Свайно-винтовой фундамент: проектирование и расчёт по СП 50-102-2003

Исходные данные для проектирования

Проект свайно-винтового фундамента должен основываться на результатах инженерно-геологических изысканий. В соответствии с СП 50-102-2003 необходимо учитывать характеристики грунтов, уровень грунтовых вод, возможные просадочные или набухающие слои. ГОСТ 5686-2020 предписывает проведение полевых испытаний статическими нагрузками для уточнения расчетных параметров. На основании этих данных назначаются длина и диаметр винтовых свай.

Классификация и размеры свай

В проектировании используются винтовые сваи по ГОСТ Р 59106-2020. Основные размеры включают:

• 57x1500x3 мм, 57x2000x3 мм, 57x2500x3 мм, 57x3000x3 мм, 57x3500x3 мм, 57x4000x3 мм, 57x4500x3 мм;
• 76x1500x3 мм, 76x2000x3 мм, 76x2500x3 мм, 76x3000x3 мм, 76x3500x3 мм, 76x4000x3 мм, 76x4500x3 мм;
• 89x1500x3.5 мм, 89x2000x3.5 мм, 89x2500x3.5 мм, 89x3000x3.5 мм, 89x3500x3.5 мм, 89x4000x3.5 мм, 89x4500x3.5 мм, а также облегчённые 89x1500x3 мм – 89x4500x3 мм;
• 108x1500x4 мм, 108x2000x4 мм, 108x2500x4 мм, 108x3000x4 мм, 108x3500x4 мм, 108x4000x4 мм, 108x4500x4 мм и облегчённые 108x1500x3.5 мм – 108x4500x3.5 мм;
• 133x1500x4 мм, 133x2000x4 мм, 133x2500x4 мм, 133x3000x4 мм, 133x3500x4 мм, 133x4000x4 мм, 133x4500x4 мм.

Такой ряд позволяет подобрать сечение сваи под расчетные нагрузки от 0.5 т до 10 т на одну сваю.

Расчёт по несущей способности

СП 50-102-2003 требует определять несущую способность свай двумя методами: по результатам статических испытаний (ГОСТ 5686-2020) и расчетом. Для винтовых свай учитываются сопротивление грунта под лопастью и силы трения на боковой поверхности ствола. При длине 2500–3000 мм для диаметров 108 мм и 133 мм обычно принимается несущая способность в диапазоне 3–8 т, уточняемая испытаниями на объекте.

Вертикальные нагрузки

Основной расчёт ведется на восприятие вертикальных нагрузок от здания. Для каркасных домов применяются сваи 89x3000x3.5 мм или 108x3000x4 мм, для кирпичных зданий – 133x4000x4 мм.

Горизонтальные нагрузки и моменты

СП 50-102-2003 предписывает учитывать боковое давление грунта и ветровые усилия. Для этого назначается глубина заглубления не менее 1.5 м. Для террас и пристроек на сваях 76x2500x3 мм дополнительно учитывается момент от неравномерной осадки.

Расчёт по деформациям

По второй группе предельных состояний определяется осадка поля свай. СП 24.13330.2011 указывает, что совместная работа свай и грунта должна обеспечивать допустимую осадку не более 2–4 см для малоэтажных зданий. Для свай 108x4000x4 мм в глинах расчетная осадка обычно составляет 1.5–2 см.

Схемы расположения свай

Свайно-винтовой фундамент проектируется в виде кустов или рядов. Расстояние между сваями принимается не менее 3 диаметров ствола. Для дома 6х6 м достаточно 16 свай 108x3000x4 мм с шагом 2 м. Для веранды 3х6 м применяют 8 свай 76x2500x3 мм.

Инженерные изыскания и испытания

ГОСТ 5686-2020 обязывает проводить статические испытания эталонными сваями. Вдавливающие и выдергивающие нагрузки позволяют проверить правильность расчетных данных. Для объектов I уровня ответственности испытания обязательны для каждого типоразмера свай. Результаты фиксируются в журнале полевых испытаний.

Материалы и конструкция

Винтовые сваи изготавливаются по ГОСТ Р 59106-2020 из стали, соответствующей ГОСТ 1050 и ГОСТ 19281. Толщина стенки 3–4 мм выбирается в зависимости от расчетной нагрузки и агрессивности среды. Сварка лопасти к стволу выполняется по ГОСТ 5264. Защитные покрытия назначаются по ГОСТ 9.401 и ГОСТ 9.032. В агрессивных грунтах требуется цинкование или многослойные покрытия.

Контроль качества

СП 50-102-2003 требует контроль сварных соединений, геометрии и антикоррозионной защиты. Методы контроля включают визуальный осмотр, измерения по ГОСТ 166 и ГОСТ 7502, ультразвуковую проверку сварных швов, испытания металла по ГОСТ 25.503. При производстве каждая партия сопровождается паспортом с указанием размеров, марки стали, толщины покрытия и результатов испытаний.

Применение по типам сооружений

• 57 мм – заборы, малые хозяйственные постройки;
• 76 мм – веранды, террасы, легкие каркасные пристройки;
• 89 мм – бани, бытовки, каркасные дома до 2 этажей;
• 108 мм – жилые дома из бруса, газобетона, пеноблока;
• 133 мм – кирпичные дома, пирсы, промышленные объекты.

Заключение

Проектирование свайно-винтового фундамента по СП 50-102-2003 основывается на расчетах несущей способности и деформаций, подтвержденных испытаниями по ГОСТ 5686-2020. Применение свай по ГОСТ Р 59106-2020 с размерами от 57x1500x3 мм до 133x4500x4 мм обеспечивает соответствие нормативам и надежность фундаментов в любых грунтовых условиях. Комплексное соблюдение СП 50-101-2004, СП 24.13330.2011 и ГОСТ 19804-2012 гарантирует долговечность и безопасность оснований для малоэтажного и промышленного строительства.