Правила расчета свайного фундамента

Факторы для подсчета и расстояние между сваями.

Для правильной установки данного типа основания дома мы должны учитывать множество факторов, а именно: какую нагрузку он сможет выдержать, сколько именно балок нужно, и какое должно быть расстояние между ними. Для расчета основания дома на опорах нам нужно знать:

• длину и ширину дома;
• высоту потолков и количество этажей;
• число внутренних несущих стен;
• тип кровли;
• материалы стен дома;
• тип перекрытий;
• полезную нагрузку;
• вид винтовой опоры;
• тип и плотность грунта;
• расстояние между сваями.

Длина и ширина дома играют важную роль при расчете фундамента и столбов. Так, чем длиннее и шире дом, тем больше столпов потребуется.

Тоже самое касается наличия нескольких этажей и высоты их потолков. От этих факторов зависит расчет точной нагрузки на будущий дом.

Большое число несущих стен дома позволяет ему быть более устойчивым по всему периметру, но и повышает нагрузку на столп.

Что касается типа кровли, то чаще всего дома перекрывают шифером, рубероидом или профнастилом. Рубероид и профнастил почти не отличаются в общем весе, шифер же имеет большую массу и требует много столпов.

Если вы собрались строить дом на опорах, то из материалов лучше всего применить каркасные стены, бревно и брус, пено или газобетон.

ПН – нагрузка создаваемая при эксплуатации помещения людьми.

Среди видов основ с лопастями существуют: ВСК 76х200х2500, выдерживает груз до 1 тонны; ВСК 89х250х2500, допустимая грузоподъемность — до 2000 кг; ВСК 108х300х2500, максимальный предел — 2500 кг;

Среди самых подходящих грунтов можно выделить глины, суглинки, супеси и песок. С понижением их плотности и повышением влажности может потребоваться большее количество столпов.

Снеговая нагрузка в РФ

Расстояние между сваями не должно превышать трёх метров, иначе ваша постройка провиснет. Так же помимо всех этих факторов стоит учитывать ветровые и снежные нагрузки.

Совет: после составлении чертежа установки покажите его профессионалу.

Разновидности и особенности свайного ростверка

При возведении частных домов в основном применяют свайно-ростверковый фундамент. Это основание позволяет значительно сэкономить на строительстве и снизить в дальнейшем эксплуатационные расходы.

Качественная обвязка основания повышает надёжность всей конструкции

Если жилое здание необходимо установить на рыхлой почве, специалисты по строительству рекомендуют использовать свайно-винтовое основание.

Обвязка фундамента делится на три вида:

Подвешенный фундамент

Наземный свайный фундамент

Свайно-ленточный фундамент

Ростверки тоже можно условно разделить на три основных вида.

Тип	Изображение	Особенности
Деревянный		Применяется при строительстве домов из древесины и каркасно-щитовых конструкций. Для равномерного распределения нагрузки используется обвязочный брус большого сечения. Этот элемент конструкции входит в состав сборных домов.
Металлический		Для связки свай в единое целое применяется металлический швеллер или балка. Является более прочным и долговечным основанием, чем дерево. Может использоваться как каркас для свайно плитного фундамента. Непосредственно на такое основание укладывают полы первого этажа.
Бетонный		Этот тип ростверка используют крайне редко. Он объединяет в себе все положительный качества свайного и бетонного оснований. Такая конструкция не прогибается даже под тяжёлыми стенами из кирпича и блока.
Кустовой		Этот тип ростверка представляет собой «пучки» свай, расположенных в нескольких опорных точках. Винты устанавливают близко друг к другу и скрепляют между собой. Такое кустовое расположение позволяет хорошо распределять точечное давление и используется под колоннами или другими объектами подобного вида) линии электропередач, башни, мачты).

Буронабивные ростверки-сваи неглубокого заложения равномерно распределяют вес здания не только на сваи, но и на сам грунт

Основные этапы расчёта фундаментов

Основные принципы расчёта фундамента производятся в соответствии с СП и СНИП:

1. Для проведения инженерно ― геологических расчетов проводят изучение грунта. Исследуется его состав, плотность, определяется несущая способность, физические и химические свойства. Такие данные нужны для последующих расчётов и их точность помогает оптимизировать строительную смету.
2. Выполняется изучение нагрузок, сил и моментов, которые действуют на фундамент. При их учёте рассматриваются статичные и динамические воздействия на здание.
3. Производится предварительное проектирование, при котором формируется «черновик» конструкции фундамента.
4. Все полученные при предварительном проектировании данные требуют проверки. Поэтому следующий этап заключается в проверке всех расчётов с применением программного обеспечения. При этом моделируется ситуации, возникающие при контакте фундамента с грунтом. Полученный результат предлагает оптимальную конструкцию для данных условий.
5. На последнем этапе изготавливаются чертежи и остальная проектная документация.

Пример расчёта количества винтовых свай

Теперь на практическом примере определим потребность в винтовых опорах при строительстве деревянного дома размером в 6*4 метра и с межкомнатной перегородкой. Обычно расчет производят с помощью специального программного обеспечения, но при необходимости всё можно сделать в ручном режиме.

1. Анализируем состав почвы. При строительстве небольшого и относительно легкого дома производить весь комплекс инженерно ― геологических работ необязательно. В расчётах можно применять табличные данные, в которых несущая способность грунта соотносится с данным типом почвы. При проведении таких расчётов отрывается шурф, в котором открывается грунтовый слой, в последующем возможно использование получившегося котлована для септика. При обнаружении на дне котлована песчаника несущая способность грунта принимается равной 5 ― 6 кг/кВ. см, если ниже появилась глина, то её показатель несущей способности не менее 2 ― 3 кг/кВ. см. значит, принимаем среднее значение в 3 ― 4 кг/кВ. см.
2. Сбор данных по нагрузкам. Он ведётся по массе используемых материалов, с учётом эксплуатационных нагрузок, воздействия ветра и веса снега. Массу дома высчитывают по удельному весу стройматериалов и объёму здания. На дом, имеющий размеры 6*4 метра, требуется около 12 кубометров бруса, которые используются для стен. Ещё 3 ― 4 куба необходимо для кровли, цокольного и чердачного перекрытий. Удельная масса дерева равна 550 ― 600 кг/кубометр, значит, вес материалов для такого дома будет около 10 тонн. Под эксплуатационной нагрузкой понимается умножение площади дома на вес мебели, оборудования и людей, которые будут находиться в здании. Скажем, вычисленная средняя масса оказалась 340 кг/кВ. м, значит, эксплуатационная нагрузка составит 8,16 тонны.
3. Ветровая нагрузка определяется умножением площади пола на коэффициент 40+15H. H ― в данной формуле обозначает высоту фасада. В этом примере она ― 3,6 метра. Значит, ветровая нагрузка равна 6*4*(40+15*3,6)=2256 кг.
4. Нагрузка от снега рассчитывается исходя из площади крыши, которая умножается на коэффициент массы снега (примерно 175 кг/кВ. м. в средних широтах). Если высота фронтона составляет 2,1 метра, а площадь крыши 34 кв. м, то получается снеговая нагрузка 34*175=5950 кг. Подсчёт общих нагрузок на основании данных в этом примере показывает, что на фундамент и через него на грунт будет оказываться давление в 24,4 тонны.
5. Зная нагрузку, приступаем к расчету количества свай и расстояния между ними. Для этого необходимо узнать несущую способность одной винтовой опоры. Это получается путём умножения площади лопасти винта сваи на показатель несущей способности грунта. Найти площадь пяты сваи можно в таблице, в которой указывают диаметр винтовых свай, нормированных по ГОСТ. Сваи имеют минимальный диаметр 300 мм, по таблице площадь пяты составляет 706 кв. см.
6. Габариты свай выбирают по общим рекомендациям. Для деревянных домов наиболее подходят сваи СВ108. Глубина их погружения около 2, 5 метра. Одна свая в грунте с несущей способностью 3 ― 4 кг/кВ. м. способна выдержать от 2 до 2.8 тонны. Достаточно 10 ― 12 опор для выдерживания нагрузки в 24.4 тонны.
7. При закладке под строящимся домом свай с деревянным или металлическим росверком, расстояние между опорами будет примерно 2 ― 2,5 метра.

Как правильно подобрать винтовые сваи и расчет допустимых нагрузок

Винтовые сваи: типоразмеры и основные принципы выбора

Винтовые сваи различаются по диаметру трубы. В зависимости от этого показателя определяют назначение опоры:

• для индивидуального жилищного строительства – диаметры 10,8; 13,3; 15,9; 21,9; 32,5 см;
• для небольших легких конструкций (бани, беседки, павильоны) – 8,9; 10,8; 13,3 см;
• для оград, рекламных вывесок – 5,7; 7,6 см;
• для террас, причалов, мостков – 8,9; 10,8; 13,3; 15,9; 21,9; 32,5 см.

Сварка или литье?

Опоры выпускаются двух типов – они могут быть сварными или литыми. Производство этих элементов различается, рассмотрим основные принципы:

Сварной винт

Литой винт

Прежде чем купить опоры, тщательно проверьте качество изделия. На строительном рынке можно нарваться на подделки, которые с виду выглядят как литые, а на самом деле выполнены сваркой и с использованием бывших в употреблении или бракованных материалов. Чтобы убедиться в качестве продукта, требуйте у продавцов сертификаты качества. Не поленитесь проверить толщину стенок сваи – у качественной опоры она должна быть 4 мм. У подделки будет меньше. Загляните внутрь трубы с фонариком – следы использования могут быть заметны невооруженным глазом.

Количество лопастей

Сваи могут иметь разное количество лопастей. Опоры следует подбирать в соответствии с ожидаемой нагрузкой.

Тип	Изображение	Назначение
Винтовая свая (шуруп)		Подходит для легких конструкций типа подиума или настила, используется в каменистой почве
Однолопастная опора		Годится для выполнения большинства фундаментов с разным назначением
Двухлопастная свая		Используется для строительства объектов, подверженных ветровым нагрузкам (ограды, рекламные щиты, навесы).

Покрытие

На что ещё стоит обратить внимание при выборе опоры? Оказывается, сваи различаются по типу покрытия:

• двухкомпонентное красочное покрытие. Это эмаль на эпоксидной основе. Такая краска разработана производителями специально для обработки грунтовых опор.  Она прочно держится на поверхности металла и устойчива к трению во время ввинчивания сваи;
• холодный цинк. В его роли выступает тонкая цинковая плёнка, имеющая хорошие адгезивные свойства. Это хорошая защита от коррозии, но цинк слабо сопротивляется механическому повреждению. Для защиты цинкового покрытия используют эпоксидную эмаль. Такая двойная обработка гарантирует сохранность опоры;
• горячий цинк. Технология обработки та же, что у оцинкованных вёдер. Толщина слоя– до ста двадцати микрон. Это прочное, долговечное и надёжное покрытие. Оно станет практически вечным, если будет дополнительно обработано эпоксидной эмалью;

Цинковое покрытие — самое устойчивое

Допустимые нагрузки на винтовые сваи с учетом особенностей участка

Мы подробно рассмотрели типы и размеры свай, настало время поговорить об их несущих способностях. От этого показателя зависит, какое количество опор потребуется для надёжного фундамента вашего строения.

Несущие способности свай зависят не только от их размеров, но и от характеристик грунта. При проектировании фундамента необходимо тщательно исследовать участок и учесть особенности местного климата.

Стабильность свайного фундамента достигается путём активного сопротивления опор воздействию сдавливающих и выталкивающих сил грунта

Ориентировочные параметры несущих способностей сваи в разных грунтах:

Одно из основных строительных правил – не доводить нагрузку на фундамент до максимальной. Чтобы определить поведение будущего фундамента в процессе эксплуатации, проводят испытание эталонной сваей диаметром 114 миллиметров. Эту составную опору забивают в грунт и подвергают разного типа нагрузкам: выдёргиванию, вдавливанию, смещению. Таким методом получают данные по сопротивлению грунта и определяют размеры опор и глубину их залегания.

Все исследования проводятся с применением специального оборудования, фиксирующего изменения состоянии эталонного элемента

Несущую способность можно рассчитать при помощи проверенной формулы:

W=О/k, где

W – это показатель допустимой нагрузки на опору;

O – расчёт допустимой нагрузки с учётом размера опоры и особенностей почвы;

k – коэффициент эксплуатационного запаса фундамента.

Для начала рассчитаем значение О. Потребуется следующая формула:

О = S х Ro, где

S — это поперечное сечение лопасти опоры;

Ro – сопротивление грунта на глубине, до которой опустится винтовая часть сваи.

Найти последнее значение можно по этой или другим таблицам, содержащим общие сведения по характеристикам почвы в вашем регионе.

Таблица характеристик почвы

Возвращаясь к значению k поясним, что оно имеет показатели от 1.2 до 1.7. При этом 1.2 – минимальный показатель, характерный для самого устойчивого грунта.

Расчет винтовых свай. Калькулятор цены винтовых свай

Компания «СваяК»  занимается производством свай для винтовых фундаментов, а также организацией установки  прочных и долговечных основ для конструкций различных габаритов и параметров. Мы предлагаем оказание отдельных видов услуг и выполнение работ «под ключ».

Понимая, как сложно бывает определиться с количеством  необходимых изделий, делая предварительные расчеты, мы предоставляем нашим клиентам такую опцию как «калькулятор винтовых свай».

Вы можете воспользоваться этой функцией самостоятельно, зайдя на сайт компании или, прибегнув к помощи консультанта. Передав ему всю имеющуюся информацию о предполагаемой постройке, вы получите расчеты, которые произведет калькулятор винтовых свай уже через несколько секунд.

Этот метод позволит избавиться от лишних трат времени на самостоятельные подсчеты количества необходимой продукции, а также позволит сэкономить финансовые средства, которые вы могли бы потратить в случае ошибки.

Винтовые сваи: расчет количества, калькулятор от «СваяК»

Удобная опция, которой мы предлагаем воспользоваться для точного расчета количества необходимых винтовых свай  при организации фундамента, предполагает наличие некоторых данных для оформления заявки.

Зайдите в раздел сайта «винтовые сваи расчет количества калькулятор», следуя алгоритму, заполните необходимые поля:

• Укажите тип планируемого сооружения и его этажность;
• Внесите данные о длине и ширине постройки, а также уточните наличие мансарды;
• Выберите материал стен и напишите адрес предполагаемого строительства;
• Укажите свои персональные данные.

Расчет винтовых свай будет произведен автоматически, а результаты, полученные при проведении процедуры, будут отправлены на вашу почту.

При необходимости уточнения подробностей планируемого строительства, оформляя заявку, вы можете прикрепить файл с конкретными данными для учета в процессе расчетов.

Как происходит расчет количества винтовых свай для каркасного дома?

Производя расчет количества винтовых свай для каркасного дома, необходимо учитывать его этажность и потенциальную нагрузку на фундамент, ожидаемую, например, в период выпадания осадков. Проанализируйте тип грунта в соотношении с необходимым типом свай  и оцените необходимость обвязки винтовых свай.

Помните, что самостоятельный расчет расходных материалов не влечет за собой рисков для здоровья в отличие от самостоятельного проведения работ по обустройству винтового фундамента. Обращайтесь за помощью в расчетах и организации конструкции к специалистам компании «СваяК».

Расчет количества винтовых свай от специалистов «СваяК»

Главный принцип нашей организации – клиентоориентированность! Мы делаем все возможное, чтобы предоставить нашим клиентам продукцию высочайшего качества по доступным ценам. Все услуги, реализуемые экспертами компании «Сваяк» предполагают предварительный расчет, чтобы  потребитель мог заблаговременно оценить свои финансовые возможности и подготовиться к приобретению.

Расчет количества винтовых свай входит в число опций, которыми мы предлагаем воспользоваться для комфортного сотрудничества и получения быстрых и эффективных результатов. Обращайтесь за помощью в установке винтового фундамента в компанию «СваяК». Мы не только произведем корректные расчеты, но и выполним любой проект «под ключ»!

Самый простой расчет свайного фундамента, без формул и сложных схем

После того, как определены все особенности грунта на участке и произведен расчет несущей способности винтовых свай для фундамента, можно приступать к непосредственному планированию основы под дом.

Предлагаем небольшое пособие по расчету для индивидуального строительства:

• Подберите диаметр свай для строительства. Для этого не потребуется никаких сложных расчетов. Достаточно знать, что для одноэтажных каркасных и деревянных домов достаточно опор с диаметров 89 миллиметров, а для строений из пенобетона потребуются сваи с диаметров 108 миллиметров.
• На некотором расстоянии от места строительства на самой высокой точке участка выкопайте яму метровой глубины. Если на ее дне обнаружится глина или спрессованный песок – выбирайте опоры высотой два с половиной метра. Если обнаружится грунтовая влага или торф, садовым буром продолжайте заглубление, пока не доберетесь до глины.

По размерам шурфа рассчитайте глубину столбов

• Изучите рельеф участка под фундамент. Следует учесть все перепады высот. Размеры столбов в низинных участках должны быть больше. То есть расчетная длина плюс высота перепада. И заложите еще полметра на «всякий пожарный». Проще отрезать лишнее, чем поставить опору заново.
• Для расчета количества свай можно не углубляться в сложные математические формулы. Для легких каркасно-щитовых домов шаг между опорами составляет три метра, для пенобетонных строений – два.  Расчертите на сетке план фундамента и посчитайте, сколько столбов необходимо установить. Для оптимального распределения нагрузки они должны размещаться по углам и на местах пересечения стенок. Остальные проемы заполните точками опор с шагом, соответствующим материалу дома.

Используя это простое руководство несложно правильно спланировать свайную конструкцию для простого строения.

Возвращаясь к теме, как рассчитать нагрузки на фундамент, можно порекомендовать еще один вариант онлайн калькулятора. Он поможет определить суммарную нагрузку на всю фундаментную конструкцию.

Калькулятор расчета нагрузки от всего строения

Итак, следующая программа поможет рассчитать общую нагрузку на основание здания с учетом всех важных факторов: размеров внутренних и внешних стен, массы перекрытий, особенностей стропильной системы и кровельного покрытия. Эти показатели важны для определения типа и прочности фундамента. Даже после приблизительных расчетов вы увидите, насколько будут отличаться результаты для каркасного дома и, к примеру, строения из пенобетона.

Рассмотрим всё по порядку:

Итоговый результат получится в тоннах. Произвести окончательные вычисления можно без специальных инструментов. В первом калькуляторе вы получили размер нагрузки на одну сваю с учетом особенностей грунта. Во втором – общую массу строения. Остается разделить второй результат на первый и получить требуемое количество свай.

И в завершении темы о свайном фундаменте еще немного полезной информации:

• Винтовые сваи используются не только для строительства новых объектов, но и для реставрации старых. Усиление буроинъекционными сваями существующих оснований не требует капитального вмешательства. Таким образом можно значительно укрепить фундамент даже многоэтажных конструкций.
• Устанавливая свайный фундамент с бетонным ростверком не забывайте о качественном армировании бетона.

Видео советы по правильному планированию свайного фундамента

9 Проверка расчетной нагрузки на сваю в кусте с учетом изгибающих моментов

Расчетная
нагрузка на сваю в кусте проверяется с
учетом расчетных изгибающих моментов
относительно главных центральных осей
плана свай в плоскости ростверка,

,

(161)

где
N_d
– расчетная
сжимающая сила, кН;

M_x,
M_y
– расчетные
изгибающие моменты, кНм,
относительно главных центральных осей
х
и у
плана свай в плоскости подошвы ростверка;

n
– число свай
в фундаменте;

x_i,
y_i
– расстояния
от главных осей до оси каждой сваи, м;
х, у –
расстояния от главных осей до оси каждой
сваи, для которой вычисляется расчетная
нагрузка, м (рис. 46).

Максимальное
усилие на сваю найденное по формуле
(161) должно удовлетворять условию

,
(162)

При
кратковременных (ветровых, крановых и
др.) и особых нагрузках допускается
перегрузка крайних свай до 20%. Если
условие (162) не выполняется, то необходимо
увеличит число свай в фундаменте или
расстояние между ними.

При
передаче на крайние сваи куста
выдергивающих нагрузок должно выполняться
условие

.
(163)

Если
N_min

Рис.
46. Внецентренно нагруженный свайный
фундамент к примеру 19

Пример
19. Определить
максимальную расчетную нагрузку на
сваю для куста из семи свай сечением
3030
см, длиной 8 м (рис. 46).
Расчетные
нагрузки на фундамент: N_d= 1750 кН; M_х
= 90 кНм;
M_y
= 60 кН.

Расчетная
максимальная нагрузка на сваю в кусте
определяется по формуле (161):

.

Откуда берется нагрузка

Источником упомянутых нагрузок является:

• Вес самого здания (стройматериалы и крепеж).
• Эксплуатационная масса (вес содержимого строения: мебели, жильцов, отделочных материалов коммуникаций и так далее).
• Природные силы, действующие на дом время от времени (вес снега, ветровая нагрузка, вес осадков и прочее).

Кроме того, в расчетах следует учесть и второстепенные факторы: сопротивление почвы, силу трения опор о грунт, горизонтальные усилия, провоцируемые смещением слоев и прочее.

Первый параметр, влияющий на величину нагрузок – вес здания – определяется по объему и удельному весу стройматериала, используемого в процессе сооружения жилища. То есть, если один кирпич весит 3,5 килограмма, то 10 000 штук таких изделий «потянет» на 35 тонн. И так далее.

Второй параметр определяется по специальным таблицам, исходя из «полезной» (жилой) площади строения и количества лиц, проживающих в доме.

Третий параметр определяется по климатическим условиям и габаритам кровли и стен строения. Исходные данные, в данном случае, берутся из других таблиц, связывающих снеговую и ветровую нагрузку с квадратными метрами площади кровли и стен.

Как считают?

Расчет свайных фундаментов по СНиП и СП предполагает два подхода к процессу вычислений:

• Суммирование существующих нагрузок и определение итогов совместного воздействия и горизонтальных и вертикальных сил на планируемую конструкцию основания.
• Определение максимальных (предельно допустимых) нагрузок, которые способна выдержать уже существующая конструкция фундамента. Причем нагрузки определяются отдельно по вертикали и горизонтали.

Первый подход годится для индивидуального проектирования, основанного на актуальных характеристиках конкретного места и конкретного дома. В этом случае нужно вычислить все нагрузки и по ним определить параметры основания, подгоняя жесткость под условия эксплуатации.

Второй подход практикуется при адаптации типового проекта под конкретные характеристики участка. В этом случае по допустимой жесткости основания определяют условия эксплуатации строения (предельно допустимые нагрузки).

С чего начать?

В самом начале нужно изучить характеристики самого строения и опорного грунта (участка почвы под подошвой основания).

И  в первую очередь проектанта должны интересовать следующие характеристики:

Тип почвы – от этой характеристики зависит несущая способность грунта. Данный параметр определяется в процессе инженерно-геологических изысканий, путем бурения контрольной скважины и выемки породы с заданной глубины.

Усадка почвы  —  эта характеристика говорит о склонности грунта к изменению объема при высыхании. Причем в процессе усадки в грунте накапливаются достаточно значительные напряжения, что приводит к повышению нагрузки на фундамент. Усадка зависит от процентного содержания в почве глинистых частиц и влажности грунта. Усадка почвы определяется в процессе испытания контрольной и натурной свай, погружаемых в грунт строительной площадки.

Зная допустимые вертикальные нагрузки и предполагая величину горизонтальных нагрузок, проектант может определить количество опор, расстояние между сваями в свайном фундаменте, их габариты и конструкционный материал, применяемый при изготовлении опорных столбов.