Этапы проектирования фундамента на винтовых сваях
Расчеты для устройства фундамента на сваях делает конструкторское бюро на этапе разработки проектно-технических документов для строительных работ. Самостоятельные расчеты проводятся при помощи СП 24.13330. Для основы здания на винтовых сваях необходимо рассчитать несущую способность слоя грунта на уровне расположения спиральных лопастей. Этот параметр необходим для определения несущей способности сваи.
Далее необходимо определить число свай, вычислить их шаг монтажа на прямых участках, там, где стыкуются стены, а также в местах расположения каминов, печей, генераторов и прочих спецконструкций.
Чтобы не прибегать к полноценному геологическому изысканию, определить тип грунта можно путем тестового вкручивания. Таким образом определяется глубина залегания несущего слоя, состав почвы и высота залегания грунтовых вод. Однако, данные полученные таким путем будут очень условными, поэтому для объективации картины несущей способности грунта в расчетах используют поправочный коэффициент 1.6-1.7.
Расчет количества винтовых свай
Пример расчета свайно-винтового фундамента
Исходные данные для расчета фундамента под двухэтажный брусовой дом с размерами в плане 6 на 6 метров:
- грунты на участке — суглинок и суспеси;
- диаметр используемых свай — 108 мм, диаметр лопасти — 300 мм;
- масса дома, со всеми нагрузками от стен, перегородок, перекрытий, полезной и снеговой нагрузкой — 60 тонн.
- периметр наружных стен — 24 м, в нашем случае внутренних несущих стен нет.
Узнаем несущую способность грунта. Для этого воспользуемся таблицей ниже.
| Тип грунта | Rо на глубине 150 см и более, кг/см2 |
| Галька с включениями глины | 4,5 |
| Гравелистый с включениями глины | 4,0 |
| Песчаные почвы (крупная фракция) | 6,0 |
| Песчаные почвы (средняя фракция) | 5,0 |
| Песчаный (мелкая фракция) | 4,0 |
| Пылеватый песок | 2,0 |
| Глинистые почвы и супеси | 3,5 |
| Вязкие глинистые почвы | 6,0 |
| Просадочный грунт или насыпное основание (с уплотнением) | 1,5 |
| Насыпной грунт (без уплотнения) | 1,5 |
Несущая способность разных видов почв
Из таблицы видно что для суглинков и супесей параметр равен 3,5 кг/см². Коэффициент надежности по нагрузке принимаем 1,75 (для обеспечения запаса по надежности). Остается вычислить площадь лопасти сваи:
S = (πD²)/4 = 3,14*30/4 = 706,5 см² (значение диаметра лопасти в расчет берется в сантиметрах).
F = S*Rо = 706,5*3,5 = 2472 кг.
Вычисляем допустимую нагрузку:
N = F/γk = 2472/1,75 = 1412 кг ≈ 1,4 т.
Далее рассчитаем минимальное количество свай, которые способны удержать данный дом:
60 т/1,4т ≈ 43 шт.
Дальше определяем шаг между сваями. Для этого длину стен дома делят на количество свай:
24 м/42 шт = 0,57 м — максимальное расстояние между опор.
Получилось довольно большое количество свай для такого небольшого дома, т.к. мы приняли, что геологические изыскания не проводились, и пришлось принять поправочный коэффициент равный 1,75, если провести исследования хотя бы пробным вкручиванием (эталонным), тогда количество свай можно снизить до 18 штук, а это существенная экономия. В каждом случае нужно считать, что обойдется дешевле — геологические изыскания или самостоятельный расчет и перестраховка по несущей способности.
Типология буронабивных свайных фундаментов
Буронабивные свайные фундаменты — это одна из немногих конструкций, не поддающихся строгой классификации. Типовые размеры, представленные в различных сортаментах, сводах правил и государственных стандартах, являются лишь приблизительными рекомендациями. Тогда как серийно производимые изделия должны пройти ряд строгих проверок на соответствие стандартам качества, буронабивные сваи практически невозможно испытать, поскольку изготавливаются они в полевых условиях и закладываются прямо в грунт.
Конструкция буронабивных свай Для типизации буронабивных свай используют деление по геометрическим признакам и технологическим особенностям производства и эксплуатации. СНиП 2.02.03-85 является актуализированной версий свода строительных норм и правил от 1983 года и предлагает классифицировать буронабивные сваи по способу изготовления следующим образом:
- Буронабивные сплошного сечения:
- с уширениями и без них;
- без крепления стенок;
- с укреплением боковых стенок скважин глиняным раствором или обсадными трубами (при дислокации свайной колонны ниже уровня грунтовых вод)
- Буронабивные с применением технологии непрерывного полого шнека; Береты – буровые, изготовляемые с помощью плоского грейфера или грунтовой фрезы;
- Буронабивные с камуфлетной пятой, устраиваемые с последующим образованием уширения с помощью взрыва (в том числе и электрохимического).
От способа изготовления свайных столбов зависит их окончательная стоимость и, главное, максимальные и минимальные размеры свайных колонн
Важно учитывать разновидность буронабивных свай до начала строительства, поскольку различные технологии производства предполагают разный набор специализированного оборудования, а также допустимые габариты скважин
Какие параметры нужно рассчитать для правильного выбора свайного фундамента
Параметры, необходимые для обоснованного выбора свайного фундамента, можно разделить на две группы:
- Измеряемые.
- Расчетные.
К измеряемым могут быть причислены все свойства грунта на данном участке:
- Состав слоев.
- Уровень залегания грунтовых вод.
- Особенности гидрогеологии, возможность сезонного подтопления, подъемы и понижения водоносных горизонтов.
- Глубина залегания и состав плотных слоев.
К расчетным параметрам относятся:
- Величина нагрузки на основание.
- Несущая способность опоры.
- Схема расположения стволов.
- Параметры свай и ростверка.
Указаны только самые общие параметры, в ходе создания проекта нередко приходится рассчитывать большое количество дополнительных позиций.
ВАЖНО!
Расчет фундамента — ответственная и очень сложная задача. Ее решение можно поручить только грамотному и опытному специалисту, имеющему соответствующую профессиональную подготовку и квалификацию
Кроме того, заказ на выполнение расчета должен быть оформлен официальным порядком, чтобы проектировщик нес полную ответственность за результат своих действий. Проект, составленный неформальным порядком, может стать приговором как самой постройке, так и людям, проживающим в ней.
Сравнительная таблица характеристик винтовых свай
Несущая способность для винтовых свай – один из ключевых параметров, который показывает, какую нагрузку сможет выдержать конструкция. Зависимость несущей способности от габаритов свай наглядно представлена в таблице.
| Диаметр, мм | Несущая способность, кг | Длина, мм |
|---|---|---|
| 57 | 800 | 2000 |
| 76 | 2000-3000 | 2500 |
| 89 | 4000 | 2500 |
| 108 | 7000 | 2500 |
| 150 | 9500 | 3000 |
Сравнить технические характеристики различных типов винтовых свай с литым наконечником с их конечной стоимостью будет проще, ознакомившись с этой таблицей.
Примерный прайс-лист на ВС с литым наконечником и антикоррозийным эпоксидным покрытием: ТУ № 5283-001090093620-2012
| Наименование, обозначение согласно ТУ | Диаметр ствола свай, мм | Диаметр лопасти наконечника, мм | Толщина стенки ствола, мм | Длина сваи, мм | Вес сваи, кг | Цена розница за шт. руб |
|---|---|---|---|---|---|---|
| СВЛ-ПМК 57-150 | 57 | 150 | 3,0 | 1000 | 5,5 | 880-00 |
| 1500 | 7,5 | 1000-00 | ||||
| 2000 | 9,5 | 1120-00 | ||||
| 2500 | 11,5 | 1240-00 | ||||
| 3000 | 13,5 | 1360-00 | ||||
| 3500 | 15,5 | 1480-00 | ||||
| 4000 | 17,5 | 1600-00 | ||||
| 4500 | 19,5 | 1720-00 | ||||
| 5000 | 21,5 | 1840-00 | ||||
| 5500 | 23,5 | 1960-00 | ||||
| 6000 | 25,5 | 2080-00 | ||||
| СВЛ-ПМК 76 | 76 | Тип шуруп | 3,0 | 1500 | 8,5 | 1240-00 |
| 2000 | 11,0 | 1430-00 | ||||
| 2500 | 13,5 | 1610-00 | ||||
| 3000 | 16,0 | 1790-00 | ||||
| 3500 | 18,5 | 1970-00 | ||||
| 4000 | 21,0 | 2150-00 | ||||
| 4500 | 23,5 | 2340-00 | ||||
| 5000 | 26,5 | 2520-00 | ||||
| 6000 | 28,5 | 2880-00 | ||||
| СВЛ-ПМК 76-180 | 76 | 180 | 3,0 | 1500 | 9,0 | 1240-00 |
| 2000 | 11,5 | 1430-00 | ||||
| 2500 | 14,5 | 1610-00 | ||||
| 3000 | 16,5 | 1790-00 | ||||
| 3500 | 19,0 | 1970-00 | ||||
| 4000 | 21,5 | 2150-00 | ||||
| 4500 | 24,0 | 2340-00 | ||||
| 5000 | 26,5 | 2520-00 | ||||
| 6000 | 29,0 | 2700-00 | ||||
| СВЛ-ПМК 89-250 | 89 | 250 или шуруп | 3,5 | 2000 | 18,4 | 1700 (2020) |
| 2500 | 21,1 | 1930 (2240) |
Оценка несущей способности свай в зависимости от их длины представлена в следующей таблице.
| Почва | Расчетное сопротивление грунта (кг/см²) | Несущая способность сваи (тонн) | ||
|---|---|---|---|---|
| Площадь опирания шнека (см²) | 200х60х2500 | 250х89х2500 | 300х108х2500 | |
| Глина | 5 | 1,6 | 2,5 | 3,5 |
| Суглинок | 4,5 | 1,4 | 2,2 | 3,2 |
| Лёсс | 1 | 0,3 | 0,5 | 0,7 |
| Песок | 9 | 2,8 | 4,4 | 6,4 |
Ниже пример уровня предельной вертикальной и горизонтальной нагрузки, которую способны выдерживать винтовые сваи от производителя BAU в зависимости от типа грунта.
| Свая BAU FM24 | Тип грунта | Предельная вертикальная нагрузка кН (тонна) | Предельная выдерживающая нагрузка кН (тонна) | Предельная горизонтальная нагрузка кН (тонна) |
|---|---|---|---|---|
| 76×2000 | Песок средней крупности, мелкий | 45 (4,5) | 25 (2,5) | 23 (2,3) |
| 76×2500 | 55 (5,5) | 30 (3,0) | 23 (2,3) | |
| 76×3000 | 65 (6,5) | 35 (3,5) | 23 (2,3) | |
| 76×2000 | Суглинки твердые, полутвердые | 22 (2,2) | 18 (1,8) | 15 (1,5) |
| 76×2500 | 30 (3,0) | 20 (2,0) | 15 (1,5) | |
| 76×3000 | 40 (4,0) | 25 (2,5) | 15 (1,5) | |
| 76×2000 | Супеси твердые | 30 (3,0) | 20 (2,0) | 20 (2,0) |
| 76×2500 | 40 (4,0) | 25 (2,5) | 20 (2,0) | |
| 76×3000 | 45 (4,5) | 30 (3,0) | 20 (2,0) |
Покупка металлических опор должна осуществляться только по результатам выполненных расчетов, утвержденного проекта строительных работ.
Пример расчета фундамента на винтовых сваях
В большинстве случаев расчет свайного основания (в том числе и винтового типа) ведется на специальных программных продукта – так называемых «калькуляторах фундамента». Но всю последовательность вычислений, проводимых таким «калькулятором» можно произвести и вручную.
И далее по тексту мы изложим именно «ручную» методику расчетов. Причем все вычисления будут изложены именно в том прядке, который был описан при изложении типовой методики расчетов свайного основания. Итак..
Определение характеристик почвы
Как говорилось выше, все характеристики почвы определяют в ходе инженерно-геологических изысканий. Однако для сооружения небольших фундаментов под относительно легкие строения можно воспользоваться и усредненными, табличными данными, увязав несущую способность грунта с типом почвы.
Правда, в этом случае вам придется отрыть шурф, обнажающий слой грунта на глубине погружения сваи. Причем в качестве шурфа можно использовать котлован для септика.
Сбор нагрузок
Сбор нагрузок предполагает расчет по массе стройматериалов, эксплуатационной, снеговой и ветровой нагрузкам.
Масса строения 6х4 метра определяется по объему и удельному весу стройматериалов. В среднем на такой дом расходуют около 12 кубов бруса на несущие стены и еще 3-4 куба на обустройство кровли, цокольного и чердачного перекрытия. При удельной массе дерева в 550-600 кг/м3 такой объем пиломатериалов «потянет» на 9-10 тонн.
Эксплуатационная нагрузка считается исходя из площади строения, умноженной на усредненный вес оборудования, мебели и жильцов. И при значении среднего веса в 350 кг/м2 эксплуатационная нагрузка равняется 8,4 тонны (6х4х350).
Ветровая нагрузка определяется по площади пола умноженной на коэффициент (40+15Н), где Н – это высота фасада дома. При высоте фасада в 3,5 метра, ветровая нагрузка равна 2,2 тонны (6х4 х (40+15х3,5)).
Снеговая нагрузка вычисляется по площади кровли, умноженной на коэффициент среднего веса снежного покрова (180 кг/м2 для жилищ, расположенных в средних широтах). И при высоте фронтона в 2 метра площадь двускатной кровли нашего дома равна 34 м2. В итоге, снеговая нагрузка равняется 6,1 тонны (34х180).
Таким образом, сбор нагрузок предполагает, что на грунт и основание будут давить не менее 26,7 тонн общего веса строения.
Расчет параметров свай
Перед тем, как рассчитать количество винтовых свай для фундамента и определить шаг расположения опор, следует вычислить несущую способность одной сваи. Для этого нужно умножить на площадь пяты (винтовой лопасти) опоры несущую способность грунта.
Площадь пяты выбирается по специальной таблице, в которой указан диаметр всех нормированных (производимых по ГОСТ) винтовых свай. Наименьший диаметр такой сваи равен 300 миллиметрам. Следовательно, площадь пяты опоры равняется 706 см2.
А при несущей способности грунта в 3-4 кг/см2 несущая способность сваи будет равна 2,1-2,8 тонны.
Таким образом, для удержания нагрузки в 26,7 тонны достаточно 10-12 свай. Габариты опор берутся по общим рекомендациям. Например, для деревянных конструкций в большинстве случаев советуют опору СВ108 с диаметром стержня в 108 миллиметров.
Свайное поле считают исходя из жесткости балок ростверка. И если под нашим домом заложат металлический или деревянный ростверк то максимальный шаг (расстояние между двумя соседними опорами) будет равен 2-2,5 метрам. Причем формируя свайное поле нужно заложить опоры еще и под межкомнатную перегородку.
https://youtube.com/watch?v=6kJPnSH1oAs
О сайте
zalman
От каких факторов зависит шаг?
Минимальным расстоянием между двумя соседними винтовыми сваями является двойной диаметр лопасти.
Максимум ограничивается несущей способностью опор и жесткостью ростверка, испытывающего нагрузку от веса дома.
Каждый пролет между опорами можно рассматривать как балку, жестко закрепленную с двух концов.
Тогда величину нагрузки необходимо рассчитать таким образом, чтобы балка не была деформирована или разрушена, а прогиб в центральной точке не превышал допустимых значений.
На практике обычно поступают проще — на основании многочисленных расчетов и эксплуатационных наблюдений выведено максимальное расстояние между соседними сваями, равное 3 (иногда — 3,5) м.
Эту величину считают критической, если по несущей способности опор получаются пролеты больше 3 м, то добавляют 1 или несколько свай для уменьшения шага.
Свайные технологии и их особенности
Чаще всего в частном строительстве используются винтовые сваи
Применение свай в процессе строительства позволяет существенно сокращать подготовительные земляные работы, а в варианте применения на слабых грунтах выходить на слои с большей емкостью нагрузки.
Свайный фундамент представляет собой определенное количество свай, объединенных общим ростверком. Ростверковая часть может выполняться в виде монолитной бетонной плиты или ленты с использованием деревянного бруса и железобетонных балок. Сваи можно приобрести в готовом виде или соорудить своими руками непосредственно в месте размещения.
В домашнем строительстве, как правило, применяются винтовые, набивные и забивные сваи, ствол которых представляет собой в первом случае стальной цилиндр с заостренным винтовым наконечником, во втором и третьем – бетонный столб.
При использовании винтовых свай опора погружается в грунт посредством вкручивания до достижения необходимой глубины.
Что учесть при составлении чертежа свайного фундамента?
Очень часто составление чертежей свайных фундаментов поручают профессионалам в строительных фирмах. Однако это достаточно дорого и такие затраты не всегда оправданны. Если вы хорошо разбирались в школе в геометрии и черчении, вам вполне под силу сделать чертеж для небольшого дома самостоятельно. Для этого необходимо выполнить следующие операции:
Для того чтобы чертеж можно было без проблем перенести на местность и правильно выполнить разметку, необходимо максимально точно соблюдать правила масштабирования. Если какую-то часть фундамента вы хотите вынести отдельно в виде укрупненного рисунка, ее масштаб следует указать отдельно. Стандартные пропорции для масштабирования чертежей основания строений – это 1:400, 1:300, 1:200 и 1:100. Очень хорошо сделать на чертеже координатную сетку: это гарантирует сохранение правильных расстояний между элементами фундамента. Такую же роль может сыграть и разметка по осям. Крайние и разбивочные оси рекомендуется нанести не только на общую схему, но и вынести их отдельно для начертания дополнительных элементов (опорных колонн и т.д.). Между этими видами осей обязательно должно быть указано точное расстояние.
Чертеж фундамента на сваях нельзя брать «с потолка»: для его составления понадобятся дополнительные расчеты. При их проведении учитывают множество факторов, основные среди которых тип почвы на земельном участке (ее плотность, глубина протекания подземных вод и т.п.), общий вес здания, которое планируется возвести, и степень постепенного возрастания нагрузки на основание в процессе использования. На основании полученных сведений проектировщик принимает решение о том, какие материалы для изготовления основания окажутся лучше всего (тип бетона, материалы для гидроизоляции, вид металлической арматуры для обвязки в зависимости от качества стали и т.д.)
Также необходимо определиться с геометрическими характеристиками опоры (диаметром свайных изделий и толщиной их стенок, заглубленностью основания, при монтаже свайного фундамента ленточного вида – формой и диаметром сечения, а также шириной опорных конструкций строения и т.д.).
Очень важно делать чертеж по расчетам, учитывающим определенный запас прочности, поскольку непредвиденные нагрузки на свайный фундамент угадать сложно.
Инженеры за расчетами.
На чертеже свайно-винтового основания обязательно наносятся сечения его конструкционных элементов, где указываются все геометрические размеры опор, размеры уступов и отмостки, а также место их расположения. Неплохо будет привести и такие параметры, как толщина теплоизоляционного или гидроизоляционного слоя.
К чертежу фундамента на сваях обязательно прилагают:
- таблицу предельно допустимых нагрузок;
- сведения о спецификации всех деталей, устанавливаемых ниже нулевого уровня (металлоконструкции, изделия из железобетона или бетона);
- план установки и развертку;
- примечания относительно конструктивных особенностей фундамента, монтажа гидро- и теплоизоляции и т.д.
Пример полного набора чертежей свайного фундамента, построенных в программе.
План свайно-винтового фундамента позволяет сделать точную разметку поля свай с тщательной привязкой к координатным осям. Положение каждого свайного изделия на плане определяется следующими принципами:
- Сваи обязательно размещают по периметру строения, исключительно под его наружными стенами.
- Под внутренними несущими стенами монтируют дополнительные опорные элементы, причем расстояние между ними во всех направлениях должно составлять более 3 м.
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.
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.
Ленточный
Наиболее популярным основанием для возведения частного дома считают ленточный фундамент. Он представляет собой своего рода замкнутую ленту из бетона, проходящую под всеми несущими стенами здания.
Как посчитать, сколько кубов бетона надо на фундамент? Калькуляторы, помогающие определить расход цементно-песчаного раствора для заливки, имеются на многих сайтах со строительной тематикой, один из таких представлен в конце данного материала. Чтобы вычислить объем в кубометрах, необходимо знать линейные размеры сооружения: высоту, ширину и общую длину основания.
Бетонирование ленточного основания происходит путем заливки готового цементно-песчаной смеси в деревянную опалубку с предварительно установленной арматурной сеткой. В раствор добавляют крупные фракции (гравий, щебень) для приобретения более высоких прочностных характеристик фундамента.
Размеры основания зависят от габаритов здания, которое планируется возводить. Обычно ширина фундаментной ленты имеет размер не менее 300 мм, высота наземной части — от 400 мм, а глубина может достигать 1500-2500 мм в зависимости от наличия грунтовых вод, глубины промерзания и желания оборудовать подвал. Ленточные фундаменты не рекомендуется устанавливать на пучинистых грунтах, если заглубление опалубки производится менее глубины промерзания.
Для средней полосы, при возведении небольших частных домов и бань, достаточно выполнить заглубление в пределах 1500 мм с высотой наземной части до 400 мм.
Длина фундамента будет равняться суммарной длине всех наружных стен, включая внутреннюю несущую стену, под которой также устанавливается основание. В итоге, получив все требуемые значения, можно рассчитать объем бетона для фундамента. Калькулятор в данном случае может и не потребоваться — достаточно перемножить все показатели в метрах и получить искомое число в кубических метрах.
Формула расчета выглядит так:
V=h*b*l, где:
- V – объем раствора в м 3 ;
- h – высота в м;
- b – ширина в м;
- l – длина ленты в м.
Например, для здания размером 6х6 м и одной внутренней несущей стеной, при высоте фундамента в 2 м и ширине 0,4 м, объем раствора для заливки получится: V=2*0,4*30=24 м 3 . При той же ширине и высоте фундамента, для дома размером 10х10 и двумя несущими внутренними стенами, вычисление будет выглядеть так: V=2*0,4*60=48 м 3 .
Данный расчет позволяет высчитывать почти точную кубатуру раствора, но следует помнить, что при транспортировке часть бетона теряется, а также при неплотной опалубке часть бетонного раствора может вытечь, но при этом существует дополнительный внутренний объем, занимаемый арматурным каркасом. Поэтому правильно будет ввести корректирующий коэффициент в сторону увеличения расчетного значения на 2%.
В итоге получаем более точную формулу расчета объема бетона для ленточного фундамента:
V=h*b*l + 0,02*(h*b*l)
Фундамент из винтовых свай – расчет нагрузок
Для того чтобы правильно выполнить расчет винтовых свай, следует определить усилия, действующие со стороны строения на опоры.
Суммарную нагрузку на один элемент определяйте следующим образом:
- просуммируйте массу всех элементов здания;
- разделите полученное значение на общее количество опор;
- умножьте результат на коэффициент запаса прочности, равный 1,1–1,2.
При определении общего веса строения необходимо учесть массу:
- капитальных стен;
- внутренних перегородок;
- балок перекрытия;
- кровли;
- основания;
- снежного покрова;
- мебели;
- предметов интерьера.
От правильного определения длины свай зависит крепость будущей конструкции, и если эти важные элементы фундамента окажутся короткими, дом может просесть под своей тяжестью
При выполнении работ следует учитывать:
- суммарную весовую нагрузку, которую оказывает здание на основу;
- несущую способность почвы на участке, где производятся строительные работы.
Удобно использовать теоретические значения нагрузочной способности для различных почв:
- глинистый грунт способен воспринимать от 4 до 6 килограмм на каждый квадратный сантиметр площади винтовой линии;
- супесчаные и суглинистые почвы характеризуются расчетным сопротивлением, составляющим 3,5–5,5 кг/cм².
Следует ответственно отнестись к определению нагрузок при сооружении свайного основания.
Свайный фундамент. Расчет количества свай | Город свай
Для расчёта необходимого количества свай для свайного фундамента можно воспользоваться онлайн-калькуляторами, которые предлагает вездесущий интернет.
Но, как ученик в школе, привыкший пользоваться арифметическим калькулятором. Зачастую даже не знает таблицы умножения, так и строитель, использующий онлайн-калькулятор для расчёта количества свай, не будет знать откуда берутся результаты расчёта.
Основная функция любого фундамента – это принятие на себя всех нагрузок от конструкций здания – стен, перегородок, перекрытий потолка, крыши и пола. По сути, фундамент «удерживает» вес всего здания вместе с дополнительными нагрузками, например, весом снега, который накопился на крыше или весом камина, расположенном на втором этаже здания.
Алгоритмы для расчета свайного фундамента
Итак, вначале рассчитаем нагрузку здания на ленточный фундамент, а потом по аналогии перейдём к расчёту свайного фундамента из винтовых свай.
Для примера берём кирпичный дом размером 6 на 6 метров, с внутренней опорной перегородкой, толщина стен – двойной кирпич — 0,4 м.
Длина стен дома будет равна 6*4 = 24 м, длина внутренней перегородки 6 м. Итого — 30 м.
Вес кирпичного дома с дополнительными нагрузками условно возьмём в 120 т (можно и вычислить вес здания, посчитав объём кирпича, раствора, штукатурки, вес потолочного перекрытия и крыши). Толщину фундамента примем такую же как и толщина стен — 0,4 м.
Тогда площадь основания фундамента будет равна: 30*0,4 = 1,2 м2.
Итак, на площадь 1,2 м2 давит здание весом 120 т или 120000 кг. Или 10,0 кг на 1 см2. Толщина фундамента, как правило, больше толщины стен (это видно по характерному выступу цоколя).
Если увеличим толщину фундамента по 10 см на внешнюю и внутреннюю сторону стены, то его площадь будет равна 30*0,6 =1,8 м2. В этом случае давление здания на фундамент составит 120 000/18 000 = 6,7 кг/см2.
Это давление превышает величину сопротивления грунта, для глины он равен 6,0 кг/см2. Поэтому необходимо ещё увеличивать толщину фундамента.
Сколько нужно винтовых свай на здание размером 6х6 м
Принимаем величину 6,0 кг/см2 давления, как нормативную, при расчёте количества фундаментных винтовых свай на здание весом М =120000 кг. При этом добавим в расчеты: сопротивление грунта Кг – 6,0 кг/см2; коэффициент условий эксплуатации Ку – 1,0 и коэффициент надёжности Кн – 1,2 (что означает увеличение расчётов на 20% для повышения степени надёжности конструкции фундамента).
Диаметр сваи 0,3 м, Тогда площадь основания сваи составит:
S=πr2=3,14 * 0,15*0,15 = 0,07м2.
Площадь основания фундамента рассчитаем с учётом коэффициентов по формуле:S=Кн*М/ Ку*Кг = 1,2*120 000/ 1*6 = 24 000 см2 = 2,4 м2
Количество свай, если не считать сопротивление их стенок о грунт: 2,4/0,07 = 30,4 = 31 свая. Если увеличим диаметр сваи до 0,5 м, то тогда необходимо будет 2,4/0,197 = 17,9 = 12,18 = 13 свай.
Сколько нужно винтовых свай на баню 6х3?
Бани, как правило, возводят из деревянных срубов, поэтому их вес намного меньше, чем из кирпича. Оставим все коэффициенты такими, как в прошлом расчёте кроме веса бани, примерно определим его в 48 тонн или 48000 кг.
Диаметр сваи – 0,3 м.
Площадь основания фундамента бани:
S=Кн*М/ Ку*Кг = 1.2*48000/1*6 = 9600 см2 =0,96 м2
Площадь сечения сваи: S=πr2=3,14 * 0,15*0,15 =0,07
Количество свай: 0,96/0,07 = 13,7 =14 свай.
Есть иной алгоритм расчёта фундаментных свай, основанный на удельном сопротивления грунта. Проверим, совпадает ли количество необходимых винтовых свай на эту же баню.
На одну сваю придётся давление: 0,07*6 = 4200 кг.
Тогда количество свай на баню будет нужно 48000/4200 = 14 свай
Как видим, результаты как первого и так второго алгоритма одни и те же.
Сколько винтовых свай нужно на дом 6х9
Используем наиболее простой второй алгоритм расчёта при весе здания из кирпича размером 6х9, примерно 160000 кг, и диаметре свай 0,5 м.
Площадь сечения сваи: S=πr2= 3,14*0,25*0,25 =0,197 м2
На одну сваю приходится давления 0,197* 6 =11 820 кг.
Необходимо свай: 160 000/11 820 =13,5 =14 свай.
Расчёт количества свай для каркасного дома, как и любого другого, согласно, приведённых алгоритмов будет аналогично зависеть от веса дома, удельного сопротивления грунта на строительной площадке и диаметра винтовой сваи.
Расчет количества винтовых свай КСАмет
Свайные оголовки КСАмет выпускаются диаметром 20, 25 и 30 см. Поэтому расчёт количества свай будет зависеть, как и в прошлых примерах от веса дома, удельного сопротивления грунта и диаметра используемых свай. Единственное отличие при расчёте в том, что в технических характеристиках этих свай указаны максимальные допустимые нагрузки на сваю. Поэтому расчёт ведётся в соответствии с техническими характеристиками свай КСАмет.
Диаметр опор
Выпускаются винтовые сваи диаметром:
57 мм, используются для постройки ограждений из металлической сетки;76 мм, подойдут для устройства основания бетонных заборов, легких хозяйственных построек, небольших деревянных домиков.
Выдерживает нагрузку менее трех тонн.89 мм, применяются только для построек в один этаж, дачных домов, флигелей, построек хозяйственного назначения. Одна опора выдерживает 3-5 тонн.108 мм, достаточно для строительства двухэтажных домостроений из легких материалов (пеноблоков, газоблоков, деревянного бруса), каркасных построек. Одна свая выдерживает нагрузку от пяти до семи тонн.
