Расчет количества свай для фундамента

Содержание:

Алгоритм расчета фундамента

Основной задачей расчета любого фундамента является определение его высоты, ширины, площади опирания и конструкции в зависимости от веса постройки и грунтов, на которые будет через проектируемый фундамент этот вес передаваться.

Поэтому алгоритм расчета сводится к подсчету:

  • веса строения;
  • снеговой нагрузки;
  • эксплуатационной нагрузки;
  • площади опирания фундамента в зависимости от сопротивления грунтов.

Определение веса строения

Имея на руках проект здания, можно узнать его вес. Сложив массу всех используемых в строительстве конструктивных элементов, приведенных в спецификациях к чертежам.

Если вес каких-либо конструкций не указан, его можно определить пользуясь таблицей удельного веса строительных материалов:

Удельный вес строительных материалов

Наименование

Ед.изм.

Кол-во

Бетоны

 Железобетон

кг/м3

2500

 Бетон на щебне или гравии

кг/м3

2400

 Газобетон, пенобетон

кг/м3

300-1000

Растворы

 Цементнопесчаный

кг/м3

1800

 Цементнопесчаный с известью

кг/м3

1700

 Известковопесчаный

кг/м3

1600

Кирпич

 Глиняный обыкновенный

кг/м3

1800

 Силикатный

кг/м3

1800

 Керамический

кг/м3

1600

Дерево

 Хвойные породы (сосна, ель)

кг/м3

500

 Дуб

кг/м3

700

 Фанера клееная

кг/м3

600

 Плита ДВП

кг/м3

200-1000

 Плита ДСП

кг/м3

200-1000

Сыпучие материалы

 Гравий керамзитовый

кг/м3

200-800

 Щебень

кг/м3

400-800

 Песок строительный

кг/м3

1600

Также для приблизительных подсчетов можно воспользоваться таблицей веса строительных конструкций в зависимости от материала:

 Удельный вес строительных конструкций

Наименование

Ед.изм.

Кол-во

Стены

 Каркасные стены с эффективным утеплителем и легкой обшивкой

кг/м3

300

 Сруб из бревен или бруса

кг/м3

600

 Из газобетонных блоков Д600

кг/м3

600

 Из шлакоблоков Д1200

кг/м3

1200

 Из пустотелого кирпича

кг/м3

1400

 Из полнотелого кирпича сплошной кладки

кг/м3

1800

Перекрытия

 Деревянные по деревянным балкам

кг/м3

100-150

 Деревянные по стальным балкам

кг/м3

200

Кровля

 Металлочерепица или ондулин с уклоном скатов до 27°

кг/м2

30

 Рубероид в 2 слоя при уклоне до 10°

кг/м2

40

 Шифер при уклоне 30°

кг/м2

50

 Черепица керамическая до 45°

кг/м2

80

 Листовое железо

кг/м2

30

Чтобы подсчитать вес стен, нужно сложить вес материала, из которого они построены (например, вес всех кирпичей) с весом используемых для возведения связующих растворов, а также вес отделки (штукатурка или обшивка сайдингом).

Вес перекрытий складывается из веса балок, плит, утеплителя, полового покрытия и потолочной отделки нижележащего этажа.

Также следует учитывать вес самого фундамента, который в зависимости от раствора составляет:

 Удельный вес фундамента

Наименование

Ед.изм.

Кол-во

Стены

 Мелкозернистый бетон (без щебня)

кг/м3

1800

 Бетон на доломитовом щебне

кг/м3

2200

 Бетон на гранитном щебне

кг/м3

2300

 Железобетон

кг/м3

2500

Объем раствора и арматуры на устройство фундамента определяется в зависимости от глубины заложения, находящейся в зависимости от глубины промерзания:

Глубина промерзания грунтов в разных регионах РФ

В понятие эксплуатационной нагрузки включается вся мебель, которая предполагается к установке в комнатах строящегося здания, а также различное оборудование. Но, поскольку, в сравнении с весом строительных материалов здания вес мебели очень мал, то для приблизительных подсчетов им можно пренебречь.

Снеговая нагрузка

Определяется исходя из значений толщины снежного покрова в зимний период по СНиП «Строительная климатология», а также в зависимости от угла скатов кровли.

Карта средних значений веса снегового покрова представлена ниже:

Карта снеговых нагрузок (схема)

При расчете односкатной кровли применяют коэффициент 1, а при определении нагрузки на двускатную крышу с углом от 26 до 60 градусов – 1,25.

Основные этапы проведения расчетов количества свай

Свайное поле
Свайное поле

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:

формула

сваи
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:

формула

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

Для надежности основания важно правильно вычислить массу дома
Для надежности основания важно правильно вычислить массу дома

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:

формула

Снеговая нагрузка
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

При строительстве дома на сваях необходимо учитывать ветровую нагрузку
При строительстве дома на сваях необходимо учитывать ветровую нагрузку

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
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)
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.

Назначение

Фундамент на винтовых сваях – отличное решение для местности со сложным рельефом, которое к тому же отличается умеренной ценой. Специфика этой технологии позволяет осуществить монтаж опор в течение 3 дней и при этом гарантирует надежность фундамента как минимум 100 лет. Для получения качественного результата необходимо учесть все факторы, заложенные в техпроцесс: равномерное распределение нагрузки, особенности грунта, глубину промерзания почвы, наличие и специфику подземных вод и т. п.

В результате всех вычислений появляются данные, дающие ответ на такие вопросы, как:

  • необходимая высота винтовых свай;
  • диаметр винтовых свай;
  • глубина их установки;
  • необходимое количество винтовых свай;
  • общая стоимость материалов.

Расчет количества свай для фундамента
Расчет количества свай для фундамента
Расчет количества свай для фундамента

Порядок вычислений

Всегда первый шаг в любой работе – это проектирование.

Для проведения расчетов можно использовать стандартизированную методику для винтовых свай, описанную в СНиП 2.02.03–85. В ее основе лежат данные по геодезическим исследованиям конкретного участка земли.

В них входят следующие сведения:

  • описание рельефа участка;
  • состав и плотность грунта;
  • уровень залегания грунтовых вод;
  • глубина промерзания почвы;
  • посезонный уровень осадков в регионе застройки.

Расчет количества свай для фундамента
Расчет количества свай для фундамента
Расчет количества свай для фундамента

При помощи этих данных вычисляется количество винтовых свай для фундамента (К).

Для расчетов понадобятся такие показатели:

  • общая нагрузка на фундамент (Р), представляющая собой сумму масс всех использованных материалов;
  • коэффициент надежности (к), являющийся корректирующим показателем для значения общей нагрузки на сваи;
  • несущая способность грунта – табличное значение;
  • площадь пяты сваи, находящаяся в прямой зависимости от ее диаметра, – табличное значение;
  • максимально допустимая нагрузка (S), показатель для одной сваи – табличное значение.

Далее следует подстановка значений в формулу следующего вида: К=Р*к/S.

Расчет количества свай для фундамента
Расчет количества свай для фундамента

Коэффициент надежности (к) коррелирует с общим количеством свай и имеет соответствующие значения:

  • к=1.4, если свай от 11 до 22 штук;
  • к=1.65 – от 5 до 10 штук;
  • к=1.75 – от 1 до 5 штук.

На каждую сваю ложится нагрузка, равная общей нагрузке, деленной на количество опор. Чем их меньше, тем сильнее нагрузка на одну сваю и тем быстрее она приходит в негодность, а вместе с ними весь фундамент и дом.

Правильный расчет заключается в подборе такого количества свай, которого хватит на весь период эксплуатации строения, но без чрезмерных излишков, являющихся пустой тратой средств.

Расчет количества свай для фундамента
Расчет количества свай для фундамента
Расчет количества свай для фундамента

При помощи приведенной формулы, коэффициента для винтовых свай расчет нагрузок и дальнейшее строительство не сопряжено с особыми трудностями.

Читайте также:  Утепление второго этажа в деревянном доме своими руками

При окончательных расчетах необходимо распределить нагрузки под несущими конструкциями и критическими точками с излишним давлением на фундамент с учетом:

  • типа свай (висячих или стоек);
  • массы;
  • значения кренового усилия.

Расчет количества свай для фундамента
Расчет количества свай для фундамента

Параметры

Рассчитывая винтовой фундамент и оказываемые на него нагрузки, необходимо учитывать следующие показатели:

  • общая масса строения (постоянная), измеряется в килограммах, является суммой масс таких элементов:
    • стен и перегородок;
    • перекрытий;
    • крыши;
  • дополнительные нагрузки (временные, переменные):
    • масса снега на крыше;
    • масса всех предметов в доме: мебели, оборудования, отделочных материалов и жильцов (среднее значение 350 кг/кв. м);
  • динамические нагрузки кратковременного характера, возникают от воздействий:
    • порывов ветра;
    • осадочных процессов;
    • колебаний температур.

Расчет количества свай для фундамента
Расчет количества свай для фундамента

Разновидности

В зависимости от строения (формы) винтовой сваи разнится специфика ее применения.

Выделяют такие распространенные виды:

  • широкопластная с литым наконечником – используется для небольших строений при простом грунте;
  • многопластная с несколькими лопостями на разном уровне – используется при повышенной нагрузке на сложном грунте;
  • с переменным периметром – узкопрофильное изделие для специфических условий;
  • узкопластная с литым зубчатым наконечником – применяется в условиях вечной мерзлоты и каменистой почвы.

Расчет количества свай для фундамента
Расчет количества свай для фундамента
Расчет количества свай для фундамента
Расчет количества свай для фундамента

Технические характеристики

Выделяют несколько основных технических характеристик у винтовых свай.

К ним относятся:

  • длина ствола и материал изготовления;
  • диаметр сваи;
  • разновидность лопастей и их метод закрепления на стволе.

Расчет количества свай для фундамента
Расчет количества свай для фундамента

Диаметр

Сваи изготавливаются со стандартизированными габаритами под выполнение соответствующих задач:

  • 89 мм (диаметр лопасти 250 мм) – при расчетной нагрузке на одну опору не более 5 тонн, в основном это каркасные одноэтажные дома;
  • 108 мм (диаметр лопасти 300 мм) – при расчетной нагрузке на одну опору не более 7 тонн: каркасные одно- и двухэтажные дома, постройки из бруса и пеноблочные сооружения;
  • 133 мм (диаметр лопастей 350 мм) – при расчетной нагрузке на одну опору не более 10 тонн: кирпичные и газобетонные дома с использованием металлических элементов.

Расчет количества свай для фундамента
Расчет количества свай для фундамента
Расчет количества свай для фундамента

Длина

Выбор длины свай базируется на показателе плотности почвы: свая должна опираться только на твердые грунты.

Также их длина зависит от имеющихся перепадов высот на участке:

  • глубина залегания суглинка менее 1 метра – длина свай 2,5 метра;
  • при рыхлых грунтах или плывуне длина сваи определяется глубиной погружения бура до твердых пластов;
  • при неровностях участка разница в длине свай может варьироваться от 0,5 метра и более в зависимости от конкретного случая.

Расчет количества свай для фундамента
Расчет количества свай для фундамента

Количество опор и интервал их расположения

К табличным значениям расположения опор друг относительно друга относятся такие значения:

  • от 2 до 2,5 метров – для домов с деревянным каркасом и блочных строений;
  • 3 метра – для зданий из бруса или бревен.

При расположении свай фундамента для равномерного распределения нагрузок должны учитываться следующие правила их расстановки:

  • под каждым углом дома;
  • в точке пересечения несущей стены и внутренней перегородки;
  • возле входного портала;
  • внутри периметра здания с интервалом в 2 метра;
  • под камином как минимум 2 сваи;
  • под несущей стеной, в месте размещения балкона, мезонина или подобной конструкции.

Расчет количества свай для фундамента
Расчет количества свай для фундамента

Ростверк

Ростверк – элемент фундамента, необходимый для равномерного распределения нагрузки, оказываемой строением на фундамент. Для обеспечения надежности ростверка нужно рассчитать ряд параметров, при этом тип ростверка значения не имеет.

В расчеты входят:

  • сила продавливания фундамента;
  • сила продавливания, воздействующая на каждый угол отдельно;
  • сила воздействия на изгиб.

Расчет количества свай для фундамента
Расчет количества свай для фундамента

Если используется высокий ростверк, вся нагрузка воздействует на сваи. Вертикальная нагрузка действует снизу, деформирующая нагрузка – сбоку. Такие расчеты очень сложны и требуют профессиональных знаний. Для расчетов необходимо воспользоваться стандартами индивидуального строительства.

Они определяют следующие нормы:

  • соединяться опоры с ростверком могут двумя способами: жестким и свободным;
  • глубина вхождения головы сваи в ростверк – минимум 10 см;
  • расстояние между землей и ростверком – не менее 20 см;
  • толщина ростверка не может быть меньше толщины стен и минимально равняется 40 см;
  • ростверк должен иметь высоту более 30 см;
  • ростверк укрепляется продольным и поперечным армированием с сечением прута от 10 до 12 мм.

Расчет количества свай для фундамента
Расчет количества свай для фундамента

Пример подсчета

Данный пример служит целью подробно показать применение формул при расчетах свайно-винтового фундамента.

Исходными данными для дома с периметром 10х10 являются:

  • дом, возведенный по каркасной технологии, крыша покрыта шифером, есть крыльцо;
  • габариты фундамента – 10х10, высота постройки – 3 метра;
  • внутри установлены две перегородки, которые, пересекаясь, делят помещение на 3 комнаты;
  • скат крыши – 60 градусов;
  • каркас выполнен из бруса с сечением 150х150;
  • ростверк выполнен из бруса с сечением 200х200;
  • стены выполнены из СИП-панелей.

Расчет количества свай для фундамента
Расчет количества свай для фундамента

Далее осуществляются расчеты следующих элементов конструкции:

  • площадь стен:
    • несущих: 10*3*4= 120 кв. м;
    • перегородок: 10*3+5*3= 45 кв. м;
  • масса стен (масса 1 кв. м стены из бруса и перегородки взята из таблицы средних значений):
    • несущих: 50 кг*120=6000 кг;
    • перегородок: 30 кг*45=1350 кг;
    • общая: 6000+1350=7350 кг;
  • масса перекрытий на 100 кв. м.:
    • цокольное: 150 кг*100=15000 кг;
    • чердачное: 100 кг*100=10000 кг;
    • крыша: 50 кг*100=5000 кг;
    • общая: 15000*10000+5000=30000 кг;
  • масса дополнительных элементов (внутреннее наполнение дома, тип бытовой техники, отделки, количество жильцов и т. п), берется табличное среднее значение для 1 кв. м в 350 кг:
    • 350*100=35000 кг.;
  • общая масса строения:
    • 35000+30000+7350=72350 кг;
  • для примера берется коэффициент надежности, равный 1,4;
  • максимальная нагрузка на пяту сваи с диаметром в 300 мм – 2600 кг при условии, что сопротивление грунта равно 3 кг /куб. см (почва со средней плотностью, глубоким залеганием воды и уровнем промерзания не больше 1 метра);
  • высчитываем количество свай по формуле К=Р*к/S: К=72350*1,4/2600=39 свай.

Расчет количества свай для фундамента
Расчет количества свай для фундамента

Что такое свайный фундамент и из чего он состоит

Основой для этого типа фундамента служат полые стальные сваи, равномерно распределяемые по периметру будущих несущих стен дома. Внешняя поверхность покрывается защитным антикоррозионным слоем на основе цинка или полимерного материала, а внутренняя поверхность защищается бетоном, заливаемой в установленную сваю. Верхняя часть свай для фундамента соединяется посредством сварки с оголовком, который в свою очередь будет поддерживать ростверк – конструкцию, объединяющую отдельные сваи в единую основу. Чаще всего для изготовления ростверка используется бетон, стальные швеллеры и двутавры, реже – деревянный брус.

расчет количества свай для фундамента
В отличие от ленточного или монолитного фундамента, также нагруженного по всему периметру здания, для монтажа не потребуется значительный объем земляных работ. Фундамент на сваях рекомендуется использовать в следующих случаях:

  • Грунты, находящиеся под стройплощадкой, характеризуются неустойчивостью, высокой влажностью, усадкой под воздействием сезонных факторов;
  • Застройка проводится на территории со сложным рельефом, на котором крайне сложно или невозможно установить обычные фундаменты;
  • Климатические условия в местности, а также уровень грунтовых вод, согласно действующим правилам СНиП, вынуждают сооружать массивный бетонный фундамент, требующий значительных денежных вложений;
  • При сооружении каркасного здания, как правило, используется именно свайный фундамент.

Виды свай для фундамента

Различают две основные категории, отличающиеся по способу противодействия осадкам свайных фундаментов: стоечные и висячие. Устойчивость висячей сваи обеспечивается за счет силы трения между внешней поверхностью и окружающим ее после погружения грунтом. Стоечные оснащены упором возле своих оснований, который удерживает конструкцию, основываясь на плотных слоях грунта под ним. А также упором служат лопасти винтовых свай, дополнительно трамбующие грунт во время монтажа.

Разделение свай по способу строительства:

  • Забивной тип

По названию понятно, что данные сваи забиваются в грунт с помощью специальных механизмов (строительные пневмомолоты). Их особенностью является тот факт, что при забивании сила, воздействующая на нее, берется из расчета свайного фундамента. Таким образом, она погружается до глубины, на которой находится довольно прочный слой грунта, способный выдержать расчетную массу дома. Данный тип считается очень устойчивым, при забивании грунт вокруг нее и под ней дополнительно уплотняется. Монтаж забивных свай практически не используется при строительстве небольших домиков и частных коттеджей, так как требует применения сложной спецтехники.

  • Винтовые

Изделия состоят из стальной трубы и приваренных в нижней части лопастей либо это цельнолитая конструкция (что предпочтительнее в плане долговечности). Лопасти способствуют проникновению в грунт при ее закручивании, а после установки они удерживают на себе нагрузку на свайный фундамент и не дают ей проворачиваться. В верхней части изделия находятся специальные отверстия, с помощью которых свая ввинчивается в землю. При этом этот процесс вполне можно осуществить вручную, контролируя вертикальное положение во время работы. Внутренний объем заполняется бетоном для увеличения массы и защиты от коррозии.

  • Буронабивные

Порядок установки буронабивных свай не предусматривает использование готовых металлоконструкций. Роль сваи в данном случае выполняет бетон, залитый в предварительно пробуренную скважину. Если грунт недостаточно плотный также потребуется опалубка. Этот способ достаточно прост в применении и подходит для индивидуального строительства. Единственный нюанс: расчетная нагрузка на сваю может оказаться слишком высокой для избранного в качестве основания слоя грунта.

В дальнейших примерах статьи, иллюстрирующих как точно рассчитать свайный фундамент, будут использоваться параметры предельной нагрузки винтовых свай. В следующей таблице вкратце перечислим наиболее распространенные марки данных изделий.

расчет свайного фундамента онлайн калькулятор
Таблица 1

Подробно о свайном фундаменте с ростверком

С одной стороны, ростверк выполняет функцию связного элемента для отдельных свай, с другой – это основа для остальной конструкции здания. Ростверк и сваи условного фундамента объединяются попарно (ленточный тип связки) либо объединяются все оголовки (плиточный тип). Ростверк для дома может изготавливаться из таких материалов:

  • Армированный бетон. Бетонная лента укладывается на оголовки свай, расположенные на уровне земли. Во время проектирования также указываются места прокладывания неглубоких траншей, проходящих вглубь ростверка.
  • Бетонный ростверк подвесного типа. Аналогичный способ, при котором между грунтом и ростверком оставляется зазор. Этот промежуток позволяет компенсировать возможные колебания грунта (в рамках нормы).
  • Ростверк из железобетона. Основой служит двутавр и швеллер (для монтажа под несущие стены СНиП рекомендует) швеллер 30.
  • Деревянные брусья. В последнее время практически не применяются.

Как рассчитать количество свай для фундамента

Правильный расчет количества используемых свай нуждается в предварительной геодезической разведке. Прежде всего, необходимо рассчитать уровень промерзания грунта в зимний период, учитывая, что данный показатель отличается в разных регионах. Для прочной установки сваи ее нижний конец должен находиться ниже этого уровня.

А также необходимо выяснить степень плотности слоев грунта. Чем выше плотность, тем меньшую глубину сваи следует закладывать на этапе проектирования. К примеру, для полускальных и крупноблочных пород она будет минимальной (но не меньше 0,5 метра), а для песчаных и глинистых грунтов придется углубляться по максимуму.

Чтобы посчитать количество и тип используемых свай необходимо учитывать множество параметров. Для упрощения задачи можно использовать специальный онлайн калькулятор, но для общего понимания процесса лучше пройтись по всем этапам расчета самостоятельно.

1. Вычисление потенциальной предельной нагрузки на сваи

Перед началом расчета количества свай для фундамента следует выяснить несущую способность отдельной сваи. Общий вид формулы выглядит следующим образом:

калькулятор свайного фундамента
В этом случае W является искомой фактической несущей силой, Q – расчетное значение несущей силы, рассчитанное для отдельной сваи по материалу, размерам и характеристикам грунта; k – дополнительный «коэффициент надежности», расширяющий эксплуатационный запас фундамента.

2. Вычисление расчетной нагрузки на сваи

Далее нам необходимо найти параметр Q, без которого расчет свайного фундамента невозможен. Расчетная нагрузка определяется по формуле:

калькулятор фундамента свайно фундамента
Где S равно площади поперечного сечения лопастей сваи, а Ro – это показатель грунтового сопротивления на глубине размещения лопастей. Сопротивление грунта можно брать из готовой таблицы:

свайный фундамент калькулятор онлайн
Таблица 2

Что касается «коэффициента надежности» условного фундамента, его величина может варьироваться в пределах 1,2-1,7. Логично, что чем меньше коэффициент, тем ниже себестоимость фундамента на этапе проектирования, поскольку для достижения заданного значения несущей силы не потребуется использования большого количества свай. Чтобы уменьшить коэффициент следует провести качественный и достоверный анализ грунта на стройплощадке, привлекая специалистов.

А также для данных целей используется методика ввинчивания эталонной скважины. Ее применение зачастую требуется для расчета осадка свайных фундаментов на промышленных стройплощадках и при строительстве многоквартирных зданий, как того требует СНиП. Но при желании эталонная скважина может буриться и при индивидуальном строительстве.

3. Расчет нагрузки от конструкции здания

На завершающем этапе проектирования свайного фундамента проводится расчет количества свай. Для этого потребуется просуммировать все элементы конструкции здания: от капитальных стен и перекрытий, до стропильной системы и кровли. Провести точное вычисление всех компонентов довольно сложно, поэтому рекомендуем воспользоваться одним из специализированных калькуляторов. И также в калькулятор расчета вносятся эксплуатационные нагрузки, включающие предметы интерьера, мебель, бытовую технику и даже проживающих в доме людей.

4. Подсчет требуемого количества свай

Перед тем как рассчитать количество задействованных свай нам нужно получить на предыдущих этапах две величины: совокупную массу здания (M) и несущую способность сваи (W) умноженную на «коэффициент надежности». Значение несущей способности можно взять из Таблицы 1. Итак, если масса равна 58 тонн, а скорректированная несущая способность сваи СВС-108 равна 3,9 тонн, то:

расчет количества свай для фундамента
Как показал пример расчета, для дома весом в 58 тонн потребуется 15 свай марки СВС-180. Следует отметить, что это значение приблизительно и не учитывает правила точного распределения свай согласно СНиП:

  • Первые должны быть установлены в точках пересечения несущих конструкций;
  • Остальные монтируются равномерно между обозначенными углами;
  • Минимальное расстояние между отдельными сваями 3 метра;

Как правило, в процессе проектирования выясняется, что для соблюдения вышеперечисленных правил потребуется немного больше свай, чем показали расчеты.

5. Глубина установки свай и расстояние между ними

Базовое значение глубины установки сваи рассчитывается исходя из глубины промерзания грунта в конкретно регионе, плюс 25 сантиметров. И также перед тем как рассчитать свайный фундамент, необходимо выяснить:

  • Уровень прочности сваи по материалу и конструкции;
  • Несущую способность грунта;
  • Провести расчет осадки свайного фундамента, со временем возникающей под нагрузкой здания;
  • Дополнительные параметры (температурный режим в течение года, объем осадков, нагрузки от ветра и др.).
Читайте также:  Стиль ампир в интерьере - создание дизайна и фото идеи

Расчет количества винтовых свай с помощью калькулятора

  1. Укажите длину сторон вашего строения, выбрав по форме от 3-х до 15-ти метров.
  2. Укажите тип строения – дом, гараж, бытовое сооружение и пр.
  3. Укажите «этажность», если появляются соответствующие графы.
    Заполняя графы, обратите внимание на то, что дом с мансардой будет считаться полутора этажным строением.
  4. Выбирайте материал вашего строения.
  5. Укажите тип грунта на участке.
  6. Укажите количество углов планируемого дома.
  7. Укажите высоту цокольного этажа из предложенных вариантов.
  8. Отметьте, собираете ли вы устанавливать камин/печку.
  9. Кликнете «Рассчитать».

Через несколько секунд появится результат подсчета необходимого количества свай для вашего объекта.

Рассмотрим пример

Имеется торфяной участок с глубиной торфа 3 метра. Вы решили построить деревянный дом (брус 150х150), площадью 10 на 10 метров. Дом планируется оригинальной формой с девятью углами и мансардой. На высоте 50 см над землей будет расположен пол. Чтобы зимой вам было тепло, было решение установить в доме камин.

После того, как были внесены все данные, калькулятор подсчета количества винтовых свай выдал нам результат – 32 сваи, диаметром 108 мм и длиной в 4,5 метра.

Конечно, данный расчет является предварительным. Он служит ориентиром при планировании бюджета и дальнейшего заказа. Для более точного результата необходим выезд специалиста на объект для детального осмотра участка под планируемую застройку, где будут учтены все факторы.

Принцип строения свайно-винтового фундамента.

Свайно-винтовой фундамент представляет собой совокупность заглублённых (вкрученных) в грунт на расчётную глубину металлических свай, которые сверху связаны в единую конструкцию общим ростверком. Сваи оснащены лопастями, которые становятся не только «инструментом» для ввинчивания металлической опоры в толщу грунта – за счет своей площади лопасти при проходке уплотняют породу ниже себя и становятся надежной опорой, способной выдержать немалые нагрузки.

Принцип строения свайно-винтового фундамента

Принцип строения свайно-винтового фундамента

Такая технология позволяет пройти сквозь поверхностные слои почвы, неустойчивого грунта, так, чтобы, в конце концов, свая «нашла» себе стабильную породу на глубине, обычно – ниже уровня промерзания, чтобы свести к минимуму влияние сил морозного пучения. Мало того что лопасти сваи опираются на уплотнённый грунт – они еще и успешно противостоят усилиям, выдергивающим сваю . Таким образом, при правильном расчете и монтаже, здание получает стабильное основание, в тех условиях, где другие типы фундаментов были бы бесполезны или же чрезвычайно сложны и дороги.

Внутренняя полость трубы-сваи чаще всего по всей высоте заполняется бетоном (без дополнительного армирования) – это позволяет создать защиту стенок от внутренней коррозии. Установленные сваи сверху обрезаются по нивелиру под один уровень в горизонтальной плоскости, к ним привариваются оголовки с монтажными площадками, на которых располагают ростверк, становящийся затем основой для дальнейшего возведения внешних стен и внутренних капитальных перемычек.

Ростверк же может монтироваться из различных материалов:

ИллюстрацияСпецификацияОбласть использования
рс1 1 – тело сваи (металлическая труба);
2 – лопастная часть;
3 – бетонное заполнение сваи;
4 – оголовок с монтажной площадкой;
5 – двутавровая балка.
Каркасные, блочные или кирпичные стены, дома из бревна или бруса, постройки из металлических сэндвич-панелей.
рс2 6 – ростверк из швеллера. Каркасные, блочные или кирпичные стены, дома из бревна или бруса, постройки из металлических сэндвич-панелей.
рс3 7 – обвязка из деревянного бруса (или нижний венец);
8 – механическое крепление брусьев обвязки (уголок);
9 – штыревое соединение брусьев обвязки.
Каркасные дома, стены из бревна или бруса, легкие хозяйственные постройки.
рс4 10 – монолитный бетонный ростверк (в некоторых случаях – даже плита);
11 – связующая закладная армирующая конструкция.
Дома из кирпича, газобетонных блоков, стены из металлических сэндвич-панелей, каркасные, из бревен или бруса.

Такая конструкция обеспечивает равномерное распределение нагрузок по всем опорам и предопределяет основные достоинства свайно-винтового фундамента:

  • Минимальные сроки возведения – по подобному параметру свайно-винтовым фундаментам, наверное, нет равных. При согласованных действиях бригады, и если, конечно, грунт не «преподнесёт сюрпризов» типа непроходимой каменной гряды на глубине, работы по возведению полноценной основы под строительство дома могут занять буквально день – два. Полностью выпадают характерные для большинства иных фундаментов сроки ожидания полного созревания бетонных растворов.

Сваи вкручиваются без применения спецтехники – мускульными усилиями нескольких человек с применением длинных рычагов

Сваи вкручиваются без применения спецтехники – мускульными усилиями нескольких человек с применением длинных рычагов

  • Очень часто возведение свайного фундамента можно провести самостоятельно, не прибегая к услугам специальной техники, что значительно удешевляет общую стоимость строительства.

Правда, если позволяет финансовая возможность, и есть желание избавить себя от нелегкого ручного труда, можно воспользоваться и услугами специальной установки для ввинчивания подобных свай. Работа пойдет еще быстрее и качественнее.

С применением спецтехники установка винтовых свай упрощается и ускоряется до предела

С применением спецтехники установка винтовых свай упрощается и ускоряется до предела

  • Строительство свайного фундамента возможно практически на всех типах грунтов, в том числе на заболоченных, торфяных участках – главное, чтобы лопастная часть достигла на глубине плотной породы, расположенной ниже уровня промерзания. При таком положении силы морозного вспучивания неспособны оказать сколь-нибудь значимого влияния на стабильность конструкции.
  • Свайно-винтовой фундамент – это одно из наиболее удачных решений при необходимости строительства на участке с пересеченным рельефом. Хотя винтовая часть всех свай должна расположиться на одном уровне по горизонтали, верхнюю их часть несложно подрезать по нивелиру, также выведя в единую плоскость перед связыванием ростверком.

Свайный фундамент позволяет упростить строительство домов на участках с выраженно пересеченным рельефом

Свайный фундамент позволяет упростить строительство домов на участках с выраженно пересеченным рельефом

  • При использовании качественно изготовленных свай, имеющих антикоррозионную обработку, такой фундамент должен прослужить не менее 50 лет.

Тем не менее, существуют у фундаментов подобного типа и определенные недостатки:

  • Определенные сложности в установке вплотную к ране возведенным зданиям, например, при строительстве пристройки. Проблема решается применением спецтехники.
  • Имеющиеся ограничения пол несущей способности винтовых свай. Впрочем, этот недостаток несущественен при ведении частного строительства – заложенных возможностей свай, при правильном их подборе, обычно вполне достаточно.
  • Нет возможности оборудовать полноценный подвал или цокольное помещение.
  • Наконец, самый главный недостаток – это действие коррозии на металлические сваи, которое способно существенно снизить их эксплуатационный ресурс. Безусловно, добросовестные производители предусматривают возможные меры для снижения подобного воздействия – применяются оцинкованные трубы, специальные полимерные покрытия. Однако, полностью исключить влияние коррозии сложно. Кроме того, оно может быть усилено неблагоприятным химическим составом грунтов, высокой вероятностью блуждающих токов из-за близкого расположения дома от электрических подстанций, шахт, высоковольтных линий электропередач или вышек сотовой связи, железнодорожной магистрали.

Кроме того, некоторые хозяева своими руками неосознанно «закладывают бомбу», подключая к вкрученным сваям контур заземления дома. Нет слов, как заземление эта схема – вполне работоспособна. Но в этом то и беда – при любой нештатной ситуации с электроприборами ток пойдет через сваю, резко активизируя при этом процессы коррозии, особенно в областях сварных швов.

Однако, вернемся к теме нашей публикации. При качественном монтаже винтовых свай, правильной их расстановке и обвязке, нагрузка от здания должна распределяться по всем точкам опоры равномерно. Значит, для определения количества свай необходимо иметь два основополагающих параметра – это несущая способность опоры и суммарная нагрузка, которая будет создаваться на фундамент. Причем, здесь должна учитываться не только масса самого здания, но и эксплуатационные и иные внешние нагрузки.

Для начала разберемся со сваями – с выпускаемыми разновидностями и с допустимыми нагрузками на них.

Винтовые сваи и расчет допустимых нагрузок на них

Основные типоразмеры винтовых фундаментных свай

Винтовые сваи в наше время широко представлены в свободной продаже. Существует несколько типоразмеров, обычно применяющихся в индивидуальном строительстве. Различаются они диаметром ствола (трубы) и лопастей, стало быть, и своими несущими возможностями. Кроме того, сваи любого типоразмера выпускаются в довольно широком ассортименте длин, обычно от 1650 до 7000 мм, что позволяет подобрать нужный размер в зависимости от особенностей планируемого строительства.

Ниже в таблице приведены основные параметры свай модельного ряда СВС – с приваренными лопастями винтовой части. Эти модели – наиболее распространённые и доступные по цене. Для ориентира, будут приведены средние цены на сваи длиной 2500 мм.

ИллюстрацияКраткое описание и предназначение моделиПримерный уровень цен (длина 2500 мм)
всв1 СВС-57. Свая не отличается высокой несущей способностью – допустимая нагрузка до 800 кг.
Стандартная область применения – облегченные заборы, не обладающие парусностью, то есть из сетки-рабицы.
Чаще всего используются 4-метровые изделия, из расчета 2 метра заглубления и еще 2 – высота забора.
1300 руб. + 100 руб. за каждые дополнительные 500 мм длины.
Оголовок ОВС-57/200/200 – 260 руб./шт.
всв2 СВС-76 способны выдерживать нагрузку до 3000 кг, и поэтому могут применятся для строительства заборов и ограждений «глухого» типа, то есть обладающих парусностью (из профнастила, металлического или деревянного штакетника, шиферных листом, поликарбоната и т.п.)
Позволяют при необходимости создавать между опорами дополнительный ленточный фундамент для забора.
Наиболее часто используемый размер – 4000 мм.
1450 руб. + 100 руб. за каждые дополнительные 500 мм длины.
Оголовок ОВС-76/200/200 – 300 руб./шт.
всв3 СВС-89 с допустимой нагрузкой, доходящей до 4÷5 тонн.
Типичная сфера применения – строительство беседок, хозяйственных построек, гаражей.
Отлично подойдет для пристраивания веранды к дому.
Используется в качестве дополнительной опоры, например, при установке в доме печи или камина.
1500 руб.
Оголовок ОВС-89/200/200 – 300 руб./шт.
всв4 СВС-108 уже могут применяться при возведении жилых построек – домов из бруса, бревенчатых срубов или каркасных конструкций.
Допустимая нагрузка на опору может лежать в диапазоне от 5 до 9 тонн.
Отлично подходят для строительства на заболоченных и торфяных грунтах.
1700 руб.
Оголовок ОВС-108/200/200 – 300 руб./шт.
всв5 СВС-133 способны выдерживать нагрузки, доходящие до 10÷14 тонн.
Такие сваи используют для возведение фундаментов под строительство достаточно тяжелых домов из кирпичей или газобетонных блоков.
Допустимо использование монолитного ростверка и даже заливка плиты перекрытия первого этажа.
2250 руб.
ОВС-133/300/300 – 350 руб./шт

А вот теперь – очень важное замечание. Все представленные выше модели можно назвать «бюджетным вариантом» – они изготавливаются по технологии приваривания лопастей к телу трубы, и в этом кроется их основной недостаток.

Даже небольшое отклонение в геометрии при приваривании лопастей может давать нежелательный эффект отклонения сваи от вертикали при ее вкручивании в грунт. Кроме того, при экстремальных напряжениях, которые обязательно испытывает лопасть при вкручивании, зачастую случаются разрывы сварного шва –  свая начинает просто проворачиваться на месте, и ни о какой несущей способности уже и речи не идет. Мало того, в практике использования подобных фундаментов известны случаи, когда под консолидированным воздействием  уже упомянутой выше коррозии и внешней механической нагрузки попасть отрывалась по шву уже после нескольких лет эксплуатации. При этом свая также значительно теряет в своей несущей способности, дополнительная нагрузка падает на соседние опоры, и не исключается проседание этой части фундамента с деформацией ростверка, а значит и стен дома.

Винтовой наконечник сваи сварного типа (слева) и литой – разница видна невооруженным глазом.

Винтовой наконечник сваи сварного типа (слева) и литой – разница видна невооруженным глазом.

Если подходить к делу со всей серьёзностью, и тем более – в случае возведения не хозяйственной постройки или ограждения, а полноценного жилого дома, оптимальным решением станет использование свай с литым винтовым наконечником. Изготовленные из стали СТ-25 или СТ-35 методом точного литья в вакуумной среде, наконечники обладают выверенной геометрией спирали, более толстой лопастью, которой не будут страшны экстремальные нагрузки, а отсутствие сварных швов резко снижает уязвимость к коррозии. Устойчивость подобных наконечников к деформирующей нагрузке позволяет ввинчивать сваи даже в грунтах с мелкими камнями. При благоприятной физико-химической характеристике грунта и при условии правильного монтажа, фундамент с такими опорами может служить до 100 лет.

Правда, за это придется отдать несколько большую сумму. Так, стоимость одной сваи СВЛН-108/300/2500 (аббревиатура ЛН – литой наконечник) уже ориентировочно 2600 руб., а СВЛН-133/350/2500 – 3350 руб., то есть в среднем на треть дороже сварных.

Приобретать винтовые сваи лучше всего непосредственно у проверенного производителя, или, по крайней мере, в тех торговых точках, где могут документально подтвердить оригинальность продукции

Приобретать винтовые сваи лучше всего непосредственно у проверенного производителя, или, по крайней мере, в тех торговых точках, где могут документально подтвердить оригинальность продукции

При выборе любых винтовых свай необходимо проявлять особую внимательность к качеству изготовления. Беда в том, что в этой сфере подвизается немало полукустарных производителей, изделия которых не выдерживают никакой критики. Это касается и труб, и стали, используемой для наваривания лопастей, и качества выполнения сварных швов, и правильности геометрии винта, и антикоррозионного покрытия свай. Кстати, ушлые «леваки» освоили даже выпуск псевдо-литых наконечников, которые внешне могут мало отличаться от настоящих. Так что будьте крайне внимательны и никогда не стесняйтесь потребовать сертификационную документацию, которая должна сопровождать любую партию «легальной» продукции. В вопросах строительства фундамента полагаться «на авось» никак нельзя – ошибки могут очень многого стоить.

На особо ответственных участках строительства, для фундаментов, рассчитанных на тяжелые постройки, могут применяться винтовые сваи с двухъярусным расположением лопастей.

На особо ответственных участках строительства, для фундаментов, рассчитанных на тяжелые постройки, могут применяться винтовые сваи с двухъярусным расположением лопастей.

Указанными выше моделями разнообразие винтовых свай не ограничивается — просто были продемонстрированы наиболее распространенные и широко применяемые в частном строительстве варианты. А кроме этого, производятся специализированные сваи для каменистых грунтов, которые формой больше напоминают спираль самореза, для вечной мерзлоты – с дополнительной буровой коронкой, и другие. Для особо ответственных построек с большим удельным давлением на опоры применяются винтовые сваи с двумя рядами лопастей, разнесенными по высоте колонны. Это позволяет компенсировать горизонтальные подвижки грунта, исключить перекос при ввинчивании, повысить несущую способность сваи. Правда, для монтажа более сложных разновидностей, как правило, уже не обходится без специальной техники.

Допустимые нагрузки на винтовые сваи

После того как познакомились с характеристиками свай, можно переходить к рассмотрению важного вопроса – какой же несущей способностью они будут обладать, то есть какую допустимую нагрузку на них можно планировать.

Читайте также:  Прачечная в доме (35 фото): планировка в квартире и в частном коттедже, дизайн хозяйственной комнаты в подвале, мини-вариант для одноэтажного жилища

Этот параметр напрямую зависит от таких критериев, как типоразмер сваи и особенности преобладающего несущего слоя грунта. Если с первым показателем – всё относительно понятно, так как сваи выдерживаются в стандартных геометрических размерах, то со вторым уже сложнее. И эта сложность в основном в том, что  самостоятельно оценить характеристики грунта – задача непростая, а иногда – и вовсе не разрешимая без привлечения специалистов.

Итак, формулу несущей способности винтовой сваи можно выразить следующим образом:

W = Q / k

где:

W – собственно, сама несущая способность сваи, то есть та эксплуатационная нагрузка, которую опора способна гарантированно выдержать.

Q – расчетное значение несущей способности сваи, исходя из ее размерных параметров и характеристики несущего слоя грунта.

k – так называемый «коэффициент надежности», учитывающий необходимый эксплуатационный запас несущей способности и зависящий от качества предварительно проводимых исследований грунта и, в определённой мере – от общего количества свай.

Величину расчетного значения допустимой нагрузки тоже, казалось бы, определить несложно. Для этого применяется следующая формула:

Q = S × Ro

где:

S – площадь поперечного сечения опорной части сваи, то есть ее лопасти (в вертикальной проекции).

Ro – расчетное сопротивление грунта на уровне заглубления винтовой части сваи.

Сопротивление грунта – эта табличная величина, которую несложно найти. Некоторые значения для наиболее распространенных грунтов, на которых практикуется возведение свайно-винтового фундамента, при условии залегания винтовой части сваи на глубине от 1500 мм и ниже, приведены в следующей таблице:

Тип грунта на уровне залегания винтовой части сваиОсобенности грунтаСопротивление грунта на глубине 1500 мм и ниже, кг/см²
Песчаный грунт Крупной фракции, от 2,5 до 5 мм 15,0
Средней фракции, от 1,5 до 2.5 мм 15,0
Мелкой фракции, от 1,0 до 1,5 мм 8,0
Пылевидной фракции, менее 1,0 мм 5,0
Супеси и суглинки Полутвердого состояния 5,5
Тугопластичные 4,5
Мягкопластичные 3,5
Глины Полутвердого состояния 6,0
Тугопластичные 5,0
Мягкопластичные 4,0
Лёсс Мягкопластичный 1,0

Пластичность глины, суглинков или супесей можно определить, просто сжав образец грунта в ладони – сохранит ли комок приданную ему форму или рассыплется при прикосновении. Фракцию песка также определить – не составит особого труда. Лёссовые слои (пористая порода характерного палевого или бежевого цвета) встречаются крайне редко, и несущая способность у них крайне невысокая.

Однако, и это еще не всё. Возвращаемся к поправочному «коэффициенту надежности». Он может принимать значение от 1,2 до 1,7. Мало того, что этим самым уже закладывается эксплуатационный запас несущей способности сваи – такая поправка еще и учтет точность определения структуры грунта. Разъясним подробнее.

  • Самое правильное решение при проектировании фундамента – это профессиональный анализ состояния грунтов на участке строительства. Для этого в нескольких местах пробуриваются скважины, берутся образцы на органолептический и лабораторный анализы. По итогам исследования составляется заключение о картине расположения грунтов и водоносных горизонтов, после чего вырабатываются рекомендации по применению того или иного типа фундамента. При таком подходе коэффициент надежности можно взять минимальный: k = 1,2.

Самый правильный подход для проектирования фундамента – это профессиональное геологическое исследование участка

Самый правильный подход для проектирования фундамента – это профессиональное геологическое исследование участка

Увы, к таким мерам при выполнении «малоформатного» частного строительства прибегают нечасто, просто из-за высокой стоимости этих услуг: подобный профессиональный анализ может потребовать дополнительно несколько десятков тысяч рублей.

  • Второй способ, который, правда, также потребует привлечения специалистов с соответствующим оборудованием – это ввинчивание так называемой эталонной скважины.

На участке под будущее строительство вкручивается свая выбранного типоразмера. После того как ее винтовая часть пройдет уровень промерзания грунта, начинают вести мониторинг крутящего момента, прикладываемого к опоре. Это дает возможность с большой степенью точности определить расположение слоев грунта с максимальной несущей способностью.

Стоимость подобных услуг уже не столь велика – всего несколько тысяч рублей, поэтому такой подход в частном жилом строительстве применяется чаще всего. Степень достоверности полученных параметров – достаточно велика, поэтому коэффициент надежности также принимают не особо большим: k = 1,25.

  • Наконец, многие застройщики на свой страх и риск определяют состояние грунта самостоятельно, выкапывая шурфы или пробуривая скважины на предполагаемую глубину расположения винтовой части сваи, наблюдая строение грунтов в выкопанных колодцах, погребах и т.п.

В связи с тем, что этот подход не отличается высокой точностью, коэффициент надежности при подсчетах закладывается максимальный. k = 1,45 ÷ 1,7. Так что за экономию в одном (отказ от услуг специалистов), возможно, придется заплатить увеличением общего количества свай. Есть над чем подумать…

Итак, все данные для расчета теперь есть. Можно подставлять их в формулу и находить максимально допустимую нагрузку на винтовую сваю. А чтобы это было сделать еще легче, ниже расположен калькулятор, в который уже внесены основные табличные параметры для проведения вычислений.

Калькулятор расчета несущей способности винтовой сваи

Перейти к расчётам

 

Укажите запрашиваемые значения и нажмите «Рассчитать несущую способность винтовой сваи»
Типоразмер сваи





Тип преобладающего грунта на предполагаемой глубине расположения винтовой части свай svainovint22
Песок крупной или средней фракцииПесок мелкой фракцииПесок пылевидной фракцииСуглинок или супесь твердыеСуглинок или супесь тугопластичныеСуглинок или супесь мягкопластичныеГлина полутвердого состоянияГлина тугопластичнаяГлина мягкопластичнаяЛёсс
Качество грунтов определено: 5e84d0332
– проведением профессиональных геологических изысканий
– установкой эталонной сваи
– на основе лично проведенных изысканий

Полученное значение запоминаем – оно нам потребуется для дальнейших расчетов.

Общая нагрузка, создаваемая зданием, и окончательный расчет количества винтовых свай

Теперь необходимо подсчитать, какая нагрузка будет выпадать на свайный фундамент от планируемого к возведению на его основе здания. Для этого подсчитывается вес всех строительных конструкций: внешних и внутренних капитальных стен, внутренних перегородок, перекрытий – первого этажа и чердачного, стропильной системы и кровельного покрытия. Принимаются в расчет и эксплуатационные нагрузки – масса проживающих в доме людей, предметов мебели и других предметов интерьера, крупной бытовой техники и оборудования и т.п.

Можно «зарыться в таблицы» с параметрами основных стройматериалов и провести такой расчет самостоятельно. Мы же предлагаем поступить еще проще – воспользоваться возможностями размещенного ниже калькулятора, который, не претендуя на инженерную точность, все же даст результат во вполне допустимом диапазоне погрешностей, которого будет достаточно для определения необходимого количества свай винтового фундамента.

Калькулятор расчета нагрузки от планируемого к постройке здания на свайно-винтовой фундамент

Несколько необходимых пояснений по проведению расчета:

Материал стен можно выбрать из выпадающего списка. Площадь стен вычисляется самостоятельно, по имеющимся на руках «наметкам» планируемого к постройке дома или хозяйственного сооружения. При желании – можно исключить из площади оконные и дверные проемы, но иногда этим пренебрегают, тем более что таким образом в итоге закладывается дополнительных запас прочности фундамента.

рас10
Сложности с вычислением площадей? Можем помочь!

Даже давно знакомые геометрические формулы, бывает, подзабываются, а некоторые сложные конфигурации комнат, стен или кровли, случается, ставят в тупик. На помощь придёт статья нашего портала, специально посвященная расчетам площадей и дополненная удобными калькуляторами для облегчения вычислений.

Площадь понадобится и для определения массы перекрытий. В программу расчета сразу занесены и средние эксплуатационные нагрузки на перекрытия.

Далее, необходимо указать тип кровельного покрытия, а средняя масса стропильной системы под него уже будет учтена автоматически.

Угол уклона скатов кровли необходим для определения величины снеговой нагрузки. В этих же целях потребуется по карте-схеме определить зону своего региона проживания и указать ее в соответствующем поле калькулятора – так будет учтена среднестатистическая снеговая нагрузка.

Зонирование территории России по уровню среднестатистической снеговой нагрузки

Зонирование территории России по уровню среднестатистической снеговой нагрузки

Наконец, есть смысл учесть и массу ростверка, связывающего сваи.

  • Если обвязка производится брусом, то не будет большой ошибкой просто включить ее в площадь стены, и в этом случае просто на слайдере «длина ростверка» оставляется по умолчанию «0».
  • Но если применяются тяжелые материалы – стальной прокат или железобетон, то возрастание нагрузки бывает нешуточным. Поэтому необходимо указать общую длину ростверков, включая внешний периметр и, при наличии, планируемые внутренние перемычки под установку капительных перегородок. Затем указывается материал изготовления, а удельный его вес уже внесен в программу расчета.

Итоговое значение будет дано в килограммах и тоннах.

Перейти к расчётам

 

Укажите запрашиваемые значения и нажмите «Рассчитать суммарную нагрузку, выпадаемую на свайный фундамент»flat11
СТЕНЫ ДОМА
Площадь стен указывается суммарно, при желании – можно с вычетом оконных и дверных проемов.
(Доступно введение двух вариантов, например, для несущих внешних и внутренних стен. Если вариант не используется, оставьте значение площади по умолчанию – 0)

 

Стены, тип №1

Материал стен
– кирпичная кладка в полкирпича (120 мм)- кирпичная кладка в 1 кирпич (250 мм)- кирпичная кладка в 1.5 кирпича (380 мм)- стены из газосиликатных блоков марки D600, толщина 300 мм- бревенчатый сруб, диаметр 240 мм- стены из бруса, толщина 150 мм- каркасные стены с утеплением, толщина 150 мм- стены из сэндвич-панелей толщиной 150 мм, с утеплением из минеральной ваты- стены из сэндвич-панелей толщиной 150 мм, с утеплением из пенополистирола или пенополиуретана
Площадь стен, м²

 

Стены, тип №2

Материал стен
– кирпичная кладка в полкирпича (120 мм)- стены из газосиликатных блоков марки D600, толщина 300 мм- бревенчатый сруб, диаметр 240 мм- стены из бруса, толщина 150 мм- каркасные стены с утеплением, толщина 150 мм- каркасные перегородки из гипсокартона- перегородки из сэндвич-панелей толщиной 50-80 мм, с утеплением из минеральной ваты- перегородки из сэндвич-панелей толщиной 50- 80 мм, с утеплением из пенополистирола или пенополиуретана
Площадь стен, м²
перееее
ПЕРЕКРЫТИЯ
Если в перекрытии есть проем, например, для межэтажной лестницы, то его следует исключить из общей площади
(Доступно введение двух вариантов, например, для межэтажного и чердачного перекрытия. Если вариант не используется, оставьте значение площади по умолчанию – 0)

 

Перекрытие, тип №1 (межэтажное)

Тип перекрытия
– перекрытие межэтажное или цокольное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 200 кг/м³- плита перекрытия пустотная- плита перекрытия монолитная
Площадь перекрытия, м²

 

Перекрытие, тип №2 (чердачное)

Тип перекрытия
– перекрытие чердачное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 200 кг/м³- плита перекрытия пустотная- плита перекрытия монолитная
Площадь перекрытия, м²
slide3иир
СТРОПИЛЬНАЯ СИСТЕМА И КРОВЛЯ
При выборе типа кровли автоматически будет учитываться и средний вес стропильной системы с обрешеткой.
Одновременно к весу крыши будет добавлено ориентировочное значение снеговой нагрузки, в зависимости от региона строительства и крутизны скатов

Общая площадь кровли, м²

Тип кровли
– листовая сталь, профнастил, металлочерепица- мягкая полимер-битумная кровля в два слоя- абесто-цементный шифер- керамическая черепица
Укажите зону, в соответствии с картой-схемой рас11ччч
IIIIIIIVVVIVII
Угол уклона скатов кровли
– до 25 градусов
– от 26 до 59 градсов
– 60 градусов и круче
content_1336
РОСТВЕРК
Если для обвязки свай используется деревянный брус, то его можно просто учесть в площади стены – большой ошибки не будет.
Ростверк из металлопроката или железобетона лучше принять в расчет дополнительно

Длина ростверка (учитывая внешний периметр и внутренние перемычки), метров

Материал ростверка:

– швеллер №30

– двутавровая балка №20

– железобетонная монолитная лента 300х200 мм

Итак, после проведения обоих вычислений у нас имеются два основных значения – несущая способность одной сваи и общая нагрузка, передаваемая зданием на фундамент. Вряд ли имеет смысл располагать еще один калькулятор для окончательного подсчета – такое приложение есть в каждом компьютере или мобильном гаджете. Необходимо всего лишь разделить нагрузку на несущую способность, а полученное значение округлить в большую сторону до целого.

Например, вычисления показали, что общая нагрузка от планируемого к возведению здания составит 56.4 тонн. Расчет сваи СВС-108 дал значение ее несущей способности с учетом коэффициента надёжности — 3.9 тонны.

N = M / W = 56.4 / 3.9 = 14.46 → 15 свай

Правда, при некоторых обстоятельствах и это значение еще может оказаться неокончательным. Необходимо в первую очередь распределить сваи по периметру, обязательно по одной – по всем внутренним и внешним углам, во всех точках пересечения и сопряжения ограждающих конструкций. Оставшиеся опоры равномерно распределяют на прямых участках стен, соблюдая правило. что расстояние между сваями не должно превышать 3000 мм. Случается, что приходится добавить одну-две сваи для соблюдения всех этих требований, но стабильность фундамента от этого только выиграет.

Никогда не принимаются в расчёт с основным домом примыкающие к нему лёгкие пристройки – террасы, веранды, сараи и другие. Там – совсем иной уровень нагрузок, поэтому для этих сооружений необходимо отдельное проектирование, а для фундаментов чаще всего бывает достаточно более экономного варианта — свай меньшего диаметра. Аналогичного подхода могут потребовать, наоборот, и тяжеловесные конструкции – печи, тяжелые чугунные котлы, массивное насосное оборудование и т.п. Для таких объектов также целесообразно проводить отдельный расчет и выполнять необходимое усиление участка.

И, наконец, еще один важный нюанс. При планировании и предварительной разбивке свайного поля не забываем, что винтовая часть всех свай должна расположиться на одном уровне. Важно – это считается не от поверхности земли, а именно по горизонтальной плоскости. Так что при сильно пересеченном рельефе, не исключено, что разных точек установки понадобятся сваи различной длины.

При планировании свайного поля в обязательном порядке учитываются имеющиеся перепады высот на участке под строительство

При планировании свайного поля в обязательном порядке учитываются имеющиеся перепады высот на участке под строительство

В обязательном порядке оставляется запас по высоте, не менее 200-÷500 мм, который потом будет по нивелиру обрезаться в общий горизонтальный уровень перед привариванием оголовков и монтажом ростверка. Легче и, в конечном счёте – дешевле срезать излишек, чем столкнуться с проблемой необходимости наращивания ствола сваи.

И в завершение публикации – видеосюжет, в котором специалист рассказывает о базовых правилах расстановки винтовых фундаментных свай:

Источники

  • http://russkaya-banja.ru/fundament/stolbchatyj-fundament/166-raschet-kolichestva-svaj-dlya-fundamenta.html
  • http://FundamentAya.ru/dop/raschet/kolichestva_svaj_dlya_fundamenta.html
  • http://www.stroy-podskazka.ru/fundament/kolichestvo-vintovyh-svaj/
  • https://RuMyDom.ru/svajnyj/pravila-rascheta-svajnogo-fundamenta.html
  • https://sv-fundament.ru/calc-svayi/
  • https://stroyday.ru/stroitelstvo-doma/fundament-doma/svajnyj-fundament-raschet-kolichestva-svaj.html

[свернуть]
Помогла статья? Оцените её
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд
Загрузка...