6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как правильно выполнить расчет свай по материалу

Строй-справка.ру

Отопление, водоснабжение, канализация

Общие положения. Расчет свайных фундаментов и их оснований выполняют по двум группам предельных состояний.

По первой группе предельных состояний расчет производят из условия обеспечения несущей способности ростверка, свай и грунта свайных фундаментов. Несущую способность грунта свайного фундамента проверяют по формуле (10.2). Если в фундаменте имеется несколько свай, то учитывают их количество.

По второй группе предельных состояний расчет выполняют только для фундаментов из висячих свай и свай-оболочек по условию (4.6), ограничивающему развитие значительных деформаций. Свайные фундаменты, состоящие из свай-стоек, одиночные висячие сваи, доспринимающие вне кустов вдавливающие или выдергивающие нагрузки, а также свайные кусты, работающие на выдергивающие нагрузки, рассчитывать по деформациям не требуется.

Рис. 10.5. Схемы передачи давления на грунт основания за счет сопротивления грунта по боковой поверхности и под нижним концом сваи

Последовательно суммируясь по высоте висячей сваи, силы трения вместе с усилием, возникающим под нижним концом сваи, передаются на грунты основания, находящиеся ниже плоскости, проходящей через ее острие. В расчетной схеме принимается, что вокруг сваи образуется напряженный массив грунта, ограниченный по боковой поверхности усеченным конусом или пирамидой в зависимости от формы поперечного сечения сваи, а под нижним концом сваи — выпуклой криволинейной поверхностью (рис. Ю.5, с).

При расположении свай трения в кусте эпюры реактивных давлений в плоскости нижних концов свай пересекаются (рис. 10.5, б) и вследствие большего загружения грунта происходит большая осадка свайного куста по сравнению с осадкой одиночной сваи.

Если деформативность сваи в кусте возрастает по сравнению с Деформативностью одиночной сваи, что отрицательно сказывается на работе свайного фундамента, то несущая способность сваи в кусте будет выше, чем несущая способность одиночной сваи, Что оказывает положительное влияние на эксплуатацию свайного фундамента. Последний факт объясняется увеличением сил трения по боковой поверхности свай, происходящим за счет уплотнения грунта вследствие забивки соседних свай, а также ограничения значительного развития зон пластических деформаций под нижним острием свай вследствие возникновения напряженного состояния от загружения соседних свай.

Проектирование свайных фундаментов включает в себя решение следующих вопросов: выбор глубины заложения ростверка, типа; и конструкции свай; определение несущей способности свай, назначение требуемого количества свай в фундаменте; конструирование фундамента; расчет ростверка; определение усилий, действующих на наиболее нагруженные сваи, и их сравнение с предельно до-1 пустимыми по грунту и материалу; расчет деформаций фундаментов и их сравнение с предельно допустимыми.

При проработке этих вопросов, исходя из наиболее экономичного и рационального решения, которое может быть получено на основе вариантного и оптимального проектирования с применением ЭВМ.

Глубину заложения подошвы ростверка назначают в соответствии с конструктивными и эксплуатационными особенностями зданий и сооружений и климатическими условиями района строительства. Как правило, подошву ростверка закладывают на глубине большей, чем глубина подвалов, приямков и коммуникаций, а также ниже глубины сезонного промерзания в пучинистоопасных грунтах. В некоторых случаях ростверк располагают в пределах зоны пучения, при этом между ростверком и грунтом создают воздушный зазор, исключая тем самым воздействие нормальных сил морозного пучения на подошву ростверка. Однако в данном случае следует учитывать касательные силы морозного пучения, действующие на ростверк и сваи. Для получения наиболее экономичного решения подошву ростверка необходимо располагать как можно выше, сводя к минимуму объем земляных работ.

Тип и конструкцию свай назначают, исходя из особенностей инженерно-геологических данных грунтов основания на строительной площадке, а также применяемого оборудования при устройстве фундаментов. В условиях современного строительства наиболее целесообразное решение удается получить при использовании забивных свай. Однако в некоторых случаях при необходимости применения свай повышенной несущей способности устраивают фундаменты из набивных свай, в том числе и с уширенной пятой.

Требуемое количество свай в фундаменте определяют на основании результатов расчета на центральное или внецентренное действие внешней нагрузки после предварительной оценки несущей способности одиночной сваи.

Определив необходимое количество свай в фундаменте, назначают его конструкцию, размещая сваи рядами или в шахматном порядке, при этом расстояние между сваями принимают равным d, где d — диаметр круглой или сторона квадратной сваи, разместив сваи, конструируют ростверк, который обычно выполняют из монолитного или сборного железобетона. Ростверк рассчитывают на продавливание сваями и опирающимися конструкциями здания (колоннами, стенками и т. д.) в соответствии с требованиями норм проектирования железобетонных конструкций, а также производят расчет ростверка на изгиб.

Высоту ростверка и его армирование назначают на основании результатов расчета, при этом по конструктивным соображениям его высота должна быть равна Ао+0,25 м, но не менее 0,3 м (Л0 — высота заделки сваи в ростверке).

Соединение свай с ростверком может быть свободным или жестким. Свободное закрепление сваи применяют, если сваи работают в основном на сжатие, когда же они воспринимают значительные горизонтальные или выдергивающие нагрузки, используют жесткое закрепление головы сваи в ростверке. При свободном соединении сваи заделывают в ростверк на высоту 5… 10 см, при жестком — верхняя часть головы сваи разбивается и обнаженная арматура замоноличивается в ростверк, при этом целая часть головы сваи заделывается в ростверк также на глубину 5…10 см. Жесткое соединение иногда получают за счет замоноличивания целой головы сваи в ростверк на необходимую глубину.

Расстояние от оси крайнего ряда свай до края ростверка чаще всего принимают равным размеру поперечного сечения сваи. При жестком соединении это расстояние дополнительно уточняется по результатам расчета заделки свай.

По завершении конструирования производят расчет свайного фундамента, в частности уточняют усилия, действующие на сваи, и рассчитывают деформации. При необходимости в конструкцию фундамента вносят необходимые корректировки относительно количества свай, изменения конструкции ростверка и расчет повторяют.

Расчет центрально нагруженных свайных фундаментов. После назначения глубины заложения подошвы ростверка свайного фундамента, в котором равнодействующая внешних нагрузок проходит через его центр тяжести, расчет начинают с выбора типа свай, для которой с помощью формул (10.1), (10.3) и (10.6) определяют несущую способность по грунту или материалу в зависимости от особенностей напластования грунтов на строительной площадке, материала и конструкции сваи. В качестве расчетного принимают наименьшее значение несущей способности.

Число свай в фундаменте определяют, исходя из предположения, что ростверк обеспечивает равномерную передачу нагрузки на все сваи, расположенные в кусте или свайном ряду.

Фундамент считается правильно рассчитанным, если удовлетворяется условие (10.2), характеризующее несущую способность из основного условия первой группы предельных состояний. Если это условие не выполняется, то необходимо выбрать другой тип сваи, имеющий более высокую несущую способность, и повторить расчет.

Для свайных фундаментов из висячих сваи необходимо еще и выполнение основного требования расчета по второй группе предельных состояний (по деформациям), для фундаментов из свай стоек этот вид расчета не требуется.

Расчет осадки свайного фундамента из висячих свай производят как для условного фундамента на естественном основании, контур которого ограничен размерами ростверка, свай и некоторым объемом грунта в межсвайном пространстве (рис. 10.6, а).

В расчетной схеме принимается, что нагрузка на грунт передается по подошве условного фундамента и воспринимается слоем грунта, расположенным ниже плоскости острия свай. Реактивные напряжения по подошве условного фундамента считаются равномерно распределенными.

Размеры условного фундамента определяют следующим образом.

Рис. 10.6. Схемы условных фундаментов для расчета по второй группе предельных состояний

Расчетное сопротивление грунта основания, входящее в выражение (10.38), определяют по формуле (4.10) в соответствии с требованиями второй группы предельных состояний для условного фундамента, показанного на рис. 10.6.

Расчет выецентреыно нагруженных свайных фундаментов. Внецен-тренно нагруженным считают свайный фундамент, в котором точка приложения равнодействующей внешних нагрузок не совпадает с Центром тяжести поперечных сечений свай в кусте.

При небольших эксцентриситетах, когда краевые напряжения в уровне подошвы ростверка подчиняются соотношению «r^^ 0;p^R:
если условия выполняются, то переход к п. 24;
если нет, то увеличение количества свай и переход к п. 13.
29. Вычисление крена свайного фундамента по формуле (6.22).
30. Проверка условия /

Расчет объема бетона для различных типов фундаментов

Бетон (смесь цемента, песка, щебня или другого наполнителя с водой) является универсальным строительным материалом, служащим для организации фундаментов, выравнивания поверхностей (заливка полов и создания стяжек) и возведения несущих конструкций. Поскольку этот материал обладает различными техническими характеристиками, то может успешно эксплуатироваться в широких температурных диапазонах и при различной влажности. Строительный бетон можно заказать на профильных предприятиях, изготовить вручную или с применением средств малой механизации, но в любом случае состав материала должен полностью отвечать поставленным задачам.

Для точного планирования времени выполнения работ по бетонированию и определения количества необходимого материала следует провести необходимые расчеты и выявить требуемый объем.

Расчет необходимого количества бетона

Поскольку большинство создаваемых бетонных конструкций имеют сложную геометрическую форму, расчет их объема можно облегчить, применяя разбивку всей конструкции на более простые детали. Такой способ обеспечивает быстроту проведения расчета. При наличии армирующих элементов, которые обычно составляют 5 — 10% общего объема заливки, эту погрешность можно не учитывать и отнести к монтажным потерям.

Как рассчитать объем бетона на сваи

Столбчатый фундамент представляет собой сваи, погруженные в почву, или заливки армированного бетона в заранее пробуренные скважины. Такой вид фундамента применяется для возведения легких строений на вспучивающихся грунтах или при глубоком залегании несущего слоя и является популярной конструкцией, благодаря простоте изготовления и достаточно большой экономии строительных материалов. При круглом сечении фундаментов столбиков расчет проводится, исходя из площади поперечного сечения по формуле:

S = 3.14 х R 2 где

R – радиус столбика;

Результат необходимо умножить на высоту (Н) и количество столбиков.

Так, при диаметре столика 0,2 м имеем поперечное сечение 3,14 х (0,1 м) 2 = 0,0314 м 2 , при его высоте 2 м требуемый объем бетона для одного изделия составляет 0,0628 м 3 . По этой методике можно рассчитать объем бетона для свай любого размера.

Для свай квадратного сечения расчет проводится аналогично.

Как рассчитать объем бетона для ленточного фундамента

Ленточный фундамент получил широкую популярность при дачном и малоэтажном строительстве, поскольку обладает хорошими прочностными характеристиками и отличается простотой укладки. Объем любого ленточного фундамента можно рассчитать, зная ширину и высоту его ленты. Поскольку лента фундамента имеет прямоугольное сечение, то для определения его площади достаточно перемножить эти показатели. Для определения полного объема фундамента площадь сечения умножается на длину фундаментной ленты.

Следует отметить, что высота фундаментной ленты состоит из глубины закладки и размера надземной части, при этом высота ленточного фундамента должна быть как минимум в 2 раза больше его ширины. Под суммарной длиной ленты фундамента подразумевается не только внешний периметр, но и длина всех межкомнатных перегородок. Поскольку межкомнатные перегородки не всегда являются несущими конструкциями, то обычно под них устраивается более легкий фундамент, имеющий другие геометрические размеры, что необходимо учесть в проведении расчетов.

Подробная и наглядная статья про бетонирование пола в гараже.

Щебень — один из наиболее популярных наполнителей для тяжёлых бетонов. Вам нужен щебень? Посмотрите в нашем каталоге.

Итак, полный объем фундамента складывается из суммы объемов его частей с различной геометрией, каждая из которых определяется по формуле:

S — площадь поперечного сечения фундаментной ленты (в метрах),

L – общая длина ленты фундамента (в метрах).

Например, при однородном сечении ленты фундамента по всей длине объем необходимого бетона при длине ленты 28 м и ее сечении 0,16 м 2 составит:

V = 28 х 0,16 = 4,48 м 3

Если сечение фундаментной ленты различно: 0,2 м 2 на длине 8 м; 0,16 м 2 на длине 12 м и 0,25 м 2 на длине 8 м, то расход бетона составит

V = 12 х 0,16 + 8 х 0,2 + 8 х 0,25 = 5,52 м 3 .

Как рассчитать объем бетона для плитного фундамента

Плитный фундамент представляет собой железобетонный монолит, располагающийся под всей площадью строения. Этот вид фундамента используется:

•на сложных (плавающих грунтах);

•при отсутствии в проектируемом помещении подвала;

•при использовании плиты в качестве основания для пола здания.

Фундамент такого типа оказывает очень небольшое (до 0,1 кг/см 2 ) давление на грунт и обладает высокой жесткостью, которая позволяет ему выдерживать разнонаправленные нагрузки без разрушения и образования трещин. Обычно при формировании плитного фундамента используют ребра жесткости, объем которых необходимо учитывать при расчете количества требуемого бетона.

Объем плитного фундамента для объекта простой конфигурации определяется по формуле:

S – площадь плиты;

H – толщина плиты.

Так, при длине плиты 10 м, ширине 5 м и высоте 0,15 м объем необходимого бетона будет составлять

V = 10 х 5 х 0,15=7,5 м 3 .

При наличии ребер жесткости отдельно вычисляется их объем.

V1 =0,12;V3=0,15; V2=0,12; V4= 0,15 м 3 .

Складывая полученные результаты с объемом основной плиты, получаем полный объем необходимого бетона:

V =7,5+0,15+0,15+0,12+0,12=8,04 м 3 .

Как рассчитать объем бетона для заливки пола

Стяжка пола формируется для выравнивания покрытия при дальнейшем декорировании. В зависимости от состава бетона и решаемых задач толщина стяжки может составлять 40 – 100 мм, поскольку более тонкая стяжка подвержена преждевременному разрушению и растрескиванию. Заливку стяжки следует осуществлять за один раз, образуя монолит, при этом недостаток материала может пагубно повлиять на качество конструкции, поэтому к расчету объема необходимых материалов нужно подойти очень ответственно. В случае, если стяжка укладывается на горизонтальную поверхность, объем необходимого материала рассчитать очень просто. Он производится по формуле:

S – площадь поверхности стяжки;

H – толщина стяжки.

Так, при площади помещения S = 20 м 2 и толщине стяжки H = 0,07 м необходимый объем смеси будет составлять

V = 20 х 0,07 = 1,4 м 3 .

Сложнее дело обстоит, если базовая поверхность не горизонтальна, и стяжка имеет неодинаковую толщину на всей площади. В этом случае приходится оперировать средними величинами толщины стяжки, что приводит к неточности.

Расчет объема компонентов для создания бетонной смеси

При проведении работ по бетонированию объектов важно знать не только объем необходимого бетона, но и состав бетона по объему компонентов. Проведение расчета необязательно при заказе уже готовой смеси, в то же время для изготовления бетона своими силами знание, как посчитать объем всех компонентов, очень важно.

Выбираете строительный материал? Тут сравниваются свойства пенобетона и газобетона.

Автобетононасосы и автобетоносмесители: здесь их услуги за разумную плату.

Бетон состоит из смеси цемента, щебня или другого наполнителя, песка и воды, поэтому грамотный подбор соотношения всех компонентов обеспечит надежность и долговечность изготовляемых конструкций. Одними из основных характеристик получаемого бетона является водоцементное соотношение (В/Ц), марка используемого цемента и особенности наполнителя, исходя из этих данных, можно подобрать ингредиенты для марки бетона, необходимой по проекту. Все показатели являются табличными данными и приведены ниже:

Проектная марка бетонаМарка цемента
400500
1001,03
1500,85
2000,690,79
2500,570,65
3000,530,61

На строительной площадке нет возможности точно измерить все показатели компонентов смеси, но, воспользовавшись табличными данными и проведя несложные расчеты можно обеспечить довольно приемлемые результаты.

Показатель В/Ц для проектных марок бетона зависит от размеров зерна щебня и марки использованного цемента. Эти данные представлены в таблице 1 и 2. Для получения мелкозернистого бетона без использования щебня соотношение В/Ц, приведенное в таблице 1 уменьшается на 0,1. Данные таблицы распространяются на бетоны, которые затвердевают в обычных условиях (влажность воздуха 90 —100% и температура 15 – 25 °С). При применении таблицы 2 следует обращать внимание на размер зерен наполнителя, который влияет на объем использованной для создания раствора воды.

Так, например, для приготовления раствора бетона марки М 200 со степенью подвижности бетонной смеси ОК = 5 см (смотрите рисунок 1), с размером зерна щебня 40 мм следует применять соотношение В/Ц = 0,57.

Расход цемента для создания 1 м 3 бетона можно рассчитать по формуле:

В — расход воды в литрах, который составляет (согласно таблице 2) 185 л

Так, расход цемента составит

Ц = 185 : 0,57 = 325 кг.

Для определения абсолютного объема песка и щебня Асм в составе бетонной смеси из заданного объема 1 м 3 вычитаем объемы цемента и воды:

Получаем объем наполнителей:

Асм = 1000 ((325/3,1)+185) = 1000 — 290 = 710 л

Ап — абсолютный объем песка, определяется по формуле:

r —процентное содержание песка (41%) (таблица 2).

Значение показателя Ап составляет:

Ап = (710*41)/100 = 290 л

Ащ – вычисляем как разницу между полным объемом заполнителей и песка.

Ащ = 710 — 290 = 420 л

Зная показатели плотности всех компонентов смеси, вычисляем их вес:

П = 290 х 2,63 = 763 кг

Щ = 420 х2,6 = 1092 кг

Расход материалов на 1 м3 составит:

Ц = 325 кг; В = 185 л; П = 763 кг; Щ = 1092 кг

Объемные массы всех ингредиентов составят:

Yоб.б.см = 185 + 325 + 1092 +763 = 2365 кг/м 3

То есть соотношение цемент, песок, щебень составляет:

Правильно подобранный состав бетонной смеси позволит не только полностью реализовать поставленные задачи, но и обеспечит грамотный расход средств и экономию материалов. Не забудьте заказать бетономешалку правильного объема. Объемы миксеров для бетона обычно составляют от 5 до 10 м?.

Устройство свайного фундамента с ростверком для частного дома

При верном расчете количества свай и глубины их погружения фундамент не будет подвергаться воздействию влаги и промерзать, поэтому в некоторых случаях может быть предпочтительней ленточного. В местах небольших перепадов рельефа, когда выравнивать склон нерентабельно, возможно использование комбинации обычного ленточного и свайного фундаментов.

1. Виды фундаментов с ростверком

Ростверком называют верхнюю часть фундамента, которая объединяет оголовки свай и служит опорой для будущего здания. Соединение свай и роствека может осуществляться с помощью сварки (в случае использования железобетонных конструкций) или заливки бетоном.

По способу установки ростверки подразделяется на:

  • ленточные – связываются только соседние сваи;
  • выполненные в виде плиты – связывается каждый оголовок.

По виду материалов ростверк может быть выполнен:

  • из бетона с укладкой арматуры – под несущие стены устанавливаются сваи, на глубину и ширину ростверка роются неглубокие траншеи;
  • подвесной бетонный – аналогичен предыдущему варианту, однако его особенностью является то, что лента из бетона не соприкасается с грунтом, устройство компенсационного зазора при этом обеспечивает предотвращение разрыва опор при колебании грунта;
  • железобетонные – из широкого металлического швеллера или двутавра, причем под несущие стены устанавливается швеллер 30, остальные опоры связываются швеллером 16-20;
  • из дерева – используется реже;
  • комбинированным методом – с использованием как металлических несущих элементов, так и бетона.

2. Расчет расстояния между сваями и глубины их погружения в свайном фундаменте

Глубина погружения свай рассчитывается исходя из вида и сложности грунта. Нижняя часть опоры должна находиться на 20-30 см ниже нормативной глубины промерзания определенного вида грунта в регионе проживания. К примеру, глубина промерзания для Санкт-Петербурга, по отчетам геологов, для глин и суглинков 1,4 м. Для возведения фундамента потребуется сваи размером не менее 140 + 20 = 160 см. Так как земля под домом прогревается, эту цифру можно уменьшить на 10-20%.

Для определения требуемого количества свай и расстояния между ними руководствуются СНиП № 2.02.03-85 и ГОСТ 27751, в которых перечислены основные требования, предъявляемые при возведении свайных фундаментов. При этом в расчет берутся следующие характеристики:

  • прочность материала свай и ростверка;
  • несущая способность грунта (при этом учитывается уплотнение при установке опоры);
  • при наличии значительных перепадов рельефа – несущая способность основания (пяты) опоры;
  • степень усадки сваи при вертикальной нагрузке.

2.1. Порядок проведения расчетов

  1. Для начала расчетов понадобиться определить размер общей нагрузки на будущий фундамент, то есть узнать вес здания. При этом учитываются не только масса стен, но и пола, перекрытий между этажами, вес крыши, внутренней и фасадной облицовок.
  2. Полезная нагрузка (вес мебели, бытовых приборов и людей) – если при возведении административных многоэтажных зданий в расчет принимается 200 кг/кв. м, то при строительстве жилых домов достаточно 150 кг/кв. м.
  3. К полученной сумме веса добавляется снеговая нагрузка в зимний период. Давление снежных масс для большинства районов РФ – 180 кг/кв. м.
  4. Сумма всех трех вышеуказанных нагрузок умножается на коэффициент запаса, равный 1,1 (в некоторых случаях возможно применение коэффициента 1,2).
  5. Нагрузка на одну опору без проседания.

При приобретении готовых винтовых свай следует поинтересоваться не только их высотой, но и способностью выдерживать определенный тип нагрузки. Так, винтовые опоры ВСК, имеющие размер 86х250х2500, будут иметь предельную глубину залегания винта 1700 мм, при этом одна свая способна выдержать нагрузку 2000 кг. Способы расчета нагрузки для буронабивных свай более сложны. Возможно, для проведения расчетов понадобится помощью специалистов. Более подробно о монтаже бетонных свай можно прочесть в СНиП № 2.02.03-85. Неплохим справочником может стать книга «Универсальный фундамент» Р.Н. Яковлева, в которой приводится подробные способы расчетов.

2.2. Пример расчета свайного фундамента с ростверком

Винтовые сваи используются для возведения легких дачных домиков, при строительстве же тяжелых коттеджей применяются более массивные буронабивные сваи, способные выдержать серьезную нагрузку.

В данном примере для упрощения расчеты ведутся по винтовым опорам. Отметим, что, если для подобных свай небольшого размера при расчетах не учитывается боковое трение, то в случае возведения тяжелых зданий на буронабивных сваях также учитываются силы бокового трения, оказывающие воздействие на сваю.

Расчет общего количества свай и шага их установки для одноэтажного дома размером 6 × 6 м:

  1. Определим общий вес расходных материалов. Допустим, общий вес бруса, крыши и облицовки дома с учетом снеговой нагрузки составит 27526 кг.
  2. Размер полезной нагрузки 6 × 6 × 150 = 5400 кг (полезная нагрузка, данные которой приведены в п. 2.1, умножается на длину и ширину будущего дома).
  3. Величина снеговой нагрузки 180 × 6 × 6 = 6480 кг.
  4. Таким образом, общая масса нагрузки на фундамент составит 27526+ 5400 + 6480 = 39406 кг.
  5. Умножаем полученный вес на коэффициент надежности 39406 × 1,1 = 43346,6 кг.
  6. Допустим, мы планируем установку винтовых опор 86х250х2500 ВСК. Для расчета их количества полученную сумму общей нагрузки 43346,6 кг следует разделить на нагрузку, приходящуюся на одну сваю 43346,6/2000 = 21,673. Округляем полученное число до 22. Таким образом, для строительства дома размером 6×6 м нам понадобиться 22 сваи.
  7. Для установки 22 опор шаг установки будет 1,2 метра. Для половых лаг следует добавить еще 2 сваи, которые будут расположены внутри дома.

3. Фундамент с ростверком своими руками

Буронабивные машины при строительстве частных домов используют лишь в тех случаях, когда грунт недостаточно плотный и для обнаружения более плотного участка требуется углубиться в толщу земли на достаточно большую глубину. Если толщина слабого грунта достаточно велика, возможно использование составных свай из отдельных разъемных секций.

В большинстве же случаев при возведении частного дома достаточно установки буронабивной сваи. Для того в грунте случае в грунте с помощью садового или ручного бура делается отверстие необходимой глубины.

3.1. Разметка и бурение скважин под сваи.

После расчистки и выравнивания участка на месте будущего фундамента делается разметка: с помощью натягивания нитей определяется на местности местоположение внутренних и внешних границ ростверка. Опоры, к которым крепится натянутая разметочная веревка, лучше вывести за периметр будущего фундамента, так, чтобы углы будущего фундамента образовывались в местах пересечения натянутых нитей.

Далее, место каждой опоры обозначается с помощью арматуры или деревянных кольев. Можно просто сделать небольшую лунку на месте будущей сваи и пролить ее водой: своего рода «маркер». Сваи обязательно устанавливаются по всем четырем углам будущего фундамента, а затем от каждого угла отмечается необходимое расстояние до следующей, при этом опоры обязательно должны устанавливаться в месте пересечения стен.

Слишком часто расставленные опоры значительно увеличат материальные затраты на их возведение. Редкое же их расположение может привести к существенной деформации ростверка, а затем и к появлению трещин в несущих стенах.

После завершения работ по разметке будущих свай, строительная нить, служившая разметкой границ будущего ростверка, убирается с опор, и производятся работы по бурению скважин под сваи.

3.2. Заливка скважин. Армирование свай фундамента

Перед заливкой бетоном каждая из скважин армируется. Арматура раскладывается продольно по всей длине сваи. Для каждой из столбовых опор достаточно 4-6 прутьев диаметром 12-10 мм. Для придания устойчивости каждая из арматур предварительно сваривается между собой проволокой. Получается своеобразный каркас (закладная), который вставляется в подготовленную скважину. Арматура обязательно должна выступать над сваей – ее длина должна быть такова, чтобы сцепление с ростверком было достаточным. Расстояние от стен скважины (в случае установки опалубки – от стен опалубки) до прута – не менее 5 см.

Во избежание появления воздушных карманов бетонирование должно осуществляться послойно по 25-30 см. Каждый последующий слой плотно утрамбовывается лопатой-штыковкой или вибратором. Чтобы не допустить швов на стыках, заливка каждого последующего слоя производится до высыхания предыдущего.

3.3. Армирование ростверка свайного фундамента

Поверх каждого столба перед установкой ростверка делают гидроизоляцию из просмоленного рубероида. Вместо смолы возможно использование гидростеклоизола.

Далее, разметочная нить снова натягивается на оставленные опоры, и в обозначенных границах под будущий ростверк укладывается подушка из щебня и песка, которая проливается водой и утрамбовывается. Для того, чтобы вода при заливке бетона не ушла в землю, укладывается полиэтилен или рубероид.

Армирование ростверка происходит до установки опалубки.

После завершения вязки арматуры, разметочная нить снова натягивается и по ней устанавливается опалубка.

Заливка монолитного ростверка осуществляется также, как и при заливке ленточного фундамента.

Для обустройства «висячего» фундамента под него предварительно укладывается слой песка, который по мере высыхания конструкции удаляется. Заменить песок можно деревянным коробом в форме буквы «П», который устанавливается на слой кирпича. Через 3 дня короб и кирпичи удаляются.

Как правильно рассчитать фундамент на винтовых сваях

Рассчитать фундамент на винтовых сваях

Перед тем, как начать строительство, стоит, ещё на этапе проектирования провести расчет нагрузки на единицу площади. То есть определить какой вес будет передаваться от дома к фундаменту и далее на грунт. Нужно обязательно учитывать, что задача такого расчёта выяснить необходимое количество винтовых свай для нормального распределения нагрузки на грунт.

Фундамент из винтовых свай

Так как сама свая выдерживает значительно больший вес чем грунт, в который она установлена, то необходимо выполнить все расчёты с достаточной точностью. Чтобы решить такую задачу, используют обычную методику подсчета.

Сначала определяют общий вес всего здания. В это значение включают вес напольного покрытия, материалов стены и кровли, мебель, двери, окна и все предметы интерьера. Чтобы упростить задачу, вес кровли и стен можно взять из технических характеристик, там обычно указывается вес и толщина материалов. Если сведения не удалось найти, можно воспользоваться поиском в Интернете, информацию в сети всегда можно найти. Как рассчитать фундамент для дома? В качестве примера взят коттедж, который выполнен из бруса.

Пример Расчёта:

Для расчёта нам понадобятся учесть массу всех материалов использованных при строительстве, полезную нагрузку (мебель, люди), ветровую нагрузку и снеговую нагрузку.

Посчитать вес использованных материалов, в принципе не сложно — необходимо посчитать примерный объём использованного материала и умножить его на плотность. Например плотность соснового бруса естественной влажности равна 0.7т/м 3 Удельный вес остальных стройматериалов по СНиП II-3-79 можно посмотреть здесь. Снеговая и ветровая нагрузки зависят от региона строительства и формы дома/кровли, но для приблизительного расчёта допустимо использовать коэффициенты. Для снеговой нагрузки — 1,3 х площадь застройки, а дя ветровой нагрузки 1,2 (для дома с полумансардным этажом). Полезная нагрузка дома обычно берётся из расчёта 180кг/м 2 Зная всё это можно приблизительно рассчитать вес дома. Попробуем применить такой способ к деревянному дому 6Х6 из бруса 200х200:

Расчёт веса дома

  1. Масса 5 стен общей длинной 30м, высотой 4,5 и толщиной 0.2м = 27м 3 , что при плотности 0.7т/м 3 составит 18,9т.
  2. Вес конструкционных материалов (пол, перекрытия, кровля) составит около 70 кг/м 2 х 72м 2 = 5,04т.
  3. Полезная нагрузка 150кг х 72м2 = 10,80т.
  4. Снеговая нагрузка = 1,3
  5. Ветровая нагрузка при высоте стен 4м = 1,2.

Итог: (18,9т + 5,04т + 10,80т) х 1,2 х 1,3 = 54,19т.

При таком расчёте вес небольшого дома превышает 60 тонн. Теперь необходимо рассчитать нужное количество винтовых свай. Сделать это тоже не сложно. Нужно, просто разделить полученный вес на несущую способность грунта и мы получим необходимую площадь подошвы фундамента.

Расчёт необходимого количества винтовых свай.

Чтобы правильно рассчитать фундамент, необходимо знать несущую способность грунта. Если не проводились геологические исследования, то возможно использовать значения из таблицы, но опираться на минимальные.

Тип грунтаРасчётное сопротивление
грунтов (кг/см ²) на глубине 1.5м
ПлотныхСредней плотности
Пески гравелистые и крупные (не зависимо от влажности)5,55,0
Пески средней крупности (не зависимо от влажности)4,54,0
Пески мелкие:
маловлажные4,03,5
очень влажные и насыщенные водой3,02,5
Пески влажные:
маловлажные3,53,0
очень влажные3,02,0
насыщенные водой2,52,0
Глины твёрдые и пластичные:
глины твёрдые8,05,0
глины пластичные4,53,5
Крупнообмолочные, щебень, галька, гравий8,06,5

Теперь узнаем необходимое количество свай. В таблице ниже приведены площади лопастей различных свай.

Тип сваиДиаметр лопасти (мм)Площадь лопасти
(кв.м)
СВС — 572500.49
СВС — 762500.49
СВС — 892500.49
СВС — 1083000.70
СВС — 1333500.96

Теперь возможно рассчитать необходимое количество винтовых свай. Нужно расчётный вес дома разделить на несущую способность грунта и, получившееся значение разделить на площадь лопасти сваи.

  • вес дома 54,19т — а
  • несущую способность суглинка возьмём 5т/м2 — b
  • площадь лопасти винтовой сваи СВС — 108 — с

Получаем — a : b : с

54,19т : 5т/м 2 : 0,70м 2 = 15,4 (16) винтовых свай СВС — 108

То есть для такого дома достаточно будет установить 16 винтовых свай. Чтобы дом был надежным, долговечным и безопасным, стоит покупать винтовые сваи с несущей способностью не ниже рассчитанного значения и в достаточном количестве, что гарантирует долгую и безупречную службу всего строения.

Как правильно выполнить расчет свай по материалу

Принимая решение о строительстве дома, будущий хозяин должен иметь о нем хотя бы эскизное представление. Естественно, будет известна этажность, количество комнат, способ обогрева и водоснабжения. Остается выполнить расчет свай по материалу.

Схема видов фундамента на винтовых сваях.

Для малоэтажного строения можно порекомендовать свайный фундамент.

Он дешевле, чем традиционно применяемый ленточный фундамент, стоимость которого составляет примерно 40 % общей стоимости дома.

Говоря в данной статье о расчете свайного фундамента для приусадебного дома, учитывается строительство в сейсмически неопасных районах. Обозначения в формулах сохранены такими, как в Своде правил СП 24.13330.2011.

Как рекомендуют применять сваи

СП четко регламентирует использование свайного фундамента при строительстве малоэтажных зданий, к категории которых относятся приусадебные дома. Эти рекомендации следует учитывать если:

  • при расчетной нагрузке на уровне ростверка до 150 кН/м (15тсм);
  • для сваи-колонны нагрузка не должна превышать 400 кН (40тс).

Для таких строений рекомендуют следующие виды свай:

  • короткие пирамидальные, армированные продольными, напряженными стержнями (без поперечного армирования);
  • забивные призматические, с сечением не менее 200×200 мм;
  • буровые: диаметр 300-600 мм, длина до 3 м;
  • набивные: диаметр 300-600 мм, длина до 3 м;
  • буроинъекционные: диаметр 150-350 мм;
  • трубчатые из металла: диаметр 150-325 мм, заполняются бетоном;

На изображении 1 представлены призматические забивные сваи, которые подойдут для частного домостроения, так как их изготавливают длиной от 3 до 14 м и поперечным сечением от 20×20 см до 40×40 см.

На изображении 2 представлена свая пирамидальная короткая. Их изготавливают длиной в диапазоне 1,5-6,0 м. В верхней части размеры составляют 70×70 см или 80×80 см, в нижней части 10×10 см. При бурении используют глинистый раствор.

Виды винтовых свай для различного грунта.

На изображении 3 представлен процесс изготовления буронабивной сваи с использованием глинистого раствора:

  • делают глинистый раствор, под который бурят скважину;
  • устанавливают каркас;
  • опускают трубу для заливки бетона (сверху вибробункер);
  • заливают бетон с одновременным удалением глинистого раствора.

Разновидностью буронабивной является буроинъекционная свая. Они имеют значительно меньший диаметр и применяют их для усиления уже готового свайного фундамента.

На изображении 4 показана металлическая трубчатая свая. Это, пожалуй, наиболее подходящий вариант для заливки фундамента собственными руками.

Расчет сваи и ее несущей способности по формуле

Применение существующих формул и данных будет актуально в том случае, если минимальная глубина погружения сваи составляет 2 м и максимальная 3 м. Если длина буровых свай меньше 3 м, то толщина щебня, которым утрамбовывают грунт, должен быть не менее 0,1 м.

где γc, – коэффициент условий работы.

γcR – коэффициент условий работы грунта под нижним концом висячих свай,

γcf коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности.

При этом коэффициенты равны 1 для песчаных, глинистых и пылевато-глинистых грунтов, в которые заглубляются висячие сваи и другие виды.

С учетом этого формулу (1) запишем:

где R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа(тс/м 2 );
А – площадь грунта, на которую опирается свая, м 2 .
u – наружный периметр сваи, м;
fi – расчетное сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности сваи, кПа(тс/м2);
hi – толщина i-го слоя грунта, вдоль боковой поверхностью сваи, м.

Определение характеристик грунта

Таблица для расчета свай.

Чтобы выполнить указанный расчет необходимо знать коэффициенты пористости, а для глинистых грунтов и показатель текучести.

Простейший способ самостоятельного определения коэффициента пористости основан на определении веса воды, содержащейся в порах грунта и использования формулы

где ρвл -плотность влажного грунта, г/см 3 ;
ρсух – плотность сухого грунта, г/см 3 .

Для этого необходимо извлечь известный объем грунта, немедленно взвесить его и определить значение ρвл. Затем хорошо высушить пробу, снова определить ее объем и вес и по ним рассчитать значение ρсух.

Точно определить показатель текучести можно только в специализированной лаборатории. В домашних условиях для глины и суглинков этот параметр можно определить примерно, ориентируясь на следующие консистенции грунта:

  • полутвердая (от 0 до 0,25);
  • тугопластичная (от 0,25 до 0,5);
  • мягкопластичная (от 0,50 до 0,75);
  • текучепластичная (от 0,75 до 1).

Безусловно, такой субъективный метод не дает возможность точно решить поставленную задачу, но для ориентировочного расчета он приемлем. Ведь перед тем как затевать строительство, желательно хотя бы приблизительно знать, какое количество висячих свай для него потребуется и, соответственно, примерно какие средства.

Пример расчета сваи по формуле 2

По формуле (1) можно определить диаметр свай и их количество, если известен общий вес, Р строения. Можно определить вес, Р сооружения, которые выдержат сваи, то есть решить обратную задачу.

Решим прямую задачу. Примерный вес строения можно определить, если известна этажность, материалы стен и перекрытий, вес кровли.

Площадь грунта, на которую опирается основание сваи, определим через ее диаметр d:

a периметр сваи равен

подставив (4) и (5) в (2), после элементарных преобразований получим:

Пусть глубина погружения сваи равна 3 м и при этом верхний глинистый слой имеет толщину1,5 м, и нижний слой составляет крупный песок. Пусть коэффициент пористости е≤0,55, и в верхнем слое глина находится в мягкопластичном состоянии, то есть показатель текучести IL=0,6.

По таблице 1 определяем расчетное сопротивление глинистых грунтов, fгл=25(2,5)кПа (тс/м 2 ) и по таблице 2 расчетное сопротивление песчаных грунтов, fпес=85(8,5) кПа (тс/м 2 ). По таблице 4 определяем расчетное сопротивление песчаного слоя Rпес=4100(410) кПа (тс/м 2 ). Подставим эти значения в тс/м 2 в формулу (6).

Fd=π[410d 2 /4+d(2,5·1,5+8,5·1,5)]= π[410d 2 /4+d(2,5·1,5+8,5·1,5)]=
= π(410d 2 /4+16,5d).

При диаметре d = 30 см=0,3 м, Fd=44,5 т.

При диаметре d = 20 см, Fd= 23т.

Требуемое количество свай N необходимо определять, проверяя условие:

где Р – вес сооружения.

Понятно, что одновременно с решением прямой задачи можно выполнить расчет размера свай.

Для свай, имеющих в сечении квадратную форму со стороной а, формулу (6) необходимо преобразовать, и она примет вид:

Подводя итог, следует отметить, что выполнен, пожалуй, самый простой расчет. И цель его состояла в определении приблизительного количества свай. Намного сложнее выполнить расчет на воздействие сил морозного пучения. А его также необходимо выполнять. Для такого расчета потребуется определять удельную касательную силу морозного пучения, но это можно выполнить только опытным путем. Поскольку фундамент требует серьезного к себе отношения, то целесообразно воспользоваться услугами специалиста.

Расчет несущей способности сваи

Расчет несущей способности сваи

Планируя строительство жилого дома на свайном фундаменте того или иного вида жизненно важно правильно выполнить расчет несущей способности сваи. От качества данной работы зависит не только целостность и надежность строения в целом, но и величина затрат. Рассмотрим основные параметры, влияющие на определение нагрузки, которую может выдержать каждый элемент свайного фундамента дома, и способы выполнения расчетов.

  • Способы вычисления несущей способности по различным параметрам
  • Расчет фундамента на винтовых сваях
  • Особенности фундамента на забивных сваях
  • Буронабивные сваи – оптимальный вариант фундамента
  • Расчет несущей способности сваи в конкретных условиях.

Способы вычисления несущей способности по различным параметрам

Несущая способность сваи зависит от целого ряда параметров. Главные из них – материал опоры и виды грунта, с которыми она контактирует при заглублении. Опираясь на данные характеристики можно легко рассчитать необходимое количество элементов свайного фундамента и их геометрические параметры.

Среди получивших наибольшее распространение в частном домостроении можно выделить следующие свайные фундаменты:

  • На винтовых сваях;
  • На забивных опорах;
  • С помощью буронабивных свай.

Каждый вариант хорош в тех или иных случаях и может использоваться при строительстве зданий различной конструкции и этажности.

Расчет фундамента на винтовых сваях

Винтовые сваи представляют собой стальные трубчатые опоры, оснащенные в нижней части лопастями, облегчающими процесс внедрения в грунт. Для строительства домов используют элементы диаметром 133, 108 и 89 мм. Более тонкие сваи можно применять для монтажа легких конструкций типа беседок и террас.

Фундамент на винтовых сваях

Несущая способность сваи с лопастями зависит от следующих параметров опоры:

  1. Диаметра трубы;
  2. Длины трубы, погруженной в почву;
  3. Диаметра лопастей, распределяющих конечную нагрузку на грунт.

Даже трубы самого большого диаметра не позволяют использовать их для строений из таких сравнительно тяжелых строительных материалов, как кирпич и бетонные стеновые блоки. Для соответствия нагрузке дома даже на таких мощных почвах, как глиняные шаг установки винтовых свай может составлять 0,3 метра, что невыгодно с точки зрения технологии и экономики строительства.

Особенности фундамента на забивных сваях

Максимально возможная несущая способность забивной сваи позволяет широко использовать подобный вид фундаментов даже при строительстве многоэтажных жилых домов. Это способствует их распространению при возведении конструкций высотой до 40-60 метров.

Применение специализированной строительной техники позволяет использовать опоры, длина боковой поверхности которой может составлять десятки метров. Забитая свая нижним концом опирается на высокопрочные скальные породы, передавая им нагрузку от конструкции дома. Прочность материала опоры достаточна для сохранения ее целостности под такой высокой нагрузкой.

В частном домостроении фундамент на забивных сваях распространен очень слабо. Связано это с высокой стоимостью аренды пневматического забивного оборудования и его операторов. Только в крайних случаях строительные инженеры склоняются в пользу такого вида фундамента для двухэтажных частных домов.

Буронабивные сваи – оптимальный вариант фундамента

Буронабивные сваи аналогичны забивным, но монтаж тела опор осуществляется непосредственно на месте строительства. Для этого в грунте бурится отверстие, в которое опускается полая цилиндрическая опалубка в виде труб. Внутрь устанавливается стальной усиливающий каркас и полость заполняется бетоном. Для увеличения несущей способности сваи возможно изготовление ее нижнего конца в виде полусферического или конического расширения.

Важный аспект – материал, из которого изготовлена опора и способ ее изготовления. Максимальная величина характерна для железобетонных заводских стоек. Несущая способность сваи по материалу в расчетах характеризуется коэффициентами, величина которых определяется по соответствующим таблицам.

Фундамент на буронабивных сваях

В процессе бурения первого или пробного шурфа на месте строительства необходимо как можно тщательнее изучить имеющиеся слои грунта, ибо каждый из видов почв обладает различной несущей способностью сваи. Конкретные цифры по каждому виду почв легко найти в соответствующем ГОСТе, который называется «Грунты. Классификация». Эти величины учитывают, когда определяется несущая способность сваи по грунту.

Буронабивная свая, как и забивная, благодаря плотной посадке в почву нагрузку от конструкции дома передает не только своим нижним концом, но и по всей боковой поверхности. Это отличает их от свайных опор и служит неоспоримым преимуществом. Для более тщательного изучения технологии расчета несущей способности сваи рассмотрим ее на конкретном примере.

Расчет несущей способности сваи в конкретных условиях.

Перед началом строительства дома из пеноблоков были проведены исследования грунта на глубине 3 метров. Результаты показали следующее распределение почв:

  • 0-2 метра – суглинистые почвы;
  • 2-3 метра – глинистые почвы.

Расчет несущей способности сваи по грунту зависит от параметров самой опоры. В соответствии со Строительными правилами «Свайные фундаменты» предположим первоначально ее длину 3 метра. Минимальный рекомендуемый диаметр для таких опор составляет 300 мм.

Исходя их геометрии и почвенных условий, можно рассчитать несущую способность сваи по ее торцевой части и боковой поверхности. Для этого высчитаем площадь нижнего конца опоры:

Sторца=3,14D 2 /4=3,13*0,3*0,3/4=0,07,

где D – диаметр круга. Следующий параметр, необходимый для определения несущей способности свай – периметр опоры:

Исходя из перечисленного, несущая способность буронабивной сваи по грунту будет определяться по следующей формуле:

где Pтор – несущая способность по торцу сваи, 0,7 – общепринятый коэффициент по грунту, Pнорм – нормативная несущая способность (табличная величина из соответствующих справочников), S – площадь основания. Аналогично рассчитаем несущую способность буронабивной сваи по ее боковой поверхности:

где Pбок – несущая способность по боковой поверхности сваи, 0,8 – коэффициент по условиям работы сваи в почве, U – периметр боковой поверхности, fiн – сопротивление грунта воль боковой поверхности (также табличная величина, зависящая от вида грунта и глубины его расположения), h – высота того или иного слоя грунта, через который проходит свая. Подставляя известные и рассчитанные величины получим:

Pбок=0,8* (2,8*2 + 4,8*1)*0,942=7,8т.

Исходя из проведенных вычислений, можем выполнить определение несущей способности свай. Для этого достаточно суммировать Рбок и Ртор:

То есть каждая свая с указанными выше параметрами в том грунте, который располагается в зоне строительства согласно нашему примеру, способна выдержать нагрузку в 12 тонн 210 кг. Исходя из этой величины, необходимо рассчитать необходимое и достаточное количество опор буронабивного фундамента. Для этого определим общую массу строения.

Пример расчета несущей способности свай

Вес дома определяется как сумма веса всех входящих в него частей – перекрытий, перегородок, стен, стропильной системы, кровельного материала, переменной нагрузка от снега и ветра, массы отделки снаружи и внутри строения, а также предполагаемой к установке в доме мебели и бытовой техники. Предположим, что посчитав все искомые величины, получили общую массу строения, равную 124 тонны.

Следующий необходимый параметр – длина стен и перегородок, под которыми предполагается установка свай. Данная величина позволит распределить опоры дома равномерно с равным шагом. Предположим, что длина стен составила 29 метров. Тогда нагрузка на 1 п.м. будет определяться по формуле:

Шаг установки опор определим как отношение несущей способности сваи на величину Q:

Используя полученные данные, рассчитаем и количество опор буронабивного свайного фундамента через отношение периметра стен к шагу установки опор:

Принимаем ближайшее большее количества для получения определенного запаса прочности фундамента.

Таким образом, даже не обладая необходимым инженерным строительным образованием можно самостоятельно рассчитать несущую способность свай фундаментов того или иного вида, а также шаг установки опор и их количество. Необходимо это и для контроля работ, проводимых нанятой строительной бригадой, и для предварительного экономического расчета расходов на строительство основания дома.

Правила расчета фундамента свайного типа

Свайный фундамент выбирается при строительстве дома на слабых, неоднородных и неустойчивых грунтах, площади дома свыше 200 м2 (в этом случае вложения на монолитную конструкцию превышают затраты на установку опор и обвязки), возведении построек на неровных участках. Длина опор подбирается исходя из перепада высотных отметок и параметров грунта: они закладываются ниже уровня промерзания, основание должно упираться в устойчивые слои почвы. Для обеспечения надежной и безопасной эксплуатации дома при минимуме вложений важно правильно рассчитать их число, все факторы способны учесть только специалисты, но применить несложный алгоритм может любой начинающий строитель.

Методика расчета свайного фундамента

Исходными данными служат параметры грунта, тип и площадь дома и ожидаемые весовые нагрузки. Расчет проводится на этапе составления проекта, все используемые материалы и объемы строительных конструкций должны быть известны. Определяется величина совокупных нагрузок, включающая:

1. Фактическую массу: стен, полов, кровли, перекрытий. Для получения этого параметра нужно знать удельный вес каждого стройматериала, при отсутствии информации от производителя применяются табличные данные.

2. Полезную нагрузку. Согласно СНиП 2.01.07.85 среднее значение, используемое при расчете фундаментов на сваях для жилых построек, составляет 150 кг/м2, зная площадь здания, несложно найти искомую величину. Учет этажности обязателен.

3. Снеговую нагрузку. Объем выпадаемого покрова зависит от региона, согласно вышеупомянутому стандарту на юге РФ ее расчетное значение – 50 кг/м2, в средней полосе – 100, на севере – 190.

Совокупная весовая нагрузка, действующая на фундамент, умножается на поправочный коэффициент (1,2). Далее следует найти несущую способность одной штуки и рассчитать их требуемое число. Важно правильно выбрать тип и размеры сваи, параметры грунта и глубина промерзания должны быть подтверждены (в лаборатории или путем забивки эталонного образца), в противном случае возрастает риск опрокидывания здания или экономически неоправданных затрат. Для определения количества стройматериала и проверки собственного расчета стоит воспользоваться онлайн-калькулятором, также с его помощью можно составить схему размещения опор.

Выбор оптимального диаметра

Требуемое сечение зависит прежде всего от типа и веса постройки. В частном строительстве наиболее востребованы винтовые сваи в 57, 76, 89 и 108 мм, последние две используются для возведения фундаментов жилых домов, в особо сложных случаях приобретаются изделия с диаметром в 133 мм. Рекомендуемая сфера применения приведена в таблице (для лопастного типа):

Диаметр, ммМаксимальная несущая способность, кгОптимальный тип постройки
57800Легкие ограждения из рабицы
763000Заборы средней тяжести (из дерева, профлиста и пористых блоков), легкие хозяйственные постройки
893000-5000Ограждения из тяжелых стройматериалов, фундаменты для каркасного дома, пристройки, бани и другие одноэтажные здания
1085000-7000Одно- и двухэтажные дома из бруса, легких марок бетона, каркасно-щитовых конструкций

Диаметр всегда подбирается из учета потенциальной нагрузки, фундамент для каркасной бани, беседку или пристройку возводят на 89 мм сваях, жилой малоэтажный дом – 108 мм. Для тяжелых строений (кирпичных, трехэтажных и т.д.) этот тип не рекомендуется, его выбирают при отсутствии других вариантов, расчет опор в этом случае требует привлечения специалистов.

Определение несущей способности одной сваи

Среднее значение этой характеристики зависит от диаметра трубы и лопастей, длины и прочности грунта-основания, оно обязательно указывается производителем. При желании величина допустимой нагрузки находится по формуле: N=F/k, где:

  • F – неоптимизированное значение несущей способности, которое можно рассчитать самостоятельно, достаточно умножить диаметр лопастей винтовой сваи на прочность основания (табличная величина).
  • K – поправочный коэффициент: 1,2 при точном знании типа грунта (проведении зондирования и лабораторных испытаний), 1,25 – определении характеристик почвы с помощью установки эталона (оптимальный вариант в плане затрат и потраченного времени), 1,4-1,75 – при отсутствии данных о геологических особенностях участка или самостоятельных испытаниях.

Эта формула не учитывает глубину заложения лопастей и характер работы (на выдергивание или на сжатие), правильно рассчитать несущую способность одной винтовой сваи могут только специалисты. Для упрощения рекомендуется применять табличные данные. На завершительном этапе общий вес дома делится на допустимую нагрузку для одной опоры, итоговое число округляют в ближайшую большую сторону. Все полученные данные используются в дальнейшем при расчете ростверка. Схема размещения составляется с учетом строительных требований, плана несущих конструкций и рекомендуемого интервала, зависящего в свою очередь от веса материалов стен.

Пример расчета

Следует рассчитать количество винтовых опор для двухэтажного деревянного дома 10×10 м, масса которого известна (46 т). Строительство ведется в средней полосе РФ, на участке с лессовой почвой.

  • Находится полезная нагрузка на каждый этаж здания: 10×10×0,15=15 т, с учетом этажности ее общая величина равняется 30 т.
  • С учетом нормативов (средняя масса покрова для данного региона составляет 190 кг/м2) рассчитывается снеговая нагрузка: 10×10×0,19=19 т.
  • Рассчитывается общая нагрузка на фундамент для дома: (46+30+19) ×1,2=114 т, здесь 1,2 – коэффициент запаса.
  • В таблицах находится несущая способность одной опоры, с учетом типа постройки (двухэтажный дом среднего веса) рекомендуемый диаметр сваи – 108 м, для данного региона минимальная глубина заложения составляет 2,5 м. На лессовых почвах ее несущая способность равняется 3,6, нагрузка на одну единицу находится путем деления общего веса на это значение: 114/3,6=31,67≈32 шт.

Для обеспечения надежной эксплуатации деревянного здания на данном участке требуется 32 сваи диаметром в 108 м. Аналогичным образом можно рассчитать основу для дома из пеноблоков или из любого другого материала.

Многие частные застройщики используют упрощенный вариант расчета свайного фундамента. В этом случае длина и диаметр винтовых свай выбираются из учета ориентировочного веса постройки (см. таблицу выше) и глубины промерзания, а общее количество получают после составления схемы. При этом придерживаются максимально допустимого расстояния между опорами: 3 м – для деревянных и каркасных домов, 2 – для зданий из пено- и газобетонов, шлакоблока, 3-3,5 – для ограждений и легких построек.

Далее выбирается схема расположения опор: они обязательны по всем основным внешним углам, на местах стыка несущих конструкций и перегородок, под печью, тяжелым котлом или камином (не менее 2). После их обозначения оставшееся расстояние разделяют с учетом шага, указанного выше. Опоры нужно разместить как можно равномернее, иначе нагрузки будут распределяться неправильно. Этот способ расчета не рекомендуют выбирать при строительстве на сложных грунтах, требуемая частота расположения труб может значительно превышать нормативную.

Обязательным условием является обвязка: нижняя из бруса или металла, расположенных поверх опор или в виде монолитного ж/б ростверка, равномерно распределяющего нагрузки. Выбор нужного варианта доверяют специалистам, для жилых малоэтажных домов предпочтение отдается второму. Рассчитать правильно фундамент в разы сложнее, чаще всего просто соблюдаются минимальные размеры: 30 см по высоте ленты, 40 – по ширине, с закладкой армокаркаса и металлических связанных прутьев толщиной не менее 10 мм. Приступать к следующему этапу работ разрешается только после набора ростверком прочности (28 дней).

Расчет количества свай для фундамента

Определить целесообразность выполнения свайного фундамента для той или иной постройки можно с учетом общей нагрузки, типа грунта и рельефа стройплощадки. Качественно выполненное основание убережет вас от множества проблем, которые появляются при неудовлетворительной закладке. Неправильный расчет свайного фундамента может привести к трещинам на стенах, неравномерной осадке здания и даже обрушению. Если на вашем участке песчаный, глинистый или торфяной грунт с повышенной влажностью, рекомендуется установка фундамента из свай. Его экономичность, быстрота возведения и длительный срок эксплуатации (около 100 лет) свидетельствуют о необыкновенной практичности и надежности. Такой фундамент обеспечивает хорошую вентиляцию и не дает древесине гнить. Отремонтировать его не составит труда.

Расчет количества свай для фундамента

Понятно, что чем тяжелее постройка, тем более внушительным должно быть ее основание. Как правило, расчет свай для фундамента зависит от длины периметра несущих стен и материала самой постройки. Потому что все конструкции строения, принимающие на себя нагрузку, должны располагаться на прочном фундаменте.

Последовательность расчета выглядит следующим образом:

  • Определяем суммарную нагрузку постройки на сваи, которая складывается из:
  • веса стен (бревенчатые – 600 кг/м3, газобетонные – 400-900 кг/м3, каркасные до 150 мм – 20-30 кг/м2) – как правило это основная нагрузка на фундаменте;
  • веса крыши (шифер – 60-80 кг/м2, рубероид – 30-50 кг/м2, листовая сталь – 20-30 кг/м3);
  • эксплуатационной нагрузки (мебель, техника, люди) – 100 кг/м2;
  • веса перекрытий (деревянные – 70-100 кг/м2, цокольное на деревянных балках – 100-150 кг/м2, железобетонное из пустотелых плит – 350 кг/м2);
  • снеговой нагрузки (для южных широт – 50 г/м2, для средних – 100-150 г/м2, для северных – 200 г/м2);
  • ветровой нагрузки, которую считают по формуле W = (40+15h)*S, здесь h – это высота строения от уровня грунта до конька крыши, а S – это общая площадь дома.

В итоге все расчеты по весовым нагрузкам на фундамент складываются.

  • Затем, по общей площади строения и минимальному расстоянию находят оптимальное количество опор. Минимально допустимое расстояние между двумя опорами должно составлять 1,7 м.
  • Очень важно для расчета определить несущую способность грунта на площадке. Если она более 2,5 кг/см2, то установка винтового фундамента на данном участке возможна под любые постройки. По ней происходит вычисление площади пяток свай.
  • По сведенному весу и общей площади пяток определяют минимально допустимое количество опор для фундамента.
  • Затем определяют типоразмер свай, а также их реальное количество.

На каждый наружный и внутренний угол строения приходится 1 опора. Важно определиться с их длиной: в большинстве случаев применяют сваи 2,5 м. Если ее недостаточно, то здание может просесть.

Нужно отметить, что при постройке фундамента могут использоваться сваи нескольких видов. Так, под несущими стенами будут располагаться опоры большего диаметра, а под остальными – меньшего. Например, для свайного фундамента одноэтажного дома 6×6 будет достаточно 12 свай диаметром 108 мм. А для веранды можно использовать опоры меньшего поперечного размера – 89 мм.

Правильный расчет количество свай и их квалифицированный монтаж исключает просадку фундаментов и перекос несущих стен. А заложенный запас прочности гарантирует, что основание получится крепким и надежным. Дополнительно для прочности и равномерной нагрузки можно осуществить обвязку фундамента.

Выбирая сваи, в первую очередь выясняют:

  • марку используемой стали;
  • толщину металла;
  • диаметр сваи;
  • наличие защитного покрытия.

Чтобы определить тип, размер и длину сваи для фундамента, а также их необходимого количества и не закупать лишние стройматериалы, требуются определенные знания и опыт. Рекомендуем обратиться к специалистам нашего завода, и вы получите точный расчет свайных фундаментов, сэкономив при этом собственное время и бюджет. Наши профессиональные монтажные бригады осуществят установку всех необходимых опор в соответствии с проектной документацией и в кратчайшие сроки. Свайный фундамент от компании «ЗСК» — это качественно, надежно и выгодно!

Остались вопросы?

Звоните, и наши менеджеры Вас проконсультируют:

Технология расчета свайного фундамента: как рассчитать количество свай

Выбор основания зависит от места строительства, результатов проведения различных видов изысканий, вида возводимой постройки и ее предназначения, ряда других факторов. В этой статье рассмотрим, что такое свайный фундамент под дом, как производят расчет материалов для работ и какое программное обеспечение применяют для проектирования.

Основания такого типа равномерно делят нагрузку на почву. При грамотном устройстве трещины и неравномерная усадка отсутствуют. Их применяют на местности с подвижными грунтами – основные элементы выдерживают вес строения, укрепляют почву, минимизируя ее смещение.

Классификация

Существует несколько видов фундамента, отличающихся по типу применяемых опор:

Из винтовых – применяются для строительства малоэтажных зданий на грунтах с наличием подземных вод на глубине более 3-х метров от поверхности. Это металлическая труба с буром. Расчет фундамента на сваях такого типа проводят с учетом характеристик материала опоры. Это единственный тип подобного основания, который можно обустроить без использования спецтехники. Однако нужно помнить, что металл при долгом контакте с грунтом поражается коррозией и теряет конструктивные свойства.

Из железобетонных – обладают способностью выдерживать длительные и усиленные нагрузки без деформации несущих составляющих опор. Прочность подбирают под конкретную постройку индивидуально, применяя бетон и арматуру разных классов и марок.

Из буронабивных – хорошо зарекомендовали себя при вертикально и горизонтально направленных воздействиях. Применяют для строительства зданий с количеством этажей более трех. Для малоэтажных строений этот тип устройства фундамента экономически невыгоден – он предполагает привлечение нескольких единиц спецтехники, большие затраты на материалы и подготовительные работы.

Перед тем как рассчитать свайный фундамент под дом, проводят комплекс проектно-изыскательных работ. На базе полученных результатов разрабатывают проектную документацию, чтобы максимально обеспечить прочность будущего основания и конструкции. Для этих целей идеально подходит программа Geonium от ZWSOFT. В софт можно внести все результаты изысканий, они автоматизировано сводятся в таблицы и документацию. Утилита может быть установлена на базовый САПР – ZWCAD профессиональной версии.

Общие сведения о технологии

Расчет количества винтовых свай для свайного фундамента проводят с учетом предельных состояний по группам.

несущую способность грунта;

основания при наличии сильных нагрузок;

прочность материалов свай и ростверков (верхней части опор, распределяющей вес).

смещения, повороты при горизонтальном давлении;

осадки оснований при воздействии вертикальных взаимодействий;

возможность образования трещин, деформации в ж/б конструкциях.

Проектирование такого типа фундамента разрабатывают на базе законодательных и нормативных актов:

СНиП 2.03.01. «Конструкции из бетона и железобетона».

СНиП 2.17.77 «Свайные фундаменты».

Выполнения установленных в этих документах требований обязательно.

Перед тем как воспользоваться услугами строительной компании, можно самостоятельно провести расчет свайно-винтового фундамента онлайн. Результат может быть неточным. Рекомендуем обратиться к профессионалам. Они используют специализированное ПО для проведения вычислений и проектирования. Популярные программы:

ZWCAD – по функциям является аналогом более дорогостоящего ACAD.

Использование подобных технологий позволяет точно разработать модель будущего фундамента, предотвращая возможные разрушения конструкции.

Преимущества технологии

Выбор фундамента из железобетонных свай рассматривают, исходя из целей и задач будущего строительства. В сравнении с другими типами оснований они имеют достоинства:

высокая устойчивость к силовым нагрузкам как продольного, так и поперечного направления;

долговечность обусловлена включением металлических конструкций и высокого качества бетона;

большой запас прочности дает возможность застройщику изменять постройку путем добавления еще одного этажа;

Такая разновидность опоры пригодна для строительства зданий высотой 9 и выше этажей, сооружений с повышенными требованиями к эксплуатации.

Причина надежности свайного фундамента обусловлена особенностями свай, к которым приварены лопасти. Они уплотняют почву и создают прочную опору.

Читать еще:  Какой стороной укладывать пароизоляцию
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector