Расчет количества винтовых свай для фундамента

Расчет свайного фундамента

Расчет свайно-винтового фундамента

Самая главная задача при строительстве промышленных объектов, жилых домов, хозяйственных сооружений — это обеспечение устойчивости конструкции и увеличение срока ее безопасной эксплуатации. При выборе типа основания в расчет принимают назначение сооружения, его площадь, этажность, материал стен, тип почвы, особенности рельефа участка застройки.

Чаще всего в качестве основы для коттеджей, дач, гостевых домиков, бань, хозяйственных построек, заборов используют винтовые сваи. Такой фундамент стоит недорого, быстро монтируется. На участках с проблемным грунтом, склонами или перепадами по высоте установка винтовых свай является единственной возможностью для строительства. Чтобы подобрать опоры с нужным диаметром и длиной проводят расчет свайного фундамента.

Порядок проведения расчетов

Проектирование позволяет обеспечить дому прочное основание с достаточной несущей способностью, избежать перерасхода материалов в процессе строительства. Расчет винтовых свай для фундамента выполняется в определенном порядке и включает в себя:

1. проведение геологической экспертизы, лидерное бурение;
2. определение нагрузок на почву, фундамент;
3. расчет всех показателей;
4. разработку чертежей;
5. составление смет.

Изучение характеристик грунта

Для проведения инженерно-геологических изысканий и лабораторного исследования почвы выполняется пробное бурение скважин, выемка образцов почвы. Глубина бурения и количество шурфов зависят от характеристик объекта, типа ландшафта. Как правило, скважины делают глубиной на 0,5 м ниже уровня промерзания почвы. Такой подход позволяет оценить плотность несущего слоя, его толщину. Если участок имеет перепады по высоте, то одну из проб делают на самой низкой точке рельефа.

В лабораторных условиях определяется водонасыщенность грунта. Болотистые или глинистые почвы, которые удерживают влагу, имеют более низкую несущую способность. В толще грунта может располагаться небольшой проблемный участок с четко очерченными границами. Тогда элементы фундамента располагают таким образом, чтобы обойти его, не изменяя при этом контуров свайного поля.

Сбор нагрузок

Расчет количества свай для фундамента начинается с вычисления нагрузки, которую оказывают на опоры и почву элементы здания — стены, перекрытия, стропильная система, кровля. В расчет принимается собственный вес фундамента, ветровая и снеговая нагрузка, силы морозного пучения. Для расчета веса каркасного дома можно использовать данные из таблицы ниже.

Таблица 1. Вес материалов и конструкций каркасного дома.

Конструктивные элементы, кг/м 2

Стены, утепленные минватой толщиной 100-150 мм

Межкомнатные перегородки (гипсокартон, брус)

Перегородки со звукоизоляцией (гипсокартон, брус, утеплитель)

Чердачное перекрытие по балкам, с обрешеткой и утеплителем

Кровельный пирог (кровельные материалы, обрешетка, гидроизоляция, контробрешетка, утеплитель, стропила), кг/м 2

с керамической черепицей

с битумной черепицей

Вес одной двухлопастной сваи длиной 2,5 м, кг

Временные нагрузки, кг/м 2

полезная (мебель, бытовая техника, сантехника)

снеговая и ветровая

Из таблицы СНиП «Нагрузки и воздействия» с учетом климатического района

Снеговая и ветровая нагрузки рассчитываются с учетом типа крыши, угла наклона скатов. Если угол превышает значение 60 градусов, снеговая нагрузка уменьшается, но увеличивается ветровая. Приведенные в таблице значения являются справочными, для получения расчетных показателей цифры умножают на коэффициент надежности для каждого вида конструкций.

Таблица 2. Коэффициент надежности.

Теплоизоляция, засыпка, бетонная стяжка

изготовленная на стройплощадке

Диаметр и длина винтовых свай

Диаметр и длина свайно-винтовых конструкций подбираются отдельно для каждого типа сооружения. Варианты применения винтовых свай:

• Опоры диаметром 76 мм используют для фундаментов легких сооружений — беседок, террас, веранд, навесов.
• Сваи с толщиной ствола 89 мм применяются при строительстве небольших гостевых домиков, бань, хозблоков.
• Винтовые стержни диаметром 108 мм подойдут для постройки дачного дома из бруса.
• На фундаменте из стержней диаметром 133 мм строят коттеджи из поризованного бетона — газоблока, пеноблока.
• Усиленные винтовые конструкции диаметром 102 мм применяют в качестве опор свайно-ростверкового фундамента под кирпичные дома.

Для строительства дома на участке с устойчивым стабильным грунтом используют винтовые сваи длиной 2,5 м. Если на пятне застройки есть перепады по высоте, то длину стержней увеличивают. Максимальная длина свайных стержней 12 метров, при необходимости их удлиняют через сварные муфты.

Глубину ввинчивания опор определяют путем пробного или лидерного бурения. Лопасти свай должны пройти верхние слои почвы и зафиксироваться в плотных несущих пластах. Метод контрольного вкручивания состоит в следующем. На верхней части ствола каждого стержня имеются монтажные отверстия. В них заводят рычаг и закручивают опору, сочетая завинчивание с давящей нагрузкой. В процессе заглубления опоры постоянно контролируется ее вертикальность при помощи пузырькового строительного уровня. После того, как наконечник сваи погрузился ниже уровня промерзания почвы и резко увеличилось усилие затяжки работу прекращают.

Этим способом определяется глубина залегания плотных слоев и длина свай. В зависимости от сложности рельефа при расчете длины опор предусматривают запас от 0,2 до 0,5. После монтажа всех элементов, формирующих свайное поле, стержни выравнивают в один уровень при помощи лазерного уровня, излишки обрезают болгаркой.

Правила расчета винтовых свай для фундамента

Низкая себестоимость винтовых свай делает их весьма привлекательными для устройства фундаментов под индивидуальные постройки.

Однако многие застройщики сталкиваются с проблемой подбора оптимальных параметров опор, их необходимом количестве. В этом вопросе единых рекомендаций не существует: каждый участок имеет свои геологические особенности, да и строительные материалы используются разные – от дерева до пенобетона.

Чтобы избежать ошибок и не подвергать постройку риску разрушения, необходимо произвести расчет винтовых свай для фундамента.

Цель расчета

Целью расчета винтовых свай является определение их несущей способности.

Данный параметр зависит от двух основных составляющих:

• несущей способности грунта;
• площади лепестка (винтовой спирали) сваи.

Остальные параметры сваи на несущую способность фундамента оказывают настолько малое влияние, что ими можно пренебречь.

Определение площади подошвы лепестка винтовой спирали

В процессе вкручивания винтовая часть сваи уплотняет грунт под поверхностью нижнего лепестка лопасти, увеличивая тем самым несущую способность последнего.

Площадь подошвы рассчитывается по всем известной формуле:

R – расстояние от самой крайней точки образующей (контура) лепестка до центра самой сваи.

Несущая способность грунта

Несущую способность грунта рассчитать могут только специалисты, опирающиеся на геологические исследования строительной площадки. Для частных застройщиков достаточно знать состав грунтов и уметь пользоваться справочными таблицами.

В каждом населенном пункте старожилы обычно знают, на какой глубине расположен несущий слой грунта, и что он собой представляет. Вам остается лишь заглянуть в справочник и найти соответствующие характеристики.

Примерная таблица несущей способности грунтов:

Тип грунта		Расчетное сопротивление (кг/кв. см)
Глина	Полутвердая	6
	Тугопластичная	5
	Мягкопластичная	4
Суглинки и супеси	Полутвердая	5,5
	Тугопластичная	4,5
	Мягкопластичная	3,5

Подобные таблицы содержатся не только в строительных справочниках, но и в СНиПах.

Порядок расчета несущей способности винтовых свай

Определив площадь подошвы лепестка и несущую способность грунта, можно приступать к расчету несущей способности опоры. Для этого надо просто перемножить эти две величины.

Например, если площадь подошвы составила 706,5 кв. см (при диаметре 300 мм), а сопротивление грунта – 6 кг/кв. см, несущая способность сваи составит:

706,5 х 6 = 4200 кг

Однако вышеприведенный расчет не соответствует реальной картине по одной просто причине: в нем не учтен такой важный параметр, как запас прочности винтовой сваи.

Для получения более точного результата следует произведение площади лепестка и сопротивления грунта разделить на коэффициент запаса прочности.

Его значение зависит от количества свай, которые будут установлены в основание постройки и находится в диапазоне 1,4-1,75. При установке пяти свай коэффициент запаса равен 1,75, двадцати – 1,4. Промежуточные значения рассчитываются методом интерполяции.

Если опорная способность грунта определялась при помощи эталонной сваи, коэффициент запаса следует принимать равным 1,25. При полноценном исследовании с привлечением лабораторий он будет равен 1,2.

То есть несущая способность сваи с диаметром лопасти в 300 мм на глине с учетом коэффициента запаса составит 4200/1,2 = 3500 кг.

Расчет необходимого количества свай

Для расчета количества винтовых свай для фундамента требуется два параметра:

• несущая способность одной сваи;
• полная нагрузка на фундамент.

Необходимое количество опор равно частному от деления полной нагрузки на несущую способность одной сваи.

Как определяется несущая способность сваи, мы уже разобрали. Осталось подсчитать общую нагрузку. Для этого складываются веса абсолютно всех строительных материалов, которые будут использованы при строительстве. К полученному результату надо прибавить ветровую и снеговую нагрузки – это и будет полная нагрузка на несущее основание.

Поскольку расчетная часть строительства проводится до начала строительства, необходимо теоретически определить потребность в материалах.

Это можно сделать, имея на руках хотя бы простейший эскиз будущей постройки с нанесенными на него размерами: длины, ширины и высоты здания, высоты конька крыши и угла ее уклона.

На эскизе должно быть указано, какой материал будет применяться при возведении того или иного элемента постройки. Подсчитав площадь каждого из них, можно подсчитать вес материала, необходимого для его устройства.

Иногда площади бывает недостаточно, тогда методом ее умножения на толщину элемента определяется его объем. Умножив объем на плотность строительного материала, можно узнать его вес.

Снеговые и ветровые нагрузки принимаются в зависимости от региона строительства. Их нормативные величины можно найти в строительной справочной литературе или в тех же СНиПах. Они даются из расчета на 1 кв. м крыши. Чтобы подсчитать нагрузку для конкретного случая строительства, надо норму умножить на площадь крыши.

Вам предстоит кропотливая работа по определению необходимого количества винтовых свай для фундамента: расчет нагрузки отнимает много времени, особенно у неопытных строителей. Но только таким образом можно рассчитать нагрузку на сваи правильно.

Последним действием вашего расчета будет деление полной нагрузки на несущую способность сваи. Таким образом вы узнаете, сколько свай вам необходимо завинтить в грунт, чтобы ваша постройка стояла крепко.

Может быть Вас интересует какие бывают виды свайных фундаментов?

Корректировка расчетного количества свай

В процессе расчета числа свай определяется их минимально допустимое количество. Но иногда может потребоваться корректировка результата в сторону увеличения: максимальное расстояние между винтовыми опорами не должно превышать 3 м.

Оно лимитируется прочностью ростверка. Так что принятое количество свай может быть больше расчетного.

Как видите, расчет фундамента из винтовых свай для дома – дело не совсем простое. Если у вас нет склонности к такого рода работе – воспользуйтесь услугами инженеров: для них это дело привычное.

Специалист выполнит расчет гораздо быстрее, ведь у него есть опыт, да и вся необходимая литература всегда под рукой.

Видео о расчете фундамента на винтовых сваях.

Расчет винтовых свай

Строительство фундаментного основания на винтовых сваях является популярной инновацией. Ранее, винтовые сваи в основном использовались при строительстве объектов, расположенных на воде или в прибрежных районах. Такой выбор был обусловлен тем, что при возведении такого типа фундаментной опоры не требует проведения бетонных работ, которые очень трудно проводить наг грунтах с высоким содержанием влаги.

Видео — расчет свайного фундамента

Эстафету широкого использования винтовых свай приняли военные инженерные подразделения. Их выбор обуславливался тем, что при использовании винтовых свай существенно сокращалось время проведения строительных работ, что было особенно критично при быстром продвижении войск.

Таким образом, использование винтовых свай при строительстве фундамента дает два основных преимущества:

• возможность возведения фундаментных опор на заболоченных влажных грунтах, почве с большим содержанием влаги или на участках с неровным рельефов.
• Использование винтовых свай существенно сокращает время проведения строительных работ. Кроме того, строительство фундамента на винтовых сваях можно проводить практически в любое время года.

Варианты возведения зданий на винтовых сваях

С использованием винтовых свай можно осуществлять строительство практически любых типов сооружений. В зависимости от тяжести здания и рассчитываемой нагрузки на фундамент подбираются сваи с определенным диаметром. Винтовые сваи небольшого диаметра могут закручиваться в землю с использованием простой мускульной силы. Сваи же большого диаметра должны размещаться в земле с использованием механизированных устройств.

Различные варианты винтовых свай

Рассчитываемые параметры винтовых свай

Параметры винтовых свай для строительства фундаментного основания рассчитываются исходя из следующих исходных данных:

• Характеристики почвы. Грунт на участке вашего строительства может иметь различную плотность и удерживающую силу на разных уровнях. Для того, чтобы точно определить характеристики грунта на участке необходимо произвести изыскательское бурения. Шурф глубиной около 2,5 метров, должен уходить ниже уровня промерзания грунта. Бурить его лучше всего весной, чтобы точно определить уровень грунтовых вод.
• Характеристики здания. Число и диаметр винтовых фундаментных свай рассчитывается исходя из предполагаемой нагрузки на фундамент. Нагрузка суммируется из нескольких показателей. В ней должны быть учтены вес всей строительной конструкции, включающей в себя вес всех строительных использованных элементов. Также учитывается вес полезной нагрузки, например инженерного оборудования, а также вес временных сезонных нагрузок, которые включают в себя вес снегового покрова, ветровые нагрузки и так далее.

Винтовые сваи на участке

После того, как вы вычислите максимальную нагрузку, которую может выдержать грунта на вашем участке и максимальную планируемую нагрузку – вам необходимо будет определить число и диаметр винтовых свай, которые с одной стороны должны не сломаться под нагрузкой веса сооружения, а с другой стороны не провалиться в землю.

Число винтовых свай зависит от объема конечной нагрузки

Пример расчета винтовых свай

При расчете потребного количества и диаметра винтовых свай необходимо учитывать, что опорные сваи-столбы должны в обязательном порядке размещаться под углами строения а также в местах примыкания внутренних стен. Расстояние между опорными винтовыми сваями на прямых участках рассчитывается индивидуально, но не должно составлять более трех метров, иначе жесткости горизонтального силового каркаса не хватит для удержания веса здания.

Дом на винтовых сваях

Рассмотрим пример небольшого здания с размером основания 6 на 6 метров. Дом будет высотой в один этаж и будет изготовлен из дерева. Для такой конструкции достаточно использовать девять винтовых опорных свай. Однако при увеличении веса строительных материалов необходимо увеличивать и частоту расположения опорных винтовых свай.

Таблица — пример расчета свайного фундамента под дом 6 на 6 метра

Расчет свайного фундамента для дома 6 на 12 метров

Таблица — пример расчета свайного пола для двухэтажного дома

Порядок строительства фундаментного основания на винтовых сваях

После производства расчета потребного количества и диаметра винтовых свай и составления проекта – его необходимо перенести на ваш участок местности.

1. Для этого с участка местности, предназначенного для строительства фундамента снимается слой плодородной земли, после чего в угловых реперных точках устанавливаются колышки или рамочные конструкции из дерева. Между ними натягиваются шнуры или плотные лески. Кроме шнуров, натянутых по внутреннему и наружному периметру будущего фундамента, но и по диагоналям разметки. Это делается для того, чтобы внутренние углы будущего фундамента были идеально прямыми.
2. Заготовленные заранее винтовые сваи вкручиваются в обозначенные места. Для свай небольшого диаметра достаточно будет привлечь лишь трех человек. Двое из них будут вращать винтовую сваю-опору за вороток (горизонтальный рычаг, вставленный в отверстие в верхней части винтовой сваи), а один находится непосредственно возле сваи и контролирует вертикальное положение вкручиваемой сваи.
3. После вкручивания всех свай — их верхние части обрезаются по единому горизонтальному уровню. Для выверки точного уровня лучше всего использовать лазерный строительный уровень.
4. Внутрь полой металлической трубы, из которой собственно и состоит винтовая свая заливается бетонный раствор высокой марки прочности.
5. На верхнюю часть обрезанной винтовой сваи-опоры приваривается оголовок – плоская металлическая площадка.
6. Место соединения металлического корпуса сваи и оголовка зачищается от окалины и тщательно грунтуется.
7. На горизонтальные площадки оголовок укладываются горизонтальные силовые балки. Для них могут использоваться стальные конструкции или пропитанный асептическим раствором деревянный брус.

Расчет количества винтовых свай для фундамента

1 клетка = 1 кв. метру

Выберите тип строения, этажность и габариты (их можно нарисовать!), и Вы узнаете планируемую стоимость работ, и сможете выбрать акционное предложение.

ДОМ 6х6, 1 ЭТАЖ

Онлайн-калькулятор расчёта свайного фундамента

Планируете строительство и ищете, где заказать фундамент? С его обустройством готова помочь компания «РУСФУНДАМЕНТ». Разработанный для вас онлайн калькулятор расчёта свайного фундамента позволит сразу же определиться с объёмом предстоящих затрат и принять взвешенное решение о сотрудничестве.

Простой и быстрый расчёт цены

Свайный фундамент — это один из самых популярных вариантов. Это простой, недорогой и быстрый способ обустройства основания под строения различных типов. Его можно монтировать практически на любых типах грунтов и в любую погоду. При этом сваи прекрасно подходят как для строительства жилых зданий, так и в качестве фундамента под хозяйственные постройки. И заказать такой фундамент можно у нас.

Для вашего удобства мы разработали онлайн калькулятор расчёта свайного фундамента. Это простой, быстрый и удобный способ ещё до обращения к нам определить, какая сумма вам потребуется для обустройства фундамента. В форме приведены все основные параметры, влияющие на размер затрат:

• тип строения,
• этажность,
• габариты будущего дома.

Достаточно внести все требуемые значения, и вы сразу же увидите планируемую стоимость работ. Все эти расчёты делаются абсолютно бесплатно. И вы сразу же сможете убедиться, что сотрудничество с нами будет выгодным.

Почему мы?

Компания «РУСФУНДАМЕНТ» имеет большой опыт работы в сфере производства и установки винтовых свай. За это время мы приобрели репутацию ответственного и надёжного подрядчика. И отличным подтверждением этому являются многочисленные отзывы наших клиентов.

Если вы примете решение обратиться к нам, вам будет предложен полный комплекс услуг. Собственное производство винтовых свай позволяет нам гарантировать высокое качество таких изделий. А профессионализм специалистов позволяет обеспечить грамотное обустройство свайно-винтового фундамента. Вы можете использовать онлайн калькулятор расчёта свайного фундамента для определения примерной цены предстоящих работ. У нас действительно низкая стоимость винтовых свай и монтажных работ. Вы вряд ли найдёте на рынке настолько выгодное предложение. Поэтому не стоит сомневаться, обращайтесь именно к нам.

Мы свяжемся с Вами!

Оставьте свой телефон или e-mail, и наш специалист свяжется с Вами в течение 2х минут. Для бесплатного расчета проекта отправьте план постройки и Ваши пожелания к работам.

Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку своих персональных данных

Ваши преимущества работы с нами:

Своё
произодство

Наличие собственной производственной базы позволяет гарантировать высокое качество материалов и выпускаемых изделий.

Работаем
с 2011 года!

Наш практический опыт, квалифицированный персонал и объем продаж дают возможность предлагать низкие цены при неизменном качестве.

Гарантия
10 лет!

На все виды продукции и выполняемых работ предоставляется многолетняя гарантия. Выезд при гарантийном случае — в день обращения.

Контроль
качества

Весь цикл работ — от закупки материалов и изготовления продукции до проведения работ проходит многоступенчатый контроль качества.

Разработка
проекта

Проект разрабатывается с учетом индивидуальных характеристик Вашего строения и участка. Эта услуга бесплатна для наших клиентов.

Работаем
по всей Лен. Обл.

Мы работаем на всей территории Санкт-Петербурга, в Ленинградской, Новгородской, Псковской областях и Республике Карелия.

Мы гордимся своей работой!

Уже 8 лет мы предлагаем нашим Клиентам услуги по производству и монтажу свайно-винтовых и бетонных фундаментов, изготовлению и установке заборов. Мы гордимся каждым выпущенным изделием и проведенным монтажом и вкладываем в них частичку нашей души.

Фундамент в детский лагерь, Приозерск. Механический монтаж 88 свай.

Фундамент-лента под двухэтажный дом, Мележская Гора (Тихвин).

Откатные ворота, Кингисепп. Монтаж на бетонной армированной ленте.

Расчет количества свай для фундамента

Свайный фундамент является одним из самых нетребовательных к плотности грунта и его составу. Отличается минимальной стоимостью, по сравнению с другими типами оснований, а также относительной простотой монтажа. Именно поэтому его и выбирают строители и проектировщики для малоэтажных объектов.

Однако все преимущества данного типа фундамента можно получить только при выполнении грамотного расчета количества свай с учетом конкретных условий эксплуатации. Буронабивные или винтовые сваи под дом обязательно должны иметь достаточный запас прочности.

Основные этапы проведения расчетов количества свай

Расчет количества буронабивных или винтовых свай для фундамента производится в два основных этапа:

1. Вычисление общих нагрузок на основание, включая вес самого фундамента вместе с ростверком. В общий вес также включается и полезная нагрузка: вес мебели, предметов интерьера и т. д. Все эти факторы называются статической нагрузкой.Для большей точности следует учесть и переменные влияющие факторы, такие как количество выпадающих осадков, вес всех жильцов и ветровое давление. Во внимание при расчетах особое внимание уделяется данным, полученным в ходе инженерных изысканий: плотность грунта, уровень промерзания, глубина залегания грунтовых вод, пучинистость.
2. Расчет нагрузки на одну сваю и определение ее несущей способности. Зная максимальные нагрузки, их следует сравнить со значениями статических и переменных величин из первого пункта, чтобы обеспечить достаточный запас прочности.

Расчет длины и диаметра свай

Для проведения расчетов необходимо опираться на следующие данные инженерных изысканий:

• особенности грунта на площадке под застройку;
• гидрогеологические данные.

Данные параметры позволят определить геометрию свай, а также их конструкцию. Для упрощения расчетов принимают сваю за жестко закрепленный в земле стержень. Его положение от подошвы для крепления ростверка определяется расстоянием L1, которое можно вычислить по формуле:

где Lо – длина части сваи от уровня грунта до подошвы высокого ростверка;

аs – коэффициент деформации, который можно взять из соответствующих справочников, либо из СП 24.13330.2011.

Для буронабивных свай глубина погружения в скальный грунт, кроме сильно сжимаемого, определяется по формуле:

Расчет общих нагрузок на основание

Вычисление общих нагрузок возможно только при наличии проекта дома с деталировкой и перечнем используемых материалов. Точный расчет можно проводить на основании СП 24.13330.2011, но для жилых объектов рекомендуется применять упрощенную схему. Это позволит получить чуть меньшую точность, но хорошим запасом по прочности, а также не привлекать специалистов-проектировщиков.

Определяем фактическую массу здания

В понятие фактической массы здания входят все применяемые строительные материалы и конструкции для его возведения: стены, перекрытия, кровля, перегородки, окна, двери, установленное количество свай и т. д. Для определения веса стен можно воспользоваться следующими данными:

1. Кирпичная кладка, толщиной в 150 мм (в полтора кирпича), создает нагрузку на фундамент величиной в 30-50 кг/м2.
2. Оцилиндрованные бревна, брус или сруб способны нагрузить основание на 70-100 кг/м2.
3. Вес железобетонных плит с толщиной 150 мм составит 300-350 кг/м2.
4. Каркасные панели создадут нагрузку на фундамент величиной в 30-50 кг/м2.

Для определения веса перекрытий необходимо ориентироваться на такие значения:

1. Чердачное перекрытие с применением деревянных балок и утеплителя плотностью менее 200 кг/м3 создаст нагрузку на фундамент 70-100 кг/м2.
2. Перекрытие чердака деревянными балками и настилом утеплителя плотностью менее 500 кг/м3 создадут нагрузку для фундамента 150-200 кг/м2.
3. Цокольное перекрытие деревянными балками с утеплителем плотностью менее 200 кг/м2 нагрузят основание на 100-150 кг/м2.
4. Перекрытие цоколя деревянными балками с утеплителем плотностью до 500 кг/м3 создадут нагрузку для фундамента 200-300 кг/м2.
5. Перекрытие на основе железобетонных плит создадут нагрузку в 500 кг/м2.

Упростить расчет нагрузки кровельного материала можно путем использования данных компании изготовителя.

Для большинства объектов достаточно брать средние значения нагрузки по каждому их конструктивных элементов здания. Однако, если предполагается строительство из плотных материалов, например, кирпича без пустот либо плотных пород древесины, то тогда нужно расчет проводить с использованием максимальных величин.

Определение полной нагрузки на единицу площади производят путем суммирования всех нагрузок и умножения полученного значения на коэффициент 1,5, который обеспечит запас прочности в 50%. Для большинства жилых домов этого запаса будет достаточно.

Определение снеговых нагрузок

Величина снеговых нагрузок определяется согласно СП 20.13330.2011 по формуле:

Снеговая нагрузка

где ce – коэффициент сноса снега под действием внешних факторов, таких, например, как ветровых потоков;

ct – термический коэффициент;

µ – коэффициент перехода между снежным покровом и кровельным покрытием;

Sg – масса снежного слоя на единицу площади (1 м2).

Все коэффициенты необходимо взять из таблиц СП 20.13330.2011. При этом вес снегового покрова следует определить с использованием карты снеговых районов.

Величина снежных нагрузок для юга России составляет 50 кг/м2, для средней полосы – 100 кг/м2, а для севера – 190 кг/м2.

Критерии оценки ветровых нагрузок

Для фундамента на основе буронабивных или винтовых свай ветровые нагрузки также стоит учитывать, так как они могут создавать сдвиговые поперечные деформации. Расчет производится согласно СП 20.13330.2011. При этом обязательно учитывают следующие факторы:

1. Преобладающий тип ветровых потоков.
2. Предельные значения давления ветра на единицу площади.
3. Наличие вихревых потокообразований.
4. Возможное образование некоторых видов неустойчивых аэродинамических колебаний.

Нормативные ветровые нагрузки определаются путем суммирования средней и пульсационной составляющих.

При наличии в конкретном регионе преобладающих ветров к нагрузке нужно добавлять минимум 30-35% запаса. Это позволит покрыть возможные неточности при расчетах буронабивных оснований.

Вычисление полезных нагрузок

Расчет полезных нагрузок для буронабивных и винтовых свай вычисляется по методу, описанному в СП 20.13330.2011. Во внимание берутся все предметы интерьера, люди и домашние животные. Для жилых домов рекомендуется брать усредненную нагрузку, которая составляет 150 кг/м2.

Посмотрите видео, которое рассказывает о вычислении полезных нагрузок, а также испытании свайных опор.

Расчет несущих характеристик сваи

Несущие характеристики сваи в конкретном типе грунта являются важными, поскольку в случае пренебрежения ими может возникнуть ситуация, когда характеристики сваи превысят возможности почвы и появятся усадки. Вследствие негативного влияния проседания почвы вес здания будет распределен неравномерно и могут возникнуть нежелательные деформации или частичное разрушение объекта.

Определить несущую способность грунта можно только после проведения изысканий. Затем, зная состав залегающих слоев и с использованием таблиц из нормативных документов можно вычислить несущую способность почвы. В таблице 1 приведены значения для типичных грунтовых составов.

Несущая способность грунта в зависимости от его состава

После этого определают несущие характеристики одной сваи. Для этих целей также необходимо пользоваться справочными данными для конкретного типа свай либо данными от производителей свайных элементов для буронабивных или винтовых свай. В качестве примера в Таблице 2 приведены данные по определению несущих способностей винтовой сваи 89х300 (Т).

Влияние плотности грунта на несущие способности сваи 89х300 (Т)

Расчет количества винтовых или буронабивных свай для фундамента производится обычным делением полной нагрузки объекта на несущую способность одной опоры.

Каким должен быть шаг размещения свай?

Полученное значение количества свай является недостаточным для расчета фундамента, так как их размещать можно только определенным образом, соблюдая определенный шаг, чтобы не нарушить плотность грунта и не ухудшить его несущие способности.

Рекомендуем посмотреть видео на тему размещения опор на необходимом расстоянии.

Максимальный шаг для домов из разных материалов составляет:

1. Для деревянных на основе готовых каркасов, бревен либо бруса допустимый интервал между сваями составляет 3 м.
2. Для домов на основе пенобетонных блоков или шлакоблока шаг между сваями должен быть до 2-х метров.

Минимальный шаг свай фундамента ограничен несущими способностями грунта. При установке буронабивных свай или закручивании винтовых происходит уплотнение почвенных слоев. Поэтому слишком близкое расположение является не только нецелесообразным с технической, а и финансовой точки зрения.

Шаг установки свай определяется их диаметром и не может превышать более 3 диаметров опор.

Заключение

Расчет фундамента и определение количества свай для буронабивных и винтовых опор производится с учетом множества влияющих факторов, каждый из которых требуется в обязательном порядке учитывать. Любые ошибки могут сыграть критическую роль в длительности эксплуатации объекта. Поэтому необходимо, как минимум, делать достаточный запас по прочности.

Упрощенный расчет свайного фундамента

Практически любой расчет свайного фундамента сводится к определению их диаметра, длинны, количества и шага, а также к разбивке их положения на плане, как по периметру, так и внутри дома. В данной статье мы рассмотрим, как при необходимости самостоятельно можно сделать упрощенный расчет такого вида фундамента с использованием винтовых и буронабивных свай.

Содержание статьи:

Расчет свайно-винтового фундамента

В свайно-винтовом фундаменте в качестве несущих элементов используются металлические винтовые сваи разного диаметра и длины. Для того, чтобы сделать расчет свайно-винтового фундамента специалисты используют сложные расчеты в которых учитывают все нагрузки, которые действуют на такой фундамент и несущую способность грунтов на участке строительства. Но, можно сделать и упрощенный расчет, который основан на опыте устройства фундаментов такого типа.

Выбор оптимального диаметра винтовых свай

Винтовые сваи, которые используются для устройства фундамента под дом и хозяйственные постройки могут быть диаметром 57, 76, 89 и 108 мм. Диаметр свай подбирают в зависимости от того фундамент под какое здание или сооружение собираются устраивать и его веса:

• — винтовые сваи диаметром 57 мм, чаще всего, используются для устройства заборов с небольшим весом, например из сетки;
• — сваи диаметром 76 мм с несущей способностью до 3000 кг, обычно выбирают, для легких хозяйственных построек или заборов средней тяжести (деревянных или из профлиста);
• — сваи диаметром 89 мм и несущей способностью 3000-5000кг, как правило, применяют для устройства фундаментов под легкие одноэтажные дома (каркасные, щитовые), различные пристройки и хозяйственные строения, а также для тяжелых заборов;
• — сваи диаметром 108 мм с несущей способностью 5000-7000 кг используют для устройства фундаментов под одно- и двухэтажные дома с небольшим весом (каркасные, из бруса, бревна, пеноблоков или газобетона).

Расчет длины винтовых свай

Одним из важных моментов расчета свайно-винтового фундамента является правильное определение длины свай. Потому, что в случае недостаточной их длины возможно проседание дома или других сооружений под собственным весом в процессе их эксплуатации.

Длину свай необходимо выбирать в зависимости от двух факторов: плотности грунта и перепада высотных отметок на участке будущего строительства.

Плотность грунта

Для того, чтобы достоверно знать характеристики грунта на участке, лучше всего использовать данные геологических исследований. Если же на участке не производились геологические исследования характеристик грунтов, то можно использовать упрощенный способ определения его плотности. С помощью лопаты выкопать небольшой шурф, глубиной 0,5-1 м в самой низкой отметке участка.

Если под почвенным слоем залегают плотные породы, такие как плотная глина или песок, то в этом случае целесообразно выбрать винтовые сваи длиной 2,5 м. Если же под верхним слоем находятся породы низкой плотности: торф, плывун или грунтовые воды то необходимо с помощью садового бура углубить шурф до уровня залегания плотных пород и по длине бура расчитать необходимую длину свай.

Перепад высот на участке

Для выбора длины свай, кроме учета платности грунта, необходимо также учесть перепад высот на участке. Если на участке имеется перепад высот, то если по плотности пород выбраны сваи длиной от 2,5 м, то они подойдут для самого верхнего ряда. Сваи же, которые будут расположены в более низких местах должны быть длиннее на разность высотных отметок точек в которых они будут установлены. Разность высот можно определить с помощью нивелира или водяного уровня, отвеса и рулетки.

Желательно, при перепаде высот более 0,5 м, к каждой полученной длине сваи добавить 0,5 м, потому, что часто на практике случается, что при установке свай в низких местах не хватает 10-20 см их высоты.

Упрощенный расчет необходимого количества свай

Необходимое количество свай зависит от размеров и веса строения, которое будет удерживаться свайным фундаментом. В среднем расстояния между сваями могут быть следующими:

• — для деревянных домов (каркасных, каркасно-щитовых, из бруса или бревен) — расстояние должно быть не более 3 м;
• — для домов из газобетона, пенобетон, пенно- или шлакоблоков — не более 2 м;
• — для легких заборов — 3- 3,5;
• — не более 3 м (при наличии большой ветровой нагрузки — не более 2,5 м).

Для того, чтобы подсчитать необходимое количество свай для устройства фундамента под дом следует:

• Взять или составить план (схему) будущего фундамента или первого этажа дома;
• Сначала необходимо расположить сваи по всем углам здания;
• После этого необходимо расположить сваи в местах стыков наружных и внутренних стен (несущих перегородок);
• Между уже расположенными сваями необходимо отметить положение свай под наружными и внутренними стенами с таким расчетом, чтобы расстояние между ними было не более того, которое определено ранее, в зависимости от вида и веса дома;
• Остальное внутреннее пространство необходимо заполнить сваями так, чтобы между ближайшими сваями было расстояние не более расчетного (2 или 3 м);
• В месте будущего расположения печи или камина должно быть предусмотрено не менее двух свай (в зависимости от размеров отопительного прибора);
• Если в доме будут терраса, крыльцо, пристройка необходимо обозначить места установки свай по тому же принципу;
• Теперь, когда места расположения всех свай обозначены, остается подсчитать их общее количество.

Расчет несущей способности буронабивных свай

Иногда при сооружении свайного фундамента под дом или хозяйственные постройки вместо винтовых используют буронабивные бетонные или бутобетонные сваи, которые изготавливают посредством бетонирования подготовленных для них скважин. Глубина установки таких свай выбирается в зависимости от характеристик грунтов на участке и глубины промерзания в районе строительства и должна быть больше последнее как минимум на 0,5 м (0,2 м – песчано-гравийная подушка, 0,3 м — сама свая).

Количество и сечение буронабивных свай определяется в соответствии с расчетом несущей способности такого фундамента и весом строения, которое будет удерживать этот фундамент. Несущая способность фундамента из буронабивных свай, в свою очередь, определяется исходя из сопротивления, как материала фундамента, так и грунта (основания и боковой поверхности). Для буронабивной сваи длиной 1,5 — 3 м несущую способность можно рассчитать по формуле:

P = 0,7хRнхF+0,8хUхfinхli, где:

• P — несущая способность сваи;
• 0,7- коэффициент однородности грунта;
• Rн- нормативное сопротивление грунта под нижним концом сваи (принимается по таблицам в зависимости от типа и характеристик грунта);
• F — площадь опирания сваи, м 2 ;
• 0,8- коэфф. условий работы
• U — периметр буронабивной сваи, м;
• fin – нормативное сопротивление грунта боковой поверности сваи, т/м 2 (определяетсятся по таблицам);
• li — высота несущего слоя грунта, который соприкасается с боковой поверхностью сваи, м.

Табличные значения нормативного сопротивления грунта мы здесь не приводим, но их , при желании, можно легко найти в интернете.

Практически, буронабивные сваи, чаще всего, изготавливаются диаметром 200-250 мм и размещаются с шагом 2-2,5 м.

Расчет ростверка свайного фундамента

Ростверк – горизонтальная железобетонная фундаментная балка или плита, которую сооружают для равномерного распределения нагрузки от веса дома на все сваи. Поэтому свайно ростверковые фундаменты сооружают как при строительстве домов из газобетона или пеноблоков, так и деревянных. Ленточные ростверки могут быть сборными и в виде монолитной ленты. Те и другие должны изготавливаться из бетона марки не ниже 150.

Для того, чтобы устроить ростверк по сваям необходимо рассчитать необходимые его размеры. Для этого существуют специальные расчеты, но в этой статье мы их привадить не будем. Рекомендуемые же минимальные размеры ленточного ростверка свайного фундамента: высота – 30 см, ширина – 40 см.

Для обеспечения достаточной жесткости ростверка его армируют стальной арматурой диаметром 10-12 мм в продольном и поперечном направлении, связывая между собой с помощью вязальной проволоки в виде армопояса. Между арматурой и краем ростверка должно оставаться расстояние не менее 2,5 см для полного покрытия её бетоном и защиты от коррозии.

Сопряжение ростверка со сваями может быть жестким или свободноопирающимся. В первом случае арматура ростверка связывается с выпусками арматуры свай, во втором — роствтерк свободно опирается на верхнее основание свай.

Расчет свайного фундамента видео