Несущая способность свай – величина, обозначающая какую максимальную нагрузку конструкция способна выдерживать без повреждений, деформаций и потери функциональных характеристик. Для обеспечения стабильности, надежности и безопасности здания или сооружения перед установкой свай необходимо правильно рассчитать наивысшие допустимые нагрузки.

Расчет винтовой сваи по несущей способности – важный критерий для безошибочного выбора опорных конструкций для устройства фундамента. С учетом данного параметра для каждого объекта индивидуально определяется длина и количество опорных столбов.

Что такое несущая способность сваи? Это вес, который выдерживает опора при пучении грунта под его острием. Именно по результатам расчетов можно установить какого диаметра сваи устанавливать в конкретном случае и с каким промежуточным шагом их размещать.

Если не провести расчет, то риски проблем с фундаментом максимальны. Вследствие неправильного подбора свай фундамент начнет проседать и деформироваться, вся строительная конструкция начнет разрушаться.

Максимальная нагрузка, которую сможет выдерживать винтовая свая зависит от нескольких параметров.

Тип и характеристики грунтов

От плотности, просадочности, глубины промерзания почвы напрямую зависит значение допустимого давления на опору. Чем тяжелее и плотнее грунтовое основание, тем большую нагрузку конструкция способна выдерживать. Особенно эффективны свайные винтовые конструкции для установки на участках с вечномерзлыми, талыми, сезоннопромерзающими грунтами. Устанавливать их нужно ниже точки промерзания. В случае установки опор на почвах с невысокими несущими свойствами использовать необходимо широколопастные сваи, которые отлично справляются с внешними нагрузками и воздействиями.

Длина и диаметр свай

Нагрузки лучше распределяются при большей контактной площади между сваей и окружающим ее грунтом. Соответственно опоры большего диаметра обладают более высокой несущей способностью. Показатель зависит также от длины – чем длиннее конструкция, тем глубже ее можно погрузить в землю, при глубокой закладке конструкция будет более устойчивой и надежной.

Глубина установки

Для определения глубины закладки свай учитывать нужно климатические особенности участка и характеристики грунта. Вкручивать столбы необходимо до уровня, расположенного ниже точки промерзания земли. В противном случае несущая способность сваи будет недостаточной.

Расчет винтовой сваи по несущей способности производить следует с учетом всех исходящих от здания горизонтальных и вертикальных нагрузок, в том числе динамических и статических.

Для получения значения предстоящих нагрузок необходимо рассчитать массу строительного объекта вместе с присутствующем в нем техническим оборудованием и мебелью. Обязательно учесть нужно нагрузки от давления на здание ветра и накапливающегося на кровле снега. Только при наличии всех показателей можно с точностью рассчитать какими несущими качествами обладает винтовая свая.

Полный расчет винтовой сваи по несущей способности начинается с определения прочностных характеристик грунтов на участке и вычисления площади лепестковой подошвы опорного столба (S_n).

Имея данные значения, можно рассчитать какую нагрузку свая сможет выдерживать, используя формулу:

N = (S_n х R_o) ÷ уk, где
N – наивысшая нагрузка в кг/см², оказываемая на основание;
S_n – площадь в см² подошвы опорного винта;
R_o – показатель сопротивления почвы, измеряется в кг/см²;
уk – коэффициент надежности.
Коэффициент «уk» – стабильное значение, зависит от количества устанавливаемых свай.

В зависимости от типа грунтов, вида и геометрии опорных элементов расчет винтовой сваи по несущей способности имеет специфические особенности.
Чтобы определить на застраиваемой площадке прочностные характеристики почвы необходимо провести геологические изыскания. По результатам исследований помимо прочности определяются плотность, влагонасыщенность почвы и выдерживаемые нагрузки.

Методом теоретических вычислений осуществляется предварительный расчет несущей способности. Для получения более точных данных проводятся полевые испытания:

• пробные статические нагрузки – через 2-3 дня после закладки сваи в грунт на нее подается статическая нагрузка с применением ступенчатого домкрата. Далее нужно измерить степень усадки после силового давления;
• динамические нагрузки – определяются одновременно со статическими. С помощью дизель-молотка на столб подается ударная нагрузка, устанавливается показатель усадки от ударов;
• зондирование – на сваю перед погружением устанавливают датчик, который помогает установить параметры сопротивления грунта и рассчитать несущую способность с учетом характеристик почвы.

После полевых испытаний полученные при теоретическом методе результаты корректируются.
Подбирая сваи для фундамента важно правильно подобрать типоразмер. Например, для щитовых и каркасных сооружений достаточно установить столбы с диаметром около 100 мм, для строительства малоэтажных кирпичных потребуются сваи с большим сечением.

Для выбора свай при проектировании свайного фундамента можно воспользоваться готовыми таблицами.

Расчет винтовой сваи по несущей способности важен и необходим при возведении свайного фундамента. Правильные расчеты обеспечат надежность, долговечность и безопасность здания или сооружения. Чтобы исключить ошибки лучшим решением будет доверить выполнение расчетов и выбор подходящих свай профессионалам.