Гвинтова паля для будівництва фундаментів будинків, альтанок, гаражів, парканів

Фундаменти, побудовані із застосуванням гвинтових паль, є надійною основою при будівництві дерев'яних будинків і не тільки. Гвинтова паля є трубою з загостреним кінцем і навареними гвинтовими лопатями з певним діаметром і кроком. Діаметр основної лопаті, крок гвинта та діаметр несучої труби визначаться в залежності від призначення палі.
Існує два способи завінчування гвинтових паль: механічний та ручний.

Про надійність застосування гвинтових паль говорить те, що ось уже понад 200 років вони використовуються у будівництві по всьому світу.

Переваги фундаментів на гвинтових палях:

- будівництво таких фундаментів менш трудомістке, не вимагає застосування будівельної техніки;
- такі фундаменти можуть зводитися на обводнених та торф'яних ґрунтах;
- економічно доцільне зведення таких фундаментів на схилах та ділянках з нерівним рельєфом;
- до фундаменту, побудованого на гвинтових палях досить просто споруджувати додаткові прибудови;
- гвинтові палі встановлюються нижче за рівень промерзання грунту, тому на них практично не діє сила морозного пучення;
- палі можна використовувати для тимчасових споруд, при необхідності вони викручуються та використовуються ще раз.

Розрахунок фундаменту на гвинтових палях

Головний фактор, який впливає на розрахунок фундаментів – це вага будинку, що ґрунтується на багатьох складових.
Вага снігового покриву:
- для середньої смуги України визначається за навантаженням у .............100 кг/м2;.(при гострому даху навантаження від снігу не враховується)
Навантаження від елементів даху (крокви, решетування, покрівля):
- для покрівлі з листової сталі ...................20-30 кг/м2;
- руберойдове покриття ...............................30-50 кг/м2;
- азбоцементні листи ................................40-50 кг/м2;
- черепиця гончарна ....................................60-80 кг/м2.
Навантаження від перекриттів:
визначається матеріалом самих перекриттів та щільністю використовуваного утеплювача або шару звукозахисту.
З деяким запасом запропонуємо розрахункове навантаження від 1 кв. м перекриття при прольоті 6 метрів:
- горищне по дерев'яних балках із щільністю утеплювача 200 кг/м3....................70 - 100 кг/м2;
- горищне по дерев'яних балках із щільністю утеплювача 500 кг/м3 ..................150 - 200 кг/м2;
- цокольне по дерев'яних балках із щільністю утеплювача 200 кг/м3.................. 100 - 150 кг/м2;
- цокольне по дерев'яних балках із щільністю утеплювача 500 кг/м3.................. 200 - 300 кг/м2;

Коли ви розраховуватимете тиск перекриттів на стіни, зверніть увагу, що їх навантаження (як і загальне експлуатаційне навантаження) буде рівномірно розподілятися між несучими стінами, які є основою для балок перекриттів. Експлуатаційне навантаження (меблі, обладнання...):
Умовно приймається рівномірний розподіл навантаження по всій площі перекриттів:
- для цокольного та міжповерхового перекриття ............ 210 кг/м2;
- для горищного перекриття .......................................... 105 кг/м2;
Вага від стін:
Розраховується окремо для кожної споруди. Він залежить переважно від ваги будівельних та оздоблювальних матеріалів, які використовуються при будівництві будівлі. Якщо ви збираєтеся в майбутньому, вже після завершення будівництва, виконувати інші роботи (наприклад, перепланування або збільшення поверховості будинку), це також варто врахувати.
Несуча здатність опор визначається типом ґрунту
Несучу здатність однієї гвинтової палі ви можете подивитися в таблиці нижче – вона розрахована на основі діаметра опорної поверхні палі та міцності ґрунту. Нормальна вологість глини дорівнює твердому її стану. Граничне насичення глини водою має на увазі її високу пластичність - але такі випадки трапляються вкрай рідко. Рекомендується при розрахунку фундаменту як несучу здатність грунту брати за основу його середню величину.

Для більшої простоти розрахунку гвинтових паль наведемо невеликий приклад:
Визначимо розбивку пальового фундаменту для двоповерхового будинку 6x8 метрів із внутрішньою силовою стіною та пологим дахом. Будівництво виконується на глинистому, тугопластичному ґрунті (несуча здатність ґрунту приймається - 4,5 кг/см2)
Вихідні дані:
Площа покрівлі............................................................... 50 м2;
Площа горищного перекриття....................................... 50 м2;
Загальна площа перекриттів 1 та 2 поверхи становить......................100 м2;
Площа зовнішніх стін................................................ 160 м2;
Площа внутрішніх силових стін..................................... 50 м2;
Загальний периметр фундаменту............................................34 м2;
Разом (Питому вагу стінових та покрівельних матеріалів можна легко знайти в інтернеті):
Вага покрівлі з азбоцементними листами (50 кг/м2)...........2,5 т
Вага горищного перекриття (70 кг/м2)..................................3,5 т
Вага перекриттів 1 та 2 поверхи (100 кг/м2)................................10 т
Вага зовнішніх стін (100 кг/м2)....................................................16 т
Вага внутрішніх стін (100 кг/м2).................................................5 т
Вага фундаменту (ростверк та палі 85 кг/пог. м)......................3 т
Вага корисного навантаження (люди, обладнання, меблі)....26 т
Вага снігового покриву (100 кг/м2)............................................5 т
Загальна вага будинку........................................................................71 т
Для визначення розрахункового навантаження збільшимо загальну вагу на 30%,
Вважаємо, що вага будинку становить: 92,3 т.,виходячи з того, що внутрішня стіна завантажена перекриттями з двох сторін, то приймаємо крок гвинтових паль під внутрішньою стіною на 30% частіше, ніж під зовнішньою.
Одна гвинтова паля за несучою здатністю ґрунту витримує 4,65 т.
Таким чином, необхідно 20 гвинтових паль.
Несуча здатність гвинтових паль.


Пластичність для глини

Розрахунковий
опір
ґрунту
(кг/см2)

Несуча здатність гвинтової палі 89×300 (т)
при глибині залягання ґвинтом (м)
1,5 м 2,0 м 2,5 м 3,0 м
Глина Напівтверда 6 4,7 5,4 6 6,7
Тугопластична 5 4,2 4,9 5,6 6,3
М'якопластична 4 3,7 4,4 5 5,8
Супіски та
суглинки
Напівтверда 5,5 4,4 5,1 5,8 6,5
Тугопластична 4,5 3,9 4,6 5,3 5
М'якопластична 3,5 3,5 4,2 4,8 5,5
Лес М'якопластична 1 2,2 2,9 3,6 4,3
Піски Середні 15 9 9,7 10,4 11,1
Дрібні 8 5,6 6,3 7 7,7
Пилуваті 5 4,2 4,9 5,6 6,3

При розрахунку кількості гвинтових паль, рекомендується додатково збільшити розрахункове навантаження на 25-30%, щоб створити запас міцності і компенсувати можливі неточності у вихідних даних. Крім того, для внутрішніх несучих стін, які навантажені балками перекриттів з обох боків, рекомендується зменшити крок паль на 20-30% в порівнянні з зовнішніми стінами.

Розрахунок навантажень на гвинтові палі

Діаметр стовбура та товщина стінки стовбура, мм
Площа перерізу стовбура, см2
Гнучкість стовбура гвинтової палі
Коефіцієнт поздовжнього вигину, у
Допустиме навантаження на розтяг КГС
Допустиме навантаження на стиск КГС
Допустимий крутний момент КГС*м
57*3,5
5.88
400/1,9=210
0.147
13524
1988
300
89*4
10.68
400/3.01=133
0.349
24564
8573
700
114*4.5
15.48
400/3.88=103
0.523
35604
18621
1300
168*8
40.21
400/5.66=71
0.747
92483
69085
4500
219*6
40.15
400/7.53=53
0.838
92345
77385
9800
219*8
53.03
400/7.47=54
0.833
121969
101600
9800
325*8
98.96
400/11.13=36
0.909
227608
206896
35000