Влаштування монолітної плити на гвинтових палях

При будівництві невеликого приватного будинку на проблемних підставах складність полягає у виборі відповідного типу фундаменту. На таких грунтах можливе застосування гвинтових палях і такої конструкції, як «плаваюча» плита.

Монолітна плита на палях являє конструкцію, де елементом зєднання (ростверком) є не балка, а суцільна армована бетонна плита.

До свайно подібних конструкцій можна віднести і стовпчикові фундаменти.

Про гвинтових палях детально

Промисловість освоїла випуск гвинтових паль двох видів. В одному варіанті подобу гвинтової різьби в кінці палі створюють шляхом приварювання листового металу, в іншому - палі відливаються в спеціальних формах, гвинт створюється як єдине ціле. Такі гвинти набагато міцніше і практично не мають експлуатаційних обмежень.

Ці вироби мають антикорозійне покриття, яке не поступається покриттям, застосовуваним для підводних частин кораблів. Палі з привареними гвинтами в основному використовують в приватному житловому будівництві.

На зображенні 1 показані такі палі. Отвір у верхній частині стовбура використовують для створення важеля обертання. При необхідності стовбур можна подовжити шляхом зварювання з трубою рівного діаметра, але обовязково через посилення з внутрішньої сторони. При цьому нижню трубу необхідно обрізати нижче отвори приблизно на 20 см. Зварювальний шов добре зачищають і покривають захисним шаром.

На зображенні 2 показана паля з готовим оголовком для ростверку. Для її обертання доведеться створити нескладну конструкцію, яку закріплюють болтами на оголовке.

Проходячи в щільному грунті, паля його не руйнує, а ще сильніше ущільнює. Це означає, що опірність грунту зовнішніх навантажень за рахунок сил тертя зростає, що особливо важливо для висячих паль, які не досягають щільного грунту. Такі стрижні сприймають навантаження від будівлі тільки за рахунок сил тертя між стовбуром і ущільненим грунтом. Бажано, щоб таких паль не було.

По надійності і довговічності фундаменти на гвинтових палях не поступаються іншим типам фундаментів, а за деякими показниками і перевершують багато з них. Ось цілком очевидні переваги гвинтових паль:

1. Вворачивая палі на різну глибину, можна повністю відмовитися від вирівнювання території;
2. Довколишні споруди і підземні комунікації не є перешкодою для застосування;
3. Ручне закручування і експлуатація паль абсолютно безпечні, так як їх поверхня не ребриста;
4. Навіть самостійно встановити палі можна досить швидко;
5. Відповідно до вимоги ГОСТ 25100-95 навантаження на одну палю повинна бути не менше 4 т (не плутати з допустимої навантаженням на підставу). Зазвичай же вона дорівнює приблизно 5 т;
6. установку паль можна виконувати в будь-який час року і в будь-які грунти (крім скельних підстав).

Особливості свайно подібного фундаменту

Для будинків з дерева або піноблоку (якщо вага будови невеликий) застосовують палі діаметром 108 мм, для більш важких будівель - палі діаметром 133 мм. Діаметр гвинтовий лопаті в 1,25 раз більше. Несуча спроможність становить в середньому 6,5 т (для d = 108 мм) і 9,5 т (для d = 133 мм). Ці навантаження відповідають глибині вворачивания в тугопластічних грунти на глибину 1,7-1,8 м. Такими грунтами можуть бути глини і суглинки.

Палі можна підібрати практично для будь-якої глибини. ось існуючі розміри гвинтових паль в см: 165, 180, 200, 250, 300 і далі через 50 см до 11 м. закручування виробляють за годинниковою стрілкою до упору (або до деформації отвори для важеля).

Щоб заздалегідь визначитися з довжиною, доцільно виконати контрольне буріння в декількох місцях поблизу периметра фундаменту і для виключення висячих паль, можливо, доведеться купувати їх різної довжини. У будь-якому випадку глибина закручування повинна перевищувати глибину промерзання грунту приблизно на 20 см.

Кількість опор визначають по несучої здатності основи і вагою споруди (при цьому навантаження від опор, як фундаментна, не враховується). Перевіряють виконання умови, при якому несуча здатність грунту витримує навантаження від споруди.

Для забивних свайно подібних конструкцій ця умова визначається нерівністю

Q Q_u, (1),

де Q - навантаження від всієї споруди, що передається на грунт палями (кг) - ростверк обовязково враховується як фундаментна навантаження-
Q_u - протидіюча сила підстави (кг).

Для визначення Q_u необхідно знати несучу здатність підстави (грунту) і площа поперечного перерізу опори. Наприклад, щільна суха глина має несучу здатність [ ] = 6 кг / см². Така ж глина, але волога має [ ] = 4 кг / см². Такий же грунт, але середньої щільності має [ ] = 2,5 кг / см² (Сухий) і [ ] = 1 кг / см² (Вологий). Для того щоб зрозуміти про що йде мова, зробимо розрахунок.

Нехай поперечний переріз забивний палі одно S_св= 20 20 = 400 см². Тоді навантаження, яку витримає грунт (щільна суха глина) під палею буде дорівнює

Q_u= [ ] · S_св= 6 · 400 = 2400 кг = 2,4 т.

Якщо вага будови Q = 50 т, то, припускаючи, що він буде розподілений рівномірно, потрібно 21 опора. На відміну від стрічкового фундамент палі не завжди передає навантаження на основу рівномірно.

Набагато складніше врахувати несучу здатність грунту для гвинтової палі, так як для неї необхідно враховувати і опір сил тертя [ ].

Пристрій пальового фундаменту

Окрема паля (тільки не гвинтова) може бути фундаментом колони. Безліч паль під спорудою необхідно обєднувати або балками, або суцільний плитою. Такі обєднуючі елементи називають ростверком. Його розташування щодо грунту дано на зображенні 3.

Ростверк можна розмістити в грунті, на грунті (низьке розташування) або на деякій висоті над грунтом (високе розміщення). При низькому розміщенні необхідно спочатку розпланувати території, а для розміщення оголовка в грунті, ще й вирити відповідної глибини траншею. Для високого розміщення досить тільки видалити верхній родючий шар, а горизонтальну площину визначати щодо найвищої точки на будівельному майданчику.

Після закручування всіх паль їх обрізають на заданій висоті з використанням шлангового рівня, і всередину стовбура заливають бетон класу не нижче В25. Обрізати необхідно так, щоб були видалені отвори, через які відбувалося їх закручування. Виконання цієї умови необхідно передбачити ще при розрахунку необхідної довжини паль з урахуванням глибини їх закручування.

Якщо паля вже має готовий оголовок, як на зображенні 2, то виставити рівень доведеться в два прийоми. Це обумовлено тим, що вирощують палю за годинниковою стрілкою (витягувати) для регулювання висоти ні в якому разі не можна. Тому спочатку необхідний рівень трохи завищують, а вже потім, визначивши найнижчу палю, обертаючи тільки за годинниковою стрілкою, за рівнем виставляють всі інші. Після цього заливають бетоном. У палі закладають арматуру для звязку з ростверком.

Якщо ростверк виготовляють у вигляді балок, то їх можна застосовувати при будь-якому розміщенні гвинтових паль. Балки можуть бути деревяними, металевими або монолітними залізобетонними. Балки встановлюють по периметру і по палях, укрученим під несучі внутрішні перегородки. Їх армування необхідно посилювати: в нижній частині балок між палями і в верхній частині, над палями. Ростверк-плита підійде і для високо розміщених паль. Така плита може бути размешена і на рівні грунту. У цьому варіанті балки будуть своєрідними опалубки для заливки плити.

Фундамент на палях з ростверком плитою

Ростверк-плита розташований безпосередньо на грунті по влаштуванню це аналог плитного фундаменту, який будують на слабких грунтах. Такий плитний варіант іноді справедливо називають плаваючим: плита має гарне армування і настільки жорстка, що вона не руйнується від нерівномірних осад грунту, а коливається разом з ним. Тим більше осідання грунту не робить ніякого впливу на плитний масив, так як армування виключає зміщення між грунтом і будівництвом, і, отже, не виникає тріщин в конструкції споруди.

Але плитний ростверк на палях ніяк плаваючим не назвеш. Навпаки, його конструкція жорстко повязана з палями, і ще невідомо, чи не буде вона руйнуватися, якщо на будь-яку палю подіють виштовхують сили. В цьому випадку ніяке армування не допоможе. Перевагою такого ростверку є використання поверхні грунту в якості опалубки.

правильно розраховане армування монолітного фундаменту дозволяє витримувати навантаження багатоповерхових будівель навіть на слабких, вологих ґрунтах, на ділянках з високим рівнем залягання грунтових вод. Щоб нерівномірність промерзання грунту, в результаті якої різниця в осіданні ґрунту може досягати 10 см, що не позначалася на плиті, її необхідно армувати високоякісної арматурою.

На зображенні 4 представлений варіант такої плити, що знаходиться в процесі виготовлення. Так само буде виглядати монолітна конструкція ростверку, але її товщина буде значно менше. Для ростверку досить товщини 15 см і армування металевими прутами з діаметром від 10 до 16 мм. Перед заливанням бетону необхідно прокласти шар піску і гравію.

Зазвичай високий ростверк роблять на відстані 10-15 см від землі. На зображенні 5 показаний ростверк, виконаний на високо стоять палях. Для них доведеться робити спеціальну опалубку знизу. З боків опалубкою є залізобетонні балки, тобто звичайні ростверки, виконувані по периметру і під несучими внутрішніми перегородками.

Ростверк, що виготовляється у вигляді плити, не виключає монтажу звичайної монолітної плити по периметру споруди і по палях під несучими внутрішніми перемичками. Ця балка необхідна: без неї зводити стіни не можна. Тому монолітна плита замінює звичайні плити перекриття, установка яких ускладнюється через відсутність достатнього місця на ростверку після установки на ньому стін.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!