Свайный фундамент расчет количества свай
На страницах нашего портала подробно рассмотрены варианты возведения ленточного, плитного, столбчатого фундаментов. Однако, нередко обстоятельства складываются так, что ни одна из перечисленных выше схем не может быть реализована на практике в силу тех или иных причин. Сложный рельеф на участке строительства, недостаточная несущая способность поверхностных слоёв грунта или очень большая глубина его зимнего промерзания, наличие верховодки – любая из этих особенностей может или сделать невозможным применение наиболее широко распространенных технологий, или чрезвычайно усложнить конструкцию фундамента, что, естественно, сопровождается резким удорожанием общей стоимости его строительства. Оптимальным же вариантом может стать фундамент свайного типа.
Свайный фундамент расчет количества свай
Любое основание здания требует предварительного проектирования. И если для строительства был выбран свайный фундамент расчет количества свай и их расположение становятся ключевыми параметрами планирования. Безусловно, проектно-изыскательские работы всегда правильнее будет доверить профессионалам. Однако, подобные расчеты, пусть в несколько упрощенной форме, можно провести и собственными силами. Это поможет, например, при возведении построек хозяйственного назначения, а также и для предварительной оценки масштабов работ при планировании строительства загородного дома.
Чаще всего в практике частного строительства применяются свайно-винтовые фундаменты, а в последнее время широкое распространение получает использование буронабивных бетонных свай – так называемая технология ТИСЭ. Хотя принцип расчета количества опор для возводимого здания – примерно одинаков, существенные различия все же имеются, так что эти два типа фундаментов будут рассмотрены по-отдельности. Сегодня – очередь именно свайно-винтового.
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
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 вверх. 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:
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
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
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.
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
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.
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.
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
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:
Видео: несколько доходчивых советов по правильной расстановке винтовых свай при планировании фундамента
Инструкция по расчету количества свай для свайно-винтового фундамента
Как говорилось ранее, чтобы не ошибиться со сваями и правильно рассчитать их длину, необходимо определить разницу высоты разных точек участка. Если вы убедились в том, что такой перепад существует и, согласно плотности почвы, подходят сваи длиной 2,5 м, то их необходимо монтировать в самом верхнем ряду .
Те опоры, которые будут фиксироваться в низинах, должны быть длиннее на разницу высоты между точками их установки. Разницу вычисляют при помощи водяного уровня или нивелира с применением отвеса и рулетки. При существенном перепаде высот (более 0,5 м) рекомендуется прибавить 50 см к полученной длине свай для фундамента, так как в самых низких местах может не доставать до 20 см их высоты .
Учет разницы высоты
Методика расчета
Расчет количества винтовых свай выполняют с учетом габаритов и веса дома, который будет установлен на фундамент. Как правило, расстояние между сваями может составлять:
- до 2 м, если будет возводиться строение из газобетонных и пенобетонных блоков или плит;
- до 3 м, если запланировано строительство деревянного дома из бруса, бревна и т.д.;
- до 2,5 м – также выбирают для деревянных конструкций. Еще с такими сваями работают в регионах, где наблюдается большая ветровая нагрузка;
- до 3,5 м – под строительство легковесных заборов и оград.
Строительство дома из бруса
Чтобы правильно определить количество опор для свайно-винтового фундамента, следует провести следующие операции :
- составить проект будущей основы или первого уровня постройки;
- расположить винтовые опоры на каждом углу будущего здания;
- установить сваи там, где будут пересекаться несущие перегородки дома;
- между расположенными сваями теперь необходимо установить дополнительные сваи по периметру несущих стен с тем условием, чтобы расстояние от одного до другого элемента не превышало того, что было зафиксировано ранее (учитывая вес и вид постройки);
- оставшееся пространство для фундамента заполняется сваями так, чтобы между соседними опорами расстояние не превышало указанного в расчетах (2 – 3 м);
- там, где будет установлена печь или каминный очаг, предусмотрите не менее пары винтовых опор, опять-таки, учитывая размер отопительной конструкции, иначе не избежать критической нагрузки на фундамент;
- на тот случай, если будет обустроена терраса или любая другая пристройка, места фиксации опорных элементов обозначаются по ранее оговоренному принципу, учитывая оптимальное расстояние шага;
- теперь, когда расстояние между сваями определено, остается подсчитать все винтовые опоры, нанесенные на план-схему.
Рассчитываем ростверк
Свайная основа может быть сконструирована из одних опор, по которым укладывают нижнюю обвязку строения.
Чтобы нагрузка на опоры от веса строения была распределена более равномерно, прибегают к изготовлению ростверка.
Ростверком называют балку или железобетонную плиту, по горизонтали соединяющую верхушки каждого винтового элемента. Свайно-ростверковые основы одинаково хорошо подходят для строительства деревянных и пеноблочных зданий. Ленточный ростверк может быть монолитным или сборным, главное, чтобы он был вылит из бетона, марка которого не ниже 150.
Чтобы ростверк был грамотно сооружен и создал прочную связку между винтовыми элементами, нужно правильно рассчитать его габариты. Существует ряд специальных расчетов, мы же ограничимся минимальными размерами связующей ленты:
Фундамент с железобетонным ростверком
- Высота – 30 см.
- Ширина – 40 см.
Чтобы придать ростверку необходимую жесткость, его нужно усилить продольной и поперечной арматурой (в диаметре 10-12 мм). Прутья соединяются при помощи проволоки по принципу армопояса. Расстояние от арматуры до края ростверка должно составлять не менее 2,5 см, чтобы металлические прутья полностью загерметизировались бетонным раствором и не подвергались коррозийным процессам.
Соединение ростверка с опорами может быть жестким, когда его арматура связывается с прутьями свай, или свободным, когда ростверк без дополнительной подвязки лежит на опорах фундамента. В обоих случаях нагрузка между сваями распределяется равномерно.
Расчет количества свай для фундамента
Как правило, перед началом возведения построек на загородном участке проводится изучение залегающих на нем грунтов. Именно в зависимости от грунтов следует выбирать вид фундамента для строительства дома, гаража или бани.
Если вам достался хороший участок на высоком месте с песчаными сухими грунтами, не подверженным пучинистым явлениям, то можно заложить мелкозаглубленный ленточный фундамент. На слабых грунтах можно применять жесткую конструкцию монолитного железобетонного фундамента.
Но, если участок строительства сформирован пучинистыми грунтами, то оптимальным будет выбор фундамента глубокого заложения, опирающегося на основание не подверженное сезонному промерзанию.
В этом случае фундамент может быть как ленточным, так и столбчатым (свайным). Лента используется для массивных капитальных строений и требует гораздо большего количества строительных материалов, что приводит к увеличению затрат на строительство.
Как правило, для малоэтажного индивидуального загородного строительства вполне достаточно столбчатого фундамента. Сегодня существует несколько различных разновидностей столбчатых фундаментов в зависимости от используемых материалов.
В предыдущей публикации мы подробно рассмотрели, как построить фундамент ТИСЭ. Но его строительство невозможно, без предварительного расчета и определения требуемого количества свай, их диаметра и глубины заложения.
Давайте подробно рассмотрим, как самостоятельно рассчитать количество свай для фундамента дома или бани на загородном участке.
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:
Объем раствора и арматуры на устройство фундамента определяется в зависимости от глубины заложения, находящейся в зависимости от глубины промерзания:
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:
При расчете односкатной кровли применяют коэффициент 1, а при определении нагрузки на двускатную крышу с углом от 26 до 60 градусов – 1,25.
Определение количества свай
Несущая способность свай напрямую зависит от сопротивления грунта и площади опоры самой сваи.
Зная вес сооружения и тип грунтов основания можно определить, сколько свай и какого диаметра требуется для устройства фундамента.
Для приблизительного подсчета можно использовать следующую таблицу:
Например, вес строения составляет 87,23 тонн. При этом здание имеет ширину 4,2 м и длину 6 м. Участок сформирован суглинками. Для строительства будут использоваться сваи ТИСЭ с диаметром основания (опоры) 600 мм.
По рекомендации автора технологии ТИСЭ прежде, чем начинать расчет, нужно увеличить расчетную нагрузку на 30%, чтобы получить некоторый запас. То есть, нам нужно умножить 87,23 т на 1,3. Получаем 113,4 тонн.
Определяем по таблице, что при суглинистых грунтах опора диаметром 600 мм способна выдержать 8,4 тонны. Разделив 113,4 тонн на 8,4, получим 13,5 свай. Принимаем 14 штук и расставляем через 1,5 м по длинной стене и через 1,4 м по короткой.
Поделитесь этой страничкой с друзьями в соцсетях:
Смотрите также:
Последние публикации:
В современном мире все труднее становится найти действительно здорового человека. Плохая экология, ежедневный стресс, усталость и переживания приводят к тому, что иммунитет ослабевает, а состояние здоровья оставляет желать лучшего. Поэтому все чаще сегодня… Читать.
Многие слышали слово «фитобаня», но далеко не все знают, что оно означает. Две составных части этого слова можно трактовать, как баня на травах. Это наиболее точно передает смысл процедуры. Воздействие производится за счет пара, получаемого из настоя лечебных… Читать.
Важной частью финишной отделки является красивое оформление мест примыкания пола к стенам. Именно для этого и используются плинтуса. Они позволяют создать некую плавную линию между полом и стеной, красиво дополняя напольное покрытие, могут скрыть различные… Читать.
Источники: http://stroyday.ru/stroitelstvo-doma/fundament-doma/svajnyj-fundament-raschet-kolichestva-svaj.html, http://domzastroika.ru/foundation/raschet-kolichestva-svaj.html, http://russkaya-banja.ru/fundament/stolbchatyj-fundament/166-raschet-kolichestva-svaj-dlya-fundamenta.html
