На данной странице мы хотим сравнить разные типы фундаментов и покажем как делается расчет свайного фундамента, а вы уже сами сможете решить какой фундамент вам выгоднее.

Выбор и расчет свайного фундамента логичнее делать исходя из его площади. Если вы строите небольшой дом, то вам дешевле будет сделать ленточный фундамент (монолитный) при условии что грунты твердые.

Если площадь фундамента более 200-300 м 2 то экономически выгоднее будет строить фундамент на сваях, потому что цена свай и работ по их погружению обойдется вам дешевле чем строительство монолита (материалы на опалубку, бетон, рабочая сила).

Свайный фундамент - расчет количества свай

Все расчетные работы по определению количества винтовых свай в фундаменте можно условно разделить на два этапа - вычисление общих нагрузок на фундамент и расчет несущей способности одной сваи в конкретном типе грунта.

Расчет совокупных нагрузок, которые будет испытывать свайный фундамент

Нагрузки, оказываемые на свайное основание дома, определяются исходя из трех основных факторов:

• Фактической массы здания ;

При определении проектной массы постройки учитывается вес стен, кровли, половых и междуэтажных перекрытий. Расчетные данные удельного веса распространенных стройматериалов вы можете увидеть в нижеприведенных таблицах..

Стены из кирпича при полуторной кладке (толщина 15 см)	От 30 до 50 кг/м2
Деревянные стены из бруса и сруба	От 70 до 100 кг/м2
Стены из железобетонных плит толщиной в 15 см.	От 300 до 350 кг/м2
Стены из каркасных панелей толщиной 15 см, заполненные утеплителем	От 30 до 50 кг/м2

Таблица 1.1 : Расчетный вес квадратного метра стен

Чердачное перекрытие на деревянных балках (с плотностью утеплителя до 200 кг/м3)	От 70 до 100 кг/м2
Чердачное перекрытие по деревянным балкам (плотность утеплителя до 500 кг/м3)	От 150 до 200 кг/м2
Перекрытие цоколя по балкам (утеплитель плотностью до 200 кг/м3)	От 100 до 150 кг/м2
Перекрытие цоколя по балкам (утеплитель плотностью до 500 кг/м3)	От 200 до 300 кг/м2
Междуэтажное перекрытие из ЖБ плит	500 кг/м2

Таблица 1.2: Расчетный вес квадратного метра перекрытий

Кровля изготовленная из шифера	От 20 до 30 кг/м2;
Кровля изготовленная из жести	От 40 до 50 кг/м2;
Кровля изготовленная из гончарной черепицы	От 65 до 80 кг/м2;
Вес рубероидной гидроизоляции	От 3 до 5 кг/м2

Таблица 1.3 : Расчетный вес квадратного метра кровли

• Расчетные снеговые нагрузки ;

Исходные данные для определения снеговых нагрузок, которые необходимо добавлять к нагрузке от веса дома, можно взять в нормативном документе СНиП № 2.01.07-85 "Нагрузки в воздействия на строительные сооружения" (пункт 5.2).

• Полезные нагрузки ;

К полезным нагрузкам на фундамент относится вес мебели, предметов интерьера и людей, проживающих в конкретном здании. Согласно положениям пункта 3.11 СНиП №2.01.07.85, для расчетов фундамента жилых домов необходимо брать усредненную полезную нагрузку в 150 кг на м2.

После вычисления всех вышеуказанных нагрузок данные нужно просуммировать и умножить на коэффициент запаса 1.2

Расчет несущих характеристик сваи на основании грунтовых условий стройплощадки

Несущие способности отдельно взятой сваи невозможно правильно определить в отрыве от несущих характеристик грунта, в который она погружена.

Для определения несущих свойств почвы необходимо проводить геодезические исследования строительного участка. Если возможность их выполнения отсутствует, нужно определить тип грунта и сопоставить его с несущими характеристиками разных типов почвы, которые представлены в таблице 1.4.

Таблица 1.4

На основании результатов геодезии строительного участка производится определение несущей характеристики винтовых свай. Все расчеты выполняются согласно требованиям СНиП №2.02.03-85 "Свайные фундаменты".

Для примера приводим таблицу несущих характеристик широко используемой в индивидуальном строительстве винтовой сваи 89*300 мм (диаметр ствола - 89 мм, лопастей - 300 мм)

Таблица 1.5

Зная совокупные нагрузки, оказываемые зданием на фундамент, и несущие характеристики одной винтовой сваи можно определить требуемое количество свай в основании дома.

В качестве примера приводим расчет количества свай под двухэтажный дом из бруса площадью 10*8 метров, масса которого составляет 43,92 тонн:

• Определяем полезную нагрузку на один этаж здания: 10*8*0.15 = 12 тонн, общая полезная нагрузка с учетом двух этажей составит 24 тонны;
• Определяем снеговую нагрузку (здание строится в северной широте России, где номинальная расчетная масса снежного покрова составляет 190 кг/м2): 10*8*0,19= 15.2 тонны;
• Рассчитываем общую нагрузку на фундамент учитывая коэффициент запаса: (43,92+24+15,2)*1,2 = 99,75 тонн;
• Делим общую нагрузку на несущую способность одной винтовой сваи 89*300 мм. в мягкопластичной лессовой почве (при глубине погружения в 2,5 метра): 99,75/3,6 = 28

Итого расчет показал , что для строительства фундамента необходимо использовать 28 винтовых свай.

Рис

Прежде чем вникать в расчеты по фундаменту посмотрите эти статьи:

Стоимость фундамента под ключ

Цена возведения фундамента «под ключ» складывается из

• стоимости материала
• транспортировки техники (если необходимо)
• работ по погружению свай
• установки ростверка

Можно обозначить общий порядок цен, конкретные случаи всегда считаются отдельно.

От чего зависит цена

Определяющими факторами являются условия работы и объем: характер грунта, размер объекта, его удаленность.

От характера грунта зависит:

• Глубина забивки свай
• Технические характеристики свай (диаметр, длина, конструкция).пункт 3

От объёма работ:

• Количество свай
• Тип ростверка (монтаж монолитного бетонного покрытия гораздо дороже по цене и дольше по срокам)
• Тип и количество единиц используемого оборудования

От удаленности объекта зависит километраж перебазировки техники .

Расчет ростверка свайного фундамента

На примере брусового дома:

Примерная стоимость одной сваи D=10,8 см с толщиной стенки 4 мм и диаметром лопасти 30 см при длине ствола 3 м – 1800 рублей.

Для закладки фундамента 6 на 9 метро в потребуется 12 свай. Минимальная стоимость материала – 21600 р.

Погружение – 350 р. за погонный метр. 12 свай – 12600 р.

Дополнительные затраты:

• Оголовок для монтажа обвязки – 200, всего 2400.
• При использовании сварных наконечников для свай – 500 р. на 12 – 6 тыс.
• Усиленная лопасть для сваи – 450, всего 5400.

ИТОГО:

Монтаж фундамента обойдется от 48 тыс. рублей. Сюда еще следует добавить использование крана (2000 руб. в час), доставку материала (зависит от километража), срочность (наличие/отсутствие сверхурочных часов работы).

Исходя из полученной суммы в 48 тысяч рублей можно смело утверждать, что свайно-винтовой фундамент является одним из самых экономичных видов оснований для индивидуального строительства. Одни только затраты на расходные материалы (бетон, арматуру, уплотняющую подушку) при обустройстве ленточного фундамента глубокого заложения полностью перекроют совокупную стоимость свайного основания.

При этом в отличие от любых железобетонных фундаментов, после заливки которых нужно выжидать 28-30 дней, необходимых для набора бетоном проектной прочности, при обустройстве свайно-винтового фундамента к дальнейшим строительным работам можно приступать уже на следующий день после погружения свай.

Преимущества винтовых свайных фундаментов:

• Быстрота монтажа
• Возможность использования на слабом грунте
• Отсутствие вибрации при погружении свай
• Возможность неоднократного использования свай

Если имеются сложности с надежной опорой на земельном участке, выбирают свайную конструкцию . Применение в подобных ситуациях сопровождается значительным увеличением трудовых и . Впрочем, в любом варианте необходим предварительный точный . С помощью материалов данной статьи любой человек сможет подготовить проект самостоятельно без ошибок. О том, что из себя представляет свайный фундамент, расчет количества свай и допустимых нагрузок - читайте далее.

Читайте в статье

Технология винтовых свайных фундаментов

Выше приведен только один пример, иллюстрирующий возможные неприятности:

• Проблемы создает постоянный и сезонный высокий уровень грунтовых вод. При их наличии даже надежный цельный для дома не способен обеспечить сохранение устойчивого положения.
• Аналогичные задачи необходимо решать на «слабых» почвах.
• При большой глубине промерзания не исключено пучение грунта, поэтому приходится устанавливать длинные сваи.

Свайно-винтовой фундамент не применяют в ходе возведения автодорожных мостов, где нагрузки чрезмерны. Но именно он хорошо подходит для и дома из достаточно легких , для металлических эстакад, гаража, .

Важно! Даже для теплицы, или другой относительно легкой конструкции необходимо сделать расчет. Он поможет уточнить количество и технические параметры комплектующих деталей.

Разновидности ростверков

По статическому зондированию, либо с применением иной методики, можно выяснить параметры грунта на определенном земельном участке. Если они недостаточны для предполагаемых нагрузок, надо выбрать подходящую технологию для формирования опорных стержней. Именно они помогут стабилизировать конструкцию.

Из этой схемы понятны основные недостатки:

• требуется применение специальной техники;
• процесс получается сложный и длительный;
• необходимо застывание раствора, поэтому будут ограничения по выполнения работ при низкой температуре.

Для корректного сравнения с винтовыми изделиями больше подходят висячие сваи в просадочных грунтах.

При погружении наконечник уплотняет грунт, что помогает создать в нижней части опорную область. Для увеличения опорных нагрузок этого не всегда достаточно. Приходится увеличивать размеры всего столба, делать утолщения нижней части. Применяют различные варианты объединения с буронабивной технологией. Например, высверливают широкую скважину. Ее заполняют строительной смесью, в которую погружают железобетонный столб. Но в данном случае придется считаться с упомянутыми выше трудностями, которые сопряжены с применением «мокрых» процессов.

Перечисленные недостатки устранятся при выборе свайно винтового метода. Здесь применяют изделия фабричного производства с известными техническими параметрами. Это исключает возможные ошибки при создании строительной смеси.

Соответствующий срок существенно зависит от температуры, размеров фундамента, его состава. Внутренние полости устраняют вибрационными машинами. При морозе используют специальные добавки. Соединение элементов металлического каркаса также потребует определенных затрат.

Качественные изделия такого типа стоят много. Их трудно перевозить, перемещать, забивать в грунт. Не сложно понять, что для работы понадобиться помощь специалистов, мощная техника.

При необходимости – эту технологию используют в зимний период.

Такие опоры можно использовать на заболоченных и других сложных участках. Главное, чтобы часть с лопастями после завершения монтажа оказалась ниже максимального уровня промерзания для данной местности. Это поможет предотвратить выдавливание конструкции силами вспучивания.

Чтобы исследование было объективным, необходимо отметить не только преимущества, но и недостатки, особенности выбора, монтажа и эксплуатации винтовых фундаментов:

• Металл подвержен разрушительному воздействию процессов. Их интенсивность увеличивается при определенном составе грунтов. Негативное влияние оказывают блуждающие токи. Их образуют сильные электромагнитные поля, присутствующие вблизи ЛЭП, трансформаторных подстанций, вышек радиорелейной и сотовой связи.
• Ввинчивать сваи вручную вблизи стен невозможно, так как усилия должны одновременно прилагаться с двух сторон. В этом случае не обойтись без специализированного технологического оборудования.
• Современные изделия этого класса выполнят свои функции в полном объеме на протяжении 50 лет и более того. Но такие показатели обеспечиваются не только правильной установкой. Пригодится качественная антикоррозийная защита поверхностей, отсутствие . Все это увеличивает стоимость.
• Способность металлических свай удерживать нагрузки не велика по сравнению с железобетонными столбами. Но для решения многих задач бытового строительства ее вполне достаточно.
• Применение такой технологии затрудняет, либо делает полностью невозможным создание цокольного этажа, .

Важно! Металлический стержень, установленный на достаточную глубину – типичный способ установки заземления. Если для этого подсоединить соответствующий электрический контур к винтовой свае, будет совершена ошибка. Такое подключение ускоряет коррозию.

Плитно-свайные конструкции с применением винтовых опор возводят редко, что объясняется ограничениями по нагрузкам. Чаще всего используют следующую технологию:

• После изучения геологии и расчетов выбирают подходящие по техническим параметрам изделия.
• Их вкручивают на глубину, определенную расчетом. Применение винтовых частей упрощает данный процесс. Они являются дополнительными опорами, которые обеспечивают надежную фиксацию в слабых грунтах. Их наличие предотвращает выдавливание столбов силами пучения при заморозках.
• Выступающие из земли части с применением соответствующего электроинструмента обрезают по необходимому уровню.
• Для упрочнения полость заполняют цементно-песчаной смесью. внутри не создают.
• К верхней кромке с помощью прикрепляют прямоугольные площадки. Также для подсоединения иных частей здания применяют металлические закладные, погруженные в бетон при заливке.

Тип ростверка	Изображение	Особенности технологического процесса	Типичное применение
Металлическая балка (двутавровая)		Для упрочнения основания полость трубы заливают . Балку приваривают к закладной. Также моно применять винтовое соединение, устанавливать сверху прямоугольную площадку под опору ростверка.	Такой фундамент хорошо стыкуется со сборными конструкциями (). Обеспечивается высокая скорость монтажных операций, качественные соединения.
Металлический швеллер		Узел соединения создается с применением технологий, указанных в предыдущем варианте.	Это основания способно выдержать значительные нагрузки. Помимо каркасных конструкций, на них устанавливают и . В любом случае необходима хорошая защита металлических частей от коррозии.
Деревянный		В торцевых частях балок делают отверстия. К опорной площадке винтовой сваи приваривают металлический штырь. Этот узел собирается быстро. С его помощью быстро создают надежное соединение.	Такой ростверк отличается легкостью, поэтому он не создает лишние нагрузки на фундамент. Но надо помнить, что подобное решение рассчитано на небольшие нагрузки. Его использую при возведении , иных .
Монолитный бетон		Конструкцию заливают, как обычный фундамент соответствующего типа. Используют съемную, или стационарную , . Предварительно устанавливают закладную в наполнителе полости сваи.	Это решение применяют для строительства тяжелых сооружений. Вместо монолита можно применять свайно-ленточные конструкции, устанавливать .

Винтовые сваи и расчет допустимых нагрузок

Для правильного выбора следует ознакомиться с актуальным ассортиментом производителей. Необходимо , которые они способны выдержать и сравнить полученные данные с реальными условиями будущей эксплуатации. Обязательно принимают во внимание плановый срок службы. После комплексного анализа этих факторов можно сделать точные выводы.

Винтовые сваи: типоразмеры

Чтобы купить комплектующие детали для определенного проекта без ошибок, требуется точный расчет. Но предварительно нужно изучить ассортимент современных магазинов. Эта информация поможет уточнить личные требования.

В следующей таблице приведены особенности производственной линейки «СВС». Эти изделия созданы с применением сварных соединений.

Наименование (диаметр трубы в мм)	Номинальная масса нагрузки в тоннах	Цена сваи (250 см)/оголовка в руб.	Примечания
57	0,7-0,9	1250-1400/250-280	Эти сваи предназначены для монтажа легких конструкций. В частности, из них делают опоры для ограждений из металлической (полимерной) сетки. Такие не подвергаются большим ветровым нагрузкам. Выбирают длину, достаточную для подземной и верхней части конструкции. В таком варианте вместо типового оголовка применяют заглушку.
76	2,8-3,5	1400-1500/280-360	Такие изделия способны выдержать значительные нагрузки. Из них делают надежные опоры для непрозрачных . Для дополнительного укрепления конструкции применяют поперечные ребра, устанавливают фундамент ленточного типа.
89	3,8-5	1490-1600/290-370	Этот диаметр трубы подходит для создания опор под объектами «малых архитектурных форм». На таких сваях устанавливают стационарные навесы, хозяйственные и бытовые пристройки к основному зданию. Они подходят, например, для монтажа , крупного , другого тяжелого технологического оборудования.
108	5-9,5	1680-1750/300-340	Данный типоразмер является универсальным. Его применят при возведении массивных заборов из кирпича, деревянных и . При правильном проектировании и выполнении монтажных технологий постройка будет сохранять устойчивость даже на слабых грунтах.
133	9,5-14	2200-2300/340-400	Эти крупные сваи применяют при строительстве тяжелых сооружений. Именно они подходят для использования наиболее массивных железобетонных связующих элементов (ростверков). Их комбинируют при необходимости с плитными фундаментами.

К сведению! В таблице приведены стоимости стандартных размеров. При увеличении длины, каждые дополнительные 10 см оценивают от 25 до 30 руб., в зависимости от диаметра.

Также надо обращать внимание на следующие нюансы:

• Качественное производство отличается четкой организацией, применением нормативов (СНиП, ТУ). Соответствие продукции подтверждается официальными сертификатами.
• Контролируют: отклонение сваи от вертикали, отсутствие дефектов сварных соединений, форму заготовок труб.
• Производители указывают допустимое усилие, которое не следует превышать в процессе завинчивания.
• Для упрочнения конструкции толщину лопастей и оголовка делают больше по сравнению со стенками трубы.
• Увеличивают антикоррозийную стойкость с применением фосфатирования, нанесением краски (толщина слоя от 150 мкм и более). Некоторые производители рекомендуют применять ленту из полимерного материала, которой обматывают трубу на переходе от грунта к воздуху (ширина 20-30 см).

Отдельно следует изучить эту часть конструкции сваи. Именно она испытывает наибольшие нагрузки в процессе завинчивания, при прохождении через плотные слои грунта. Она же подвергается значительным механическим воздействиям в ходе эксплуатации. Оголовок можно починить при возникновении такой необходимости. Если же оторвется лопасть – ремонт будет затруднен, а соответствующий участок фундамента может разрушиться.

Литые наконечники дороже, чем приведенные выше примеры примерно на 25%-35%. Но их применение позволяет создавать более надежные конструкции. Отсутствие сварных швов обеспечивает повышенную устойчивость к процессам коррозии. Такое основание способно выполнять свои функции 80 лет и более. Поэтому можно получить хорошие экономические результаты. Но в любом случае необходимо применять качественные технологии монтажных операций, учитывать химический состав грунтов, наличие блуждающих токов.

При выборе следует отдать предпочтение продукции ответственного производителя. Эти достаточно простые изделия выпускают не только солидные предприятия, но и многочисленные мастерские. Применение кустарных методик не позволяет обеспечить идеальное качество обработки металла, создание надежных соединений. Известны случаи, когда сварные наконечники после специальной шлифовки поверхности и окраски выдавали за более дорогие, литые модификации.

Предотвратить проблемы поможет тщательная проверка. В магазине следует выяснить происхождение товара, просмотреть подтверждающую сопроводительную документацию, сертификаты.

Для решения отдельных инженерных задач используют следующие решения:

1. Этот вариант предназначен для возведения построек в районах Крайнего Севера, либо при выполнении работ в сильные морозы. Зубчатый наконечник, легче, чем стандартный, погружается в мерзлый грунт. Ширину лопастей уменьшают, до значений, приведенных на рисунке. Толщину стенок увеличивают вплоть до 16 мм.
2. Такая конструкция подходит для установки столбчатого фундамента в обводненных почвах.
3. Чтобы при больших морозах силы пучения не вытолкнули сваю, диаметр лопастей увеличивают до 800-850 мм.

Статья

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

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

Основные этапы проведения расчетов количества свай

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

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

Расчет длины и диаметра свай

Для проведения расчетов необходимо опираться на следующие данные инженерных изысканий:

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

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

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

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

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

Расчет общих нагрузок на основание

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

Определяем фактическую массу здания

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

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

Для определения веса перекрытий необходимо ориентироваться на такие значения:

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

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

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

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

Определение снеговых нагрузок

Величина снеговых нагрузок определяется согласно СП 20.13330.2011 по формуле:

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

ct – термический коэффициент;

µ – коэффициент перехода между снежным покровом и кровельным покрытием;

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

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

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

Критерии оценки ветровых нагрузок

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

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

Нормативные ветровые нагрузки определаются путем суммирования средней и пульсационной составляющих.

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

Вычисление полезных нагрузок

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

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

Расчет несущих характеристик сваи

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

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

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).

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.

Максимальный шаг для домов из разных материалов составляет:

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

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

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

Заключение

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

Эскиз составляющих элементов свайного фундамента с роствертком

Свайно-ростверковые фундаменты пользуются заслуженной популярностью среди тех частных застройщиков, которые хотят возвести качественное основание в максимально сжатые сроки на ландшафте сложной структуры. Ведь ростверк может быть незаглубленным или малозаглубленным, а это существенная экономия средств на его возведение.

Но, существует проблема правильного расчета необходимого количества несущих конструкций, их типа и шага установки, поэтому перед возведением нужно сделать полный сбор информации.

Также, сначала проводится проектирование фундамента с учетом характеристик будущего здания, ведь от того, сколько будет установлено свай, зависит конечная стоимость возведения дома, а уже затем проводится расчет свайного фундамента.

Какую информацию нужно предварительно собрать?

1. Получить подробную информацию о состоянии грунтов, высоте залегания водных горизонтов и степени подвижности отдельных пластов.
2. Разработать проект будущего дома с учетом используемых строительных материалов, дополнительно предусмотреть погрешность на мебель и другие материалы.
3. Рассчитать, сколько нужно по массе всех строительных материалов для постройки дома.
4. Уточнить глубину залегания прочных слоев породы и степень их пучения.
5. Подобрать оптимальный тип свай и характеристики ростверка.
6. Посчитать допустимую нагрузку на единицу площади грунта, а также допустимое количество несущих конструкций.

Как правило, проектирование таких фундаментов предусматривает сбор всей информации о будущем здании и строительной площадке. Это сложные инженерные расчеты, делать которые должен профессиональный строитель с опытом работы в такой сфере.

Также, учитывая открытую площадку между домом и грунтом, крен конструкции под воздействием ветра неизбежен, и его обязательно нужно учитывать.

При расчетах таких фундаментов также иногда учитывается, сколько и каких нужно гидроизоляционных материалов для защиты основания. Проектирование и расчет этого фундамента состоит с нескольких ключевых этапов:

• выбор оптимального диаметра используемых свай;
• расчет максимально допустимой длины конструкции;
• расчет минимального количества материалов, на которых будет расположен ростверк;
• расчет несущей способности буронабивных свай как альтернативы фабричным;
• расчет и выбор ростверка.

На этапе проектирования нужно сразу определиться, какой тип конструкции будет использоваться. Ведь от их характеристик зависит максимально возможное количество конструкций, их допустимый диаметр и технология возведения.

Выбор оптимального диаметра конструкции

Понятно, что каждый тип рассчитан на свою допустимую нагрузку, поэтому в некоторых случаях профессионалы считают диаметр самостоятельно и подгоняют под заводские нормы. Итак, сейчас на рынке строительных материалов можно заказать конструкции с диаметром 57, 76, 89 и 108 мм. Подбираются они по некоторым правилам:

1. Диаметр 57 мм рассчитан на небольшую нагрузку, поэтому часто используется для возведения фундаментов для заборов, сараев, других хозяйственных построек небольшой массы.
2. Диаметр 76 мм рассчитан на максимальную нагрузку до 3 тонн, поэтому используется для строительства легких хозяйственных построек.
3. Диаметр 89 мм уже отличается большей несущей способностью, выдерживает нагрузку до 5 тонн на единицу, поэтому оптимален для возведения жилых одноэтажных каркасных зданий.

А вот диаметр 108 мм уже способен нести на себе каркасные жилые здания с несколькими этажами. Только возводить их нужно из относительно легких строительных материалов, ведь допустимая нагрузка на одну сваю составляет до 7 тонн.

Выбираем оптимальную длину

При проектировании свайных фундаментов нужно помнить, что длина несущих элементов должна быть достаточной, чтобы достичь глубины промерзания почвы и упереться в прочные слои грунта. Ведь, если будут допущены ошибки в проектировании, тогда возникает проседание отдельного угла дома с дальнейшим его разрушением. Поэтому, длина конструкции выбирается с учетом некоторых важных факторов

Плотность грунта

Если грунты сыпучие и не способны выдерживать большие нагрузки, тогда сваи опускаются до глубины промерзания или достижения прочных почв. На строительной площадке нужно проводить подробные геодезические исследования, провести сбор данных о состоянии почвы и уровня грунтовых вод. Делается это методом глубинного керна или вручную с помощью лопаты.

Если под слоем залегают прочные почвы типа глины или песка, тогда нужно использовать сваи длиной до 2,5 метра. Если под слоем плодородной почвы есть породы низкой плотности, тогда с помощью садового бура делается скважина до уровня залегания прочных пород и по глубине скважины рассчитывается длина несущих элементов.

Перепад высот на участке

Пример расчета высоты свайного фундамента с перепадом высоты на участке

Как правило, при возведении таких фундаментов редко когда делают выравнивание участка по единой плоскости из-за больших финансовых расходов.

Тогда делают скважину в самом низком месте будущего фундамента и в самом высоком, затем рассчитывают длину скважины в обоих местах. Понятно, что далеко не всегда уровень прочных пород будет одинаковым на различных отметках, поэтому бурение проводится в нескольких местах.

В результате получается полноценный проект выбора оптимальной длины основания для дома с учетом типа грунта и высоты на участке. Устанавливать сваи одинаковой длины в таких случаях запрещено, в противном случае возникнет крен в сторону меньшего сопротивления почвы.

Расчет необходимого количества несущих конструкций

Выбор оптимального количества свай делается с учетом возможного крена, а также размеров и массы строения. Средние расстояния могут быть следующими:

• для домов малой массы (каркасных, деревянных ли бревенчатых) расстояние принимается не более 3 метров;
• для газобетонных, пенобетонных или аналогичных по массе домов – не более 2 метров;
• для заборов – 3,5 метра;
• для больших массивных зданий из кирпича, натурального камня и других строительных материалов проводится дополнительный расчет допустимой нагрузки сооружения на единицу площади грунта.

1. Сделать или составить план дома, желательно с крышей и несущими перегородками.
2. Установить несущие сваи по углам здания и на перекрестках несущих стен.
3. Посчитать, какая масса здания будет расчетной, затем подобрать тип сваи с учетом материала и диаметра конструкции.
4. Между угловыми сваями и промежуточными запроектировать дополнительные опоры с учетом допустимой длины конструкции и массы здания.
5. Внутреннее пространство заполнить опорами с учетом расстояния между ними в пределах 2−2,5 метра.

Когда будет готов эскизный проект расположения свай, можно уже и посчитать суммарное количество необходимых опор.

Расчет несущей способности буронабивных свай

Далеко не всегда фабричные сваи оправдывают себя, если учитывать финансовые расходы на транспортную доставку. В таких случаях часто используют буронабивные или инъекционные сваи, ведь их можно сделать прямо на строительной площадке.

Глубина залегания таких свай зависит от глубины расположения прочных слоев почвы, а их количество может быть значительно меньшим, чем для винтовых свай .

Количество и сечение таких конструкций определяется с учетом несущей способности каждой сваи отдельно, а также массы здания в целом. Также учитывается сопротивление самого грунта, как горизонтального, так и вертикального. Для сваи длиной в 3, метра несущую способность можно рассчитать по формуле:

P = 0,7 х RнхF + 0,8 х U х fin х li , где:

• P − несущая способность несущих элементов;
• 0,7− коэффициент грунта;
• Rн− сопротивление грунта под нижним концом конструкции (справочные материалы);
• F − площадь опирания, м 2 ;
• 0,8− коэффициент условий работы
• U – периметр в метрах;
• fin – нормативное сопротивление грунта боковой поверхности несущим элементам, т/м 2 (определяется по таблицам);
• li – высота слоя грунта в зоне соприкосновения с фундаментом в метрах.

Расчет ростверка

Конструкция свайно-ростверковых фундаментов подразумевает установку специальной подушки, на которой уже монтируются несущие стены. Этот ростверк равномерно распределяет нагрузку от здания на все опоры одновременно и проектируется отдельно.

Ростверк – это бетонная, железобетонная или сборная лента, жестко соединенная методом армирования со сваями. Она распределяет массу по всем сваям одновременно, поэтому нужно обязательно рассчитать его размеры и габариты.

Тут используются специальные расчеты, найти их можно в специальной литературе, а профессиональные проектировщики делают их обязательно, ведь от этого зависит количество установленных свай.

Для соединения свай и обеспечения дополнительной жесткости ростверк дополнительно армируют стальными прутьями диаметром 12 мм в различных направлениях. Арматуру нужно полностью спрятать в бетон, чтобы не допустить распространения коррозии. Рассчитать, сколько и какой арматуры нужно использовать, можно по готовым формулам или с учетом поясности ростверка.

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

Расчет свайно-винтового фундамента

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

Выбор оптимального диаметра винтовых свай

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

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

Расчет длины винтовых свай

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

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

Плотность грунта

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

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

Перепад высот на участке

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

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

Упрощенный расчет необходимого количества свай

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

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

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

Расчет несущей способности буронабивных свай

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

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

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

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

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

Расчет ростверка свайного фундамента

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

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

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

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

Упрощенный расчет свайного фундамента

Как сделать упрощенный расчет свайного фундамента из винтовых или буронабивных свай и расчет ростверка к ним.