначити номер цієї зони у відповідному полі калькулятора. Крім того, для коректного обліку снігового навантаження необхідно вказати кут крутизни майбутніх скатів покрівлі.

Карта для визначення номера своєї зони за рівнем снігового навантаження

  • Палі фундаменту обов’язково обв’язуються перед зведенням стін. Якщо для цього використовується дерев’яний брус, то його можна включити в площу стіни – великий похибки не буде. Але часто для цих цілей застосовується великоваговий профіль-металопрокат або навіть монолітний залізобетонний ростверк. Ось у такому разі правильніше буде вказати параметри обв’язки, так як додаткове навантаження від неї може бути чимала. (Якщо застосовується брус, то просто в полі «довжина ростверк» залишається значення за замовчуванням дорівнює нулю).

Всі інші підрахунки калькулятор проведе самостійно. Підсумкове значення сумарного навантаження на фундамент буде видано в кілограмах і тоннах.

Калькулятор оцінки сумарного навантаження, що надається будівлею на пальовий фундамент

Вкажіть запитувані значення і натисніть «Розрахувати сумарну навантаження, выпадаемую на пальовий фундамент»
СТІНИ БУДИНКУ
Площа стін вказується сумарно, при бажанні — можна з вирахуванням віконних і дверних прорізів.
(Доступно введення двох варіантів, наприклад, для несучих зовнішніх і внутрішніх стін. Якщо варіант не використовується, залиште значення площі за замовчуванням — 0)
Стіни, тип №1
Матеріал стін
— цегляна кладка в півцеглини (120 мм)
— цегляна кладка в 1 цегла (250 мм)
— цегляна кладка в 1.5 цегли (380 мм)
— стіни з газосилікатних блоків марки D600, товщина 300 мм
— дерев’яний зруб, діаметр 240 мм
— стіни з бруса, товщина 150 мм
— каркасні стіни з утепленням, товщина 150 мм
— стіни з сендвіч-панелей товщиною 150 мм, з утеплювачем з мінеральної вати
— стіни з сендвіч-панелей товщиною 150 мм, з утеплювачем з пінополістиролу або пінополіуретану
Площа стін, м2
Стіни, тип №2
Матеріал стін
— цегляна кладка в півцеглини (120 мм)
— стіни з газосилікатних блоків марки D600, товщина 300 мм
— дерев’яний зруб, діаметр 240 мм
— стіни з бруса, товщина 150 мм
— каркасні стіни з утепленням, товщина 150 мм
— каркасні перегородки з гіпсокартону
— перегородки з сендвіч-панелей товщиною 50-80 мм, з утеплювачем з мінеральної вати
— перегородки з сендвіч-панелей товщиною 50 — 80 мм, з утеплювачем з пінополістиролу або пінополіуретану
Площа стін, м2
ПЕРЕКРИТТЯ
Якщо в перекритті є отвір, наприклад, для міжповерхових сходів, то його слід виключити із загальної площі
(Доступно введення двох варіантів, наприклад, для міжповерхового та горищного перекриття. Якщо варіант не використовується, залиште значення площі за замовчуванням — 0)
Перекриття, тип №1 (міжповерхове)
Тип перекриття
— міжповерхове перекриття або цокольне по дерев’яних балках з утеплювачем щільністю до 200 кг/м3
плита перекриття пустотна
— монолітна плита перекриття
Площа перекриття, м2
Перекриття, тип №2 (горищне)
Тип перекриття
— горищне перекриття по дерев’яних балках з утеплювачем щільністю до 200 кг/м3
плита перекриття пустотна
— монолітна плита перекриття
Площа перекриття, м2
КРОКВЯНА СИСТЕМА І ПОКРІВЛЯ
При виборі типу покрівлі автоматично буде враховуватися середній вага кроквяної системи з латами.
Одночасно до ваги даху буде додано орієнтовне значення снігового навантаження, в залежності від регіону будівництва і крутизни схилів
Загальна площа покрівлі, м2
Тип покрівлі
— листова сталь, профнастил, металочерепиця
— м’яка полімер-бітумна покрівля в два шари
— абесто-цементний шифер
— керамічна черепиця
Вкажіть зону, згідно з картою-схемою
I
II
III
IV
V
VI
VII
Кут ухилу скатів покрівлі
— до 25 градусів
— від 26 до 59 градсов
— 60 градусів і крутіше
РОСТВЕРК
Якщо для обв’язки паль використовується дерев’яний брус, то його можна просто врахувати в площі стіни — великий помилки не буде.
Ростверк з металопрокату або залізобетону краще прийняти в розрахунок додатково
Довжина ростверку (враховуючи зовнішній периметр і внутрішні перемички), метрів
Матеріал ростверку:

— швелер №30

— двотаврова балка №20

— монолітна залізобетонна стрічка 300х200 мм

Кількість гвинтових паль

Отже, за результатами проведення обох розрахунків у нас є два значення – несуча здатність однієї палі (з експлуатаційним запасом) і загальне навантаження, яка буде від будівлі передаватися фундаменту. Очевидно, що просте розподіл навантаження на несучу здатність покаже потрібну кількість паль. Наприклад, перший калькулятор оцінив допустиме навантаження на палю СВС-108, з урахуванням поправочного коефіцієнта надійності 4.3 тонни. А другий калькулятор показав сумарне значення навантаження від планованого до зведення будівлі – 63,5 тонни.

Проста арифметична дія дає потрібний результат:

63,5 / 4,3 = 14,77

Значення завжди округлюється до цілого в більшу сторону, тобто отримуємо 15 паль.

Треба сказати, що це число є мінімальним і цілком може виявитися ще не остаточним, так як далі у свої права вступають нормативи з розстановки пальових опор.

Розстановка паль підкоряється певним правилам, так що їх розрахункова кількість іноді може і зрости

  • Для каркасних, колод і брусових будинків палі встановлюються з кроком не більше 3000 мм.
  • Для будинків, збудованих з пінобетонних, шлакобетонних і газобетонних блоків, крок установки опор становить не більше 2000 мм.
  • При зведенні огорож з легких будівельних матеріалів відстань може бути 3000÷3500 мм При будівництві парканів з профнастилу або деревини, крок повинен становити 2500÷3000 мм, в залежності від вітрового навантаження.

При визначенні місць встановлення гвинтових паль на плані будівлі, потрібно враховувати наступні норми:

  • В обов’язковому порядку палі встановлюються по кутах будівлі, а також на точках перетинання або примикання несучих стін.
  • Під усіма внутрішніми і зовнішніми капітальними стінами палі встановлюються з однаковим кроком, який вибирається в залежності від матеріалу стін та особливостей споруди.
  • Для прибудов, терас, що примикають до будинку сараїв та інших подібних легких споруд пальове поле завжди розраховується окремо і ніяк не прив’язується до фундаменту будинку. До речі, для таких прибудов цілком можна застосувати опори меншого діаметра – буде суттєва економія.
  • Інший підхід – до великоваговим об’єктам, розташованим всередині хати (піч, котел тощо). Зазвичай в таких точках потрібно посилення як мінімум двома додатковими палями, або ж створення окремого міні-фундаменту, не пов’язаного з основним і планованого на підставі окремо поведених розрахунків.

Так що не виключено варіант, коли буде потрібно установка додаткових опор сврех розрахункового кількості, але від цього загальна несуча здатність фундаменту – тільки виграє. А ось занижувати кількість, навіть якщо при розстановці на плані воно здається надмірною – ніяк не можна.

На закінчення необхідно ще раз підкреслити, що виконання всіх остаточних розрахунків, а також зведення пальово-гвинтового фундаменту, особливо для подальшого будівництва повноцінного житлового будинку, рекомендується доручити перевіреної компетентною у таких питаннях організації, яка може дати гарантію якості своєї роботи. Ніколи не варто звертатися до незнайомих будівельним бригадам, нехай навіть до тих, які позиціонують себе суперпрофесіоналами. Економія в цьому випадку вийде вельми сумнівною, і не виключено, що через деякий час проявиться гостра необхідність викликати вже справжніх фахівців для виправлення допущених помилок. А ось тоді доведеться викласти дуже пристойну суму, так як дуже часто доводиться виправляти не тільки «косяки» фундаменту, але і виникли деформації на самій будівлі.

«Наочним тезою» на користь сказаного в останньому абзаці може послужити пропонований нижче відеосюжет:

Відео: Недоліки пальово-гвинтових фундаментів, яких могло не бути