Производим расчет фундамента на винтовых сваях. Расчет фундамента на винтовых сваях

Расчет свайно-винтового фундамента | К-ДОМ

Установка свайно-винтового фундамента требует скрупулезного расчета. Для любого столбчатого фундамента определение места установки опор и расчет их несущей способности принципиально отличается от расчета монолитных фундаментов. В данном случае вес конструкции и прочие нагрузки распределяются не равномерно по всему монолиту, а приходятся на каждую отдельную сваю.

1. Нагрузки на фундамент

Основные нагрузки на фундамент несет вес будущей конструкции. Если строится дом, то для определения общей нагрузки необходимо знать вес

• Обвязки фундамент
• Нижнего перекрытия
• Стен внешних и внутренних
• Верхнего перекрытия и потолка
• Стропильной системы крыши
• Кровельного материала
• Инженерных коммуникаций
• Оконных и дверных блоков
• Отделочных материалов
• Крыльца и веранды, если они находятся на одном фундаменте с домом

Кроме того, на грунт, как конечную опору строения, оказывают нагрузки и сами винтовые сваи – чем больше будет диаметр применяемых труб, тем больше вес.

Основные нагрузки на фундамент

Все перечисленные параметры являются исходными и неизменными после постройки и ввода дома в эксплуатацию. Эксплуатация дома привносит новые нагрузки на фундамент, в частности

• Вес людей в доме
• Вес оборудования
• Вес мебели и бытовых приборов
• Вес снега на кровле

Очевидно, что эксплуатационные нагрузки будут непостоянными, но учитывать их в расчете нужно по максимуму.

Все указанные нагрузки являются вертикальными. Но кроме них при эксплуатации дома добавляются боковые воздействия:

• Сила ветра, давящая на стены и скат крыши
• Сейсмические нагрузки
• Силы пучинистости грунта зимой
• Конструкционные нагрузки, связанные с изменениями линейных размеров элементов здания (усушка древесины, увлажнение и проч)

Все нагрузки различаются не только по своей силе, но и по месту приложения, а также по времени воздействия. Различают следующие виды нагрузок:

1. Равнораспределенные – вес самого здания или снега на кровле
2. Сосредоточенные, такие как вес оборудования или мебели на ограниченном участке дома
3. Статические – постоянные во времени
4. Динамические – например, ударная нагрузка порывов ветра или вибрация от работы тяжелого оборудования

В некоторых случаях нагрузки могут совпадать, усиливая общее воздействие на опору, и это тоже должно быть учтено в расчете фундамента.

2. Основные опорные точки

При расчете необходимо иметь представление о том, как действуют те или иные нагрузки – отсюда можно определить положение опорных точек столбчатого фундамента. Для этого рассмотрим конструкцию здания и то, как перераспределяются по ней нагрузки.

Так, вес кровли и снега на нем передается на стропильную систему. Та, в свою очередь установлена на боковые стены и в некоторых случаях на верхнее перекрытие. Перекрытие тоже опирается на боковые и внутренние несущие стены. В некоторых случаях крыша может выступать за периметр основания дома и опираться на отдельные опоры – столбы или колонны – в этом случае часть нагрузок на стены уменьшается, но в устройстве фундамента должны быть предусмотрены дополнительные опорные точки.

Таким образом, очевидно, что вертикальные нагрузки со стороны кровли и крыши в основном направлены на стены здания.

Это означает, что опорные точки  фундамента должны быть расположены в первую очередь под стенами. Как правило, опоры ставятся по периметру всего здания и по линиям  расположения несущих стен. Сами стены со своим весом и нагрузками, переданными от верхней части здания, давят на обвязку фундамента.

Нижнее перекрытие оказывает давление в первую очередь на боковые опоры, т.е. на балки нижней обвязки фундамента – по периметру и в более сложном по поперечным балкам.

Как упоминалось выше, в здании могут иметься дополнительные элементы, повышающие общий вес дома. Примером может служить массивное котельное оборудование. Несмотря на то, что вес любых предметов, находящихся в помещении, передается более-менее равномерно на нижнее перекрытие, в таких особо нагруженных местах создаются дополнительные локальные нагрузки на сами балки перекрытия, точнее на участки, расположенные непосредственно под местом расположения оборудования.

Очевидно, что они требуются создания отдельных опорных точек.

Винтовые сваи в опорных точках

3. Учет характеристик грунта

Характеристики грунта с точки зрения установки фундамента определяют в первую очередь его несущую способность, то есть устойчивость к нагрузкам со стороны установленных на нем конструкций без проседания. Она измеряется в тн/м2  или кгс/см2. Наиболее значимыми для несущей способности грунта являются

• Тип грунта
• Степень уплотнения
• Влажность

Для изучения параметров грунта в общем случае необходимо проводить геологические изыскания. Однако стоимость их достаточно высока, и на практике строители пользуются наработанными опытом обобщенными параметрами для тех или иных грунтов, а также пользуются упрощенными методами определения свойств грунта.

Во-первых, существуют определенные известные характеристики для основных видов грунта, на котором планируется постройка – песчаных или глинистых.

Во-вторых, проводится пробное вкручивание свай.

Для самостоятельного определения типа грунта можно использовать известный способ —

скатать шарик из земли и растереть ладонями. При этом можно увидеть, что:

1. Шар из песка практически не скатывается, и при растирании чувствуются отдельные песчинки
2. Шар из песчаного грунта (до 90% состава) формируется, но разрушается при самых небольших нагрузках
3. Шар из суглинка (до 30% глины) держит форму, но при воздействии нагрузками трескается по краям
4. Шар из глины отлично формируется и при надавливании не дает трещин

Плотность различных типов грунтов и их несущая способность определена практикой и приводится в таблицах. Приведем некоторые параметры для наиболее употребимых грунтов:

• Крупнозернистый песок – 5-6 т/м2
• Средний песок – 4-5 т/м2
• Мелкозернистый зернистый песок – 3-4 т/м2
• Мелкозернистый влажны песок – 2-3 т/м2
• Супесь – 2,5-3 т/м2
• Увлажненная супесь– 2-2,5 т/м2
• Крупнозернистый песок – 5-6 т/м2
• Суглинок – 2-3 т/м2
• Глина – 2,5-6 т/м2
• Влажная глина – 1-4 т/м2

Насыщенность влагой тоже можно определить простым проверенным способом. Отрыть небольшую (до полуметра глубиной) ямку: если через некоторое время в ней будет скапливаться вода, то грунт можно считать влажным. В противном случае – сухим.

Обобщая сказанное, можно с уверенностью сказать, что для самостоятельного расчета фундамента можно смело использовать данные, приведенные выше. Как правило, тип грунта в данной местности известен.

Пробное вкручивание поможет выявить, насколько общий тип грунта, характерный для близлежащих участков может локально отличаться от среднего.

4. Определение параметров свай

Для того, чтобы определить параметры свай, устанавливаемых в качестве фундамента, необходимо знать их несущую способность. Расчеты показывают, что допустимая нагрузка на сваю зависит от диаметра трубы, толщины стенки, длины сваи и ширины лопасти.

Теоретически несущая способность сваи рассчитывается по формуле

F=S*Ro

S – площадь опоры, т.е. лопасти

Ro – прочностная характеристика грунта

Поскольку учет параметров грунта взят не из геологических исследований, а из таблиц, необходимо применить понижающий коэффициент. В большинстве случае он берется равным порядка 1,4-1,7, то есть фундамент рассчитывается с запасом прочности до 70%.

Опытным путем установлены усредненные характеристики различных свай. Так сваи диаметром 108 мм способны выдерживать нагрузку до 5-7 тонн. При диаметре 89 мм – предельная несущая нагрузка – около 3-5 тонн. Самые тонкие сваи  диаметром 73 мм способны выдержать до 3 тонн веса.

Выбор длины винтовой сваи зависит в основном от типа грунта, на которую будет опираться лопасть. Так на участках с устойчивым грунтом достаточно длины сваи 2,5 метра. Окончательный выбор должен учитывать запас на перепад высот на участке под строительство.

5. Расчет количества свай

Из предыдущего параграфа видим, что количество свай на тот или иной фундамент можно определить, разделив общий вес дома на несущую способность одной сваи.

Приведем приблизительный расчет количества свай для обычного дома.

Так, вес его будет складываться из веса всего здания, умноженного на коэффициент надежности для того или иного типа конструкций. Он равен при постоянной нагрузке:

1. Для деревянных конструкций – 1,05
2. Металлических конструкций – 1,2
3. Стяжек, изоляции – 1,3
4. Для снеговой нагрузки – 1,4

6. Распределение свай по площади фундамента

Существуют основные правила распределения свай:

1. В обязательном порядке сваи устанавливаются под углы здания. Это самые напряженные точки, так как здесь сходятся нагрузки как минимум от двух стен.
2. При необходимости под каждую стену устанавливается еще одна или несколько свай, в зависимости от длины стен, в том числе и внутренних несущих
3. В участки с повышенной нагрузки сваи также устанавливаются по углам.

Приведем расчет количества свай для дома с мансардой, который оказывает нагрузку на фундамент до 50 тонн с учетом приведенных коэффициентов.

Количество, необходимое для возведения фундамента для такого дома:

• Сваи диаметром 108 мм – 50/6= 8,3 сваи. Реально требуется 9 свай.
• Сваи диаметром 89 мм – 50/4=12,5 свай. С запасом берется 13 свай.

При прямоугольном сечении 6х4,5м и одной несущей стене 6х3 м сваи устанавливаются: 4 по углам, остальные вдоль стен.

Рассмотрим применение сваи 89 мм. По углам здания ставится 4 сваи. Две сваи устанавливаются по концам внутренней несущей стены. Таким образом, остается 13-6=7 свай. Одну целесообразно установить под среднюю точку несущей стены, а остальные распределить по периметру. Если добавить еще две сваи, то на каждую из боковых стен (кроме угловых) будет приходиться по 2 сваи. Тогда шаг их установки оставит 1.5 метра, что вполне соответствует хорошему запасу прочности.

План свайного поля

7. Заключение

Расчет фундамента имеет большое значение в закладке основы под строительства, особенно на слабых грунтах и естественных уклонах площадки под постройку дома. Его можно провести самостоятельно, но при строительстве большого дома лучше обратиться к специалистам.

Фирма «К-ДОМ» специализируется в возведении фундаментов на винтовых сваях и имеет наработки в расчете фундаментов любой сложности. Мы готовы оказать консультационные услуги, провести контрольное вкручивание и дать компетентные рекомендации по использованию того или иного типа фундамента, а также установить свайно-винтовой фундамент под ключ.

k-dom74.ru

Расчет нагрузки фундамента на винтовых сваях

Свайно-винтовой фундамент является очень популярным за счет своей универсальности и возможности устанавливать его на тех почвах, которые отличаются подвижностью и неустойчивостью, а также на рельефных участках.

Наиболее распространенными являются сваи винтового типа, так как для их монтажа не требуются особые навыки и умения, а земляные работы выполняются в минимальных количествах. Но для качественного монтажа основания в первую очередь нужно произвести расчет фундамента на винтовых сваях.

Алгоритм расчета

Для того чтобы свайно-винтовой фундамент служил своим хозяев долгое время, он должен быть сделан качественно. В первую очередь на дальнейший монтаж оказывает влияние правильность расчетов. Рассчитывается фундамент поэтапно:

Проведение геологической оценки залегающего грунта.

Анализ нагрузок на фундамент и грунт.

Расчеты на основе собранных ранее данных.

Выполнение чертежа будущей конструкции.

Расчет необходимых материалов для устройства и затрат на них.

Все перечисленные пункты обязательны к исполнению, так как при пропуске хоть одного винтовой фундамент может выйти с маленькой несущей способностью или будет наблюдаться большой перерасход материала.

Исследование залегающего на участке грунта

Обязательно перед любой постройкой какого-либо сооружения проводятся геологические исследования грунта, которые включают в себя выемку почвы и ее анализ. В зависимости от показателей данного анализа делается вывод о качестве и типе почвы и выявляется то основание, которое будет уместно в этих условиях. Такие работы должны проводить только специализированные службы, но стоимость их работы достаточно велика.

Если в бюджете не предусмотрена возможность вызова геологов, то можно попытаться произвести работы по оценке залегающего грунта самостоятельно.

Важно! Изучение грунта своими руками может выявить неточные показатели.

Для анализа грунта нужно сделать в почве скважину, которая будет на 50 см глубже, чем длина сваи. Лучше всего сделать несколько таких скважин в разных частях участка, но обязательно, чтобы одна из них находилась в самой низкой его точке. Можно выполнять бурение скважины буром, тогда анализ проводится по тому грунту, который остался на лопастях агрегата.

Таким образом, вычисляется тип грунта и наличие в нем грунтовых вод, так как из-за них снижается несущая способность основания. Если обнаружено место, где их много, то можно попытаться не устанавливать сваи именно на этом участке, а обойти его. Несущая способность свайного фундамента определяется не только опорой на плотный почвенный слой, но и трением поверхностью сваи о расположенный вокруг грунт.

Расчет нагрузок

Для расчета несущей способности свай в фундаменте очень важно знать, какая нагрузка будет производиться сооружением на него. Величина общей нагрузки получается из сложения следующих показателей:

Веса стен и перегородок

Веса кровли и перекрытий

Полезной нагрузки на фундамент

Собственного веса основания

Возможной снеговой нагрузки.

Для более точного вычисления используют таблицы, в которых прописываются величины данных показателей. Вес свай зависит от их диаметра, точные параметры можно узнать только у производителя. Например, свая с диаметром 108 мм весит приблизительно от 10 до 13 кг, а с диаметров в 133 мм – от 14 до 16 кг.

Для того чтобы произвести расчет снеговой нагрузки нужно иметь под рукой карты «Строительная климатология».

Важно! Если уклон кровли более 60 см, то снеговая нагрузка в расчет не берется.

Расчет необходимого диаметра винтовой сваи

В зависимости от нагрузки подбирается диаметр сваи для основания. Обычно в частном строительстве используются опорные элементы с диаметром 108 мм. Такие сваи способны выдержать нагрузку от двухэтажного каркасного дома. Несущая способность одной опоры составляет 7 тонн.

Выбор длины сваи

На тех участках, где залегают устойчивые грунты, достаточно будет длины свай в 2,5 метра. Но стоит учитывать перепады рельефа, поэтому дополнительная длина не помешает для запаса.

Важно! Точка опоры на участке у всех свай должна быть одинаковой.

На первом этапе исследования почвы выявляется глинистый слой почвы. Так как он определен, то по длине свая должна входить в этот слой.

Можно пойти другим путем для определения длины сваи. Это метод контрольного вкручивания. Он представляет собой кручение сваи при помощи вставленного в отверстие внутри нее лома с трубчатыми рычагами. Во время прокручивания необходимо при помощи пузырькового уровня проверять вертикальность. Как только усилие затяжки резко увеличивается, то работу можно прекратить. Таким образом, получается определение несущего слоя грунта и нужной длины сваи.

Важно! Обязательно при расчете длины свай нужно делать запас в размере 0,2– 0,5 м, чтобы можно было не переживать за установку на слишком рельефной местности. Лишний кусок потом можно отрезать инструментом по металлу до нужной длины.

Расчет количества опор

После произведенных ранее подсчетов можно определить сколько свай понадобится для фундамента того или иного дома. Для того чтобы получить число необходимых опор нужно сумму нагрузок умножить на коэффициент и делить на несущую способность сваи. Такой расчет не должен вызвать затруднений, если, конечно, не пропущены предыдущие шаги.

После того, как количество нужных свай определено, нужно распределить их по всему периметру дома. Обязательно сваи должны находиться под всеми углами и в тех местах, где несущие перегородки пересекаются. Между теми опорами, что установлены, необходимо монтировать дополнительные, которые будут находиться от первоначальных на том расстоянии, которое зафиксировано в зависимости от типа постройки. Оставшееся расстояние также заполняется опорами, между которыми не должно быть более 2– 3 метров. Для того чтобы понимать через какое расстояние их выставлять, нужно воспользоваться проектом дома или чертежом будущего фундамента, где четко должно быть показано месторасположение свай и расстояние их друг от друга.

Шаг между сваями представлен в зависимости от типа будущего строения:

• Дом из газобетона или пенобетона – расстояние между сваями не более 2 м.
• Дом из бревна или бруса – расстояние между сваями не более 3 м. Также в этом случае может быть шаг, не более 2,5 м, который применяется и при условиях большой ветровой нагрузки на строение.

В месте установки печи или камина нужно установить не менее двух свай, так нагрузка на основание в этом месте колоссальная.

В местах, где располагается терраса, сваи устанавливают по тому же принципу, что и под дом.

Пример расчета фундамента

Для более точного понимания, как рассчитать фундамент на винтовых сваях, приведем пример расчета на одноэтажном каркасном доме с вальмовой крышей. Все стены дома одинаковой высоты, то есть не имеют фронтонов. Внутри дома установлены перегородки из гипсокартона с толщиной 8 см, утепление стен составляет 150 мм. Перекрытия установлены на балках, изготовлены из дерева. Высота этажа составляет 3 метра, высота потолков в помещении – 2,7 м, высота мансарды составляет 1,5 м. В плане дом представлен размера 6*6 м. Длина внутренней стены равна 6 м, перегородки на этажах в сумме составляют 25 м.

Дом планируется разметить на относительно прямом участке, без резких перепадов высоты. Глинистый слой почвы залегает на глубине 3 м. Снеговая нагрузка для данных климатических условий равна 180 кг на 1 кв. метр.

Для дома будут использоваться сваи длиной 4 м, чтобы был запас и с диаметром, составляющим 108 мм.

Для начала высчитываем все нагрузки на свайно-винтовой фундамент, суммируя полученные данные для наружных, внутренних стен, перегородок и перекрытий, кровли. Сюда также относится снеговая, полезная нагрузки и показатель от нагрузки фундамента. Для расчета нагрузки от фундамента в расчет предварительно берется 9 свай, которые будут располагаться по всем углам и в середине стен. Таким образом, получаем, что общие нагрузки для данного фундамента будут равны 48776 кг. Округляем полученное число и получаем 48,8 тонн.

Дальше рассчитываем, сколько понадобится опор для такого дома. Берем несущую способность одной сваи, которая находится в пределах от 5 до 7 тонн. Уравниваем это значение до 6 тонн.

Количество свай высчитывается путем деления 48, 8 тонн на 6. Получаем параметр, равный 8,13. Его округляем до целых и получаем 9. Этот показатель сходится с предварительным, значит, опоры так и нужно расставлять: по углам и в середине стен.

Заключение

Такие вычисления обязательно проводятся перед монтажом фундамента, чтобы в дальнейшем не возникло проблем относительно несущей способности основания и эксплуатации здания.

Предыдущий пост

Ромашка из пластиковых бутылок своими руками

Следующий пост

Утепление фасада пенопластом

obrawa.ru

Расчет количества Винтовых свай КСАмет под Ваш дом. Примеры.

Расчет количества свай необходимых для возведения фундамента состоит из 2 частей.

1 Общая нагрузка/вес здания, который будет воспринимать фундамент из винтовых свай КСАмет.

Общий вес, который воспринимает фундамент, состоит из:

1.1 Фактический вес материала дома. Вес стен, полов, межэтажных перекрытий, крыши, внутренней и фасадной отделки.

1.2 Расчетная полезная нагрузка. Нагрузка создаваемая при эксплуатации помещения людьми. Рассчитывается исходя из   п. 3.11  СНиП 2.01.07-85*  «НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ», как 150кг/кв.м. жилой площади для жилых домов, 200 кг/кв.м.  для офисных и административных зданий.

1.3 Расчетная снеговая нагрузка на крышу здания. Давление снеговых масс на фундамент при сезонном скопление их на всей поверхности крыши.  Рассчитывается исходя из   п. 5.2  СНиП 2.01.07-85*  «НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ», как 180кг/кв.м. поверхности крыши для III снегового района Российской Федерации.

1.4 Общая нагрузка от всех факторов складывается и умножается на коэффициент запаса: n=1,1-1,2.

2 Грузонесущая характеристика грунта на месте вворачивания свай. Эта характеристика определяет предельно-возможное нагружение на 1 Винтовую сваю КСАмет без проседания. Расчет полностью опирается на данные геологических изысканий на месте застройки.

2.1 На основе геологических исследований производится индивидуальный расчет грузонесущей характеристики сваи согласно п. 4.10 СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».

Примеры расчетов для грунта: «плотная не мало-пластичная глина». Глубина залегания винтовой части сваи 1700мм:

Расчет грузонесущей характеристика для ВСК 108х300х2500 на глубине в 1700мм в плотной глине

Расчет грузонесущей характеристика для ВСК 89х250х2500 на глубине в 1700мм в плотной глине

2.2 Если же произвести геологические исследования нет возможности, то принимается минимально-расчетная нагрузка на 1 Винтовую сваю КСАмет. Нагрузка рассчитывается для мало-грузонесущих грунтов супесей/суглинков.

Примеры расчетов без геологических исследований. Глубина залегания винтовой части сваи 1700мм:

Расчет грузонесущей характеристика для ВСК 108х300х2500 на глубине в 1700мм в текучепластичном суглинке

Расчет грузонесущей характеристика для ВСК 89х250х2500 на глубине в 1700мм в текучепластичном суглинке

В таблице приводим усредненные характеристики допустимых нагрузок на Винтовые сваи КСАмет без проведения геологических исследований.

Типоразмер сваиГлубина залегания винта [мм]Расчетная минимальная нагрузка на 1 сваю [кг]

ВСК 76х200х2500	1700	1000
ВСК 89х250х2500	1700	2000
ВСК 108х300х2500	1700	2500

Общий вес здания рассчитанный в п.1.4 необходимо разделить на грузонесущую характеристику сваи в месте монтажа фундамента п. 2.1, п.2.2. Высчитываем минимальное количество свай необходимое для гарантированного фундамента под здание. Сваи располагаются согласно проекта здания. Шаг установки Винтовых свай КСАмет регламентируется согласно общестроительный ГОСТов и сводов правил (СП). Шаг установки варьируется от 1,5 до 3 метров между винтовыми сваями.

Пример №1. Расчет свайного поля для дома 6х6, брус 150х150. 1 этаж + мансарда.

 1.1 Общий вес материала: 16,2 куб.м. бруса, по 800кг/ куб. = 12 960,00 кг.

1.2 Полезная нагрузка: 6х6х150=5 400,00 кг.

1.3 Снеговая нагрузка: 6х6х180=6 480,00 кг.

1.4 Итого: 24 840,00 умножаем на коэффициент надежности n=1,1.

1.5 Общий вес: 27 324,00 кг.

2.1 Общий вес делим на 2 000,00 кг (из расчета 2 000,00 кг на 1 ВСК 89х250х2500)

27 324,00/2 000,00=14 ВСК 89х250х2500.-минимальное количество свай необходимое для дома 6х6.

3.1 Составляем схему свайного поля. Решено выбрать шаг установки свай 2 метра. Для организации половых лаг были добавлены 2 сваи внутри дома.

Всего потребовалось 16 ВСК 89х250х2500. Глубина заворачивания рассчитана на 1800мм. Высота цоколя 600мм в максимальной точке над уровнем земли.

Всего потребовалось 16 ВСК 89х250х2500. Глубина заворачивания расчитана на 1800мм

Дачный домик из бруса. 6х6. г. Калуга. [подробнее об этом объекте Вы можете прочитать в этой статье…]

Пример №2. Расчета свайного поля для дома 6х12, брус 200х200. 2 этажа.

 1.1 Общий вес материала: 51,9 куб.м. бруса, по 800кг/ куб. = 41 520,00 кг.

1.2 Полезная нагрузка на 1 этаж: 6х12х150=10 800,00 кг., Полезная нагрузка на 2 этажа: 10 800х2=21 600кг.

1.3 Снеговая нагрузка: 6х12х180=12 960 кг.

1.4 Итого: 76 080,00 умножаем на коэффициент надежности n=1,1.

1.5 Общий вес: 83 680,00 кг.

2.1 Общий вес делим на 2 500 кг (из расчета 2 500,00 кг на 1 ВСК 108х300х2500)

86 680,00/2 500,00=34 ВСК 1080х3000х2500.-минимальное количество свай необходимое для дома 6х12.

3.1 Составляем схему свайного поля. Шаг установки меняется согласно схемы обвязки дома. Для соблюдения симметричного шага установки винтовых свай была добавлена 1 ВСК 108х300х2500.

Всего 35 ВСК 108х300х2500. Глубина заворачивания рассчитана на 1800мм. Высота цоколя 450мм в максимальной точке над уровнем земли.

Схема свайного фундамента. 35 ВСК 108х300х2500. Калужская область. Полотняный завод. [подробнее об этом объекте Вы можете прочитать в статье на нашем сайте…]

35 ВСК 108х300х2500. Монтаж зимой. Калужская область. Полотняый завод.

Пример №3. Расчет свайного поля для дома 10,6х8, брус 200х200. 2 этажа.

1.1 Общий вес материала: 54,9 куб.м. бруса, по 800кг/ куб. = 43 920,00 кг.

1.2 Полезная нагрузка на 1 этаж: 10,6х8х150=12 720,00 кг., Полезная нагрузка на 2 этажа: 12 720х2=25 440кг.

1.3 Снеговая нагрузка: 10,6х8х180=15 264 кг.

1.4 Итого: 84 624,00 умножаем на коэффициент надежности n=1,1.

1.5 Общий вес: 93086,00 кг.

2.1 Общий вес делим на 2 500 кг (из расчета 2 500,00 кг на 1 ВСК 108х300х2500)

93 086,00/2 500,00=38 ВСК 1080х3000х2500.-минимальное количество свай необходимое для дома 10,6х8.

3.1 Составляем схему свайного поля. Шаг установки витовых свай КСАмет меняется согласно схемы обвязки дома. В центре фундамента конструкторами была заложена  дополнительная стена. Для создания фундамента под стену были заменены 2 ВСК 108х300х2500 из расчета на 4 ВСК 89х250х2500.

Всего 36 ВСК 108х300х2500 под основную часть дома и 4 ВСК 89х250х2500 под центральную стену. Глубина заворачивания рассчитана на 1800мм. Высота цоколя 520мм в максимальной точке над уровнем земли.

Схема свайного поля под дом 8х10. Калужская область. д. Яглово

 

Фундамент на винтовых сваях под дом 8х10.Калужская область. д. Яглово. [Подробнее об этом объекте Вы можете прочитать в статье на нашем сайте…]

 

Пример №4. Расчет свайного поля для дома 9х11, брус 200х200. 2 этажа.

1.1 Общий вес материала: 96,7 куб.м. бруса, по 800кг/ куб. = 77 830,00 кг. С учетом стропильной системы и веса кровли.

1.2 Полезная нагрузка на 1 этаж: 9х11х150=14 850,00 кг.,

Полезная нагрузка на 2 этажа: 14 850х2=29 700кг.

1.3 Снеговая нагрузка: 9х11х180=17 820 кг.

1.4 Итого: 124 900,00 умножаем на коэффициент надежности n=1,1.

1.5 Общий вес: 137 400,00 кг.

2.1 Общий вес делим на 2 500 кг (из расчета 2 500,00 кг на 1 ВСК 108х300х2800)

137 400/2 500,00=55 ВСК 108х3000х2800.-минимальное количество свай необходимое для дома 9х11.

3.1 Составляем схему свайного поля. Шаг установки витовых свай КСАмет меняется согласно схемы обвязки дома. Под веранды и крыльцо были добавлены сваи меньшего диаметра 89х250х2800.

Всего 55 ВСК 108х300х2800 под основную часть дома и 8 ВСК 89х250х2800 пристройки.

Глубина заворачивания рассчитана на 1800мм. Высота цоколя 935мм в максимальной точке над уровнем земли.

Схема свайного поля под деревянный дом 9х11. Московская область г. Можайск

 

Фундамент на винтовых сваях. Дом 9х11. Брус 200х200. Московская область. г. Можайск.  [Подробнее об этом объекте Вы можете прочитать в статье на нашем сайте…]

Дом 9х11. Два этажа. Брус 200х200. Чистовая отделка . 2013 год. Московская область. г. Можайск. [Подробнее об этом объекте Вы можете прочитать в статье на нашем сайте…]

Пример №5. Расчет свайного поля для дома 7,3х9,3, брус 150х150. 2 этажа.

 1.1 Общий вес материала: 71,15 куб.м. бруса(стропильной системы, крыши), по 800кг/ куб. = 56 920,00 кг.

1.2 Полезная нагрузка на 1 этаже: 7,3х9,3х150=10 183,00 кг.

Полезная нагрузка на 2 этаже: 7,3х9,3х150=10 183,00 кг.

1.3 Снеговая нагрузка: 7,3х9,3х180=12 220,20 кг.

1.4 Итого: 89 506,00 умножаем на коэффициент надежности n=1,1.

1.5 Общий вес: 98 456,00 кг.

2.1 Общий вес делим на 2 500,00 кг (из расчета 2 500,00 кг на 1 ВСК 108х300х2500)

99 452,00/2 500,00=40 ВСК 108х300х2500.-минимальное количество свай необходимое для дома 7,3х9,3.

3.1 Составляем схему свайного поля. Решено выбрать шаг установки свай не превышая 2 метров.

На участке существует неравномерный перепад высот 600 мм.  Для создания фундамента выбирались сваи 3 длин. ВСК 108х250х2500, ВСК 108х300х2800, ВСК 108х300х3000

Всего потребовалось 40 ВСК 108х300х2500-3000. Глубина заворачивания рассчитана на 1800мм. Высота цоколя 500мм в минимальной точке над уровнем земли.

Фундамент под дом 7х9. г. Калуга. Схема свайного поля.

4.1. Для ликвидации перепада высот по оголовникам свай была произведена обвязка швеллером №20.

Фундамент под дом 7х9. г. Калуга. Схема обвязки швеллером №20.

Фундамент под дом 7х9. г. Калуга. Обвязка швеллером №20. [Подробнее об этом объекте Вы можете прочитать в статье на нашем сайте…]

Над статьей работали: Крипень И.С.  Инженер-специалист по свайно-винтовым фундаментам.

Что еще Мы можем для Вас сделать?

Звоните: 8-800-700-59-17 Бесплатно для Всей России

Контакты г. Калуга:

Звоните: +7 (4842) 59-59-16 —Центральный офис.

Звоните: + 7 903 636 59 16— Телефон для приема заявок.

Контакты г. Москва:

Звоните: +7 (499) 136-13-34 — Телефон офиса.

Звоните: + 7 903 136 13 34 - Телефон для приема заявок.

Электронная почта: [email protected]

vsksamet.ru

Расчет фундамента на винтовых сваях

Свайно-винтовой фундамент является очень популярным за счет своей универсальности и возможности устанавливать его на тех почвах, которые отличаются подвижностью и неустойчивостью, а также на рельефных участках.

Наиболее распространенными являются сваи винтового типа, так как для их монтажа не требуются особые навыки и умения, а земляные работы выполняются в минимальных количествах. Но для качественного монтажа основания в первую очередь нужно произвести расчет фундамента на винтовых сваях.

Алгоритм расчета

Для того чтобы свайно-винтовой фундамент служил своим хозяев долгое время, он должен быть сделан качественно. В первую очередь на дальнейший монтаж оказывает влияние правильность расчетов. Рассчитывается фундамент поэтапно:

1. Проведение геологической оценки залегающего грунта.
2. Анализ нагрузок на фундамент и грунт.
3. Расчеты на основе собранных ранее данных.
4. Выполнение чертежа будущей конструкции.
5. Расчет необходимых материалов для устройства и затрат на них.

Все перечисленные пункты обязательны к исполнению, так как при пропуске хоть одного винтовой фундамент может выйти с маленькой несущей способностью или будет наблюдаться большой перерасход материала.

Исследование залегающего на участке грунта

Обязательно перед любой постройкой какого-либо сооружения проводятся геологические исследования грунта, которые включают в себя выемку почвы и ее анализ. В зависимости от показателей данного анализа делается вывод о качестве и типе почвы и выявляется то основание, которое будет уместно в этих условиях. Такие работы должны проводить только специализированные службы, но стоимость их работы достаточно велика.

Если в бюджете не предусмотрена возможность вызова геологов, то можно попытаться произвести работы по оценке залегающего грунта самостоятельно.

Важно! Изучение грунта своими руками может выявить неточные показатели.

Для анализа грунта нужно сделать в почве скважину, которая будет на 50 см глубже, чем длина сваи. Лучше всего сделать несколько таких скважин в разных частях участка, но обязательно, чтобы одна из них находилась в самой низкой его точке. Можно выполнять бурение скважины буром, тогда анализ проводится по тому грунту, который остался на лопастях агрегата.

Таким образом, вычисляется тип грунта и наличие в нем грунтовых вод, так как из-за них снижается несущая способность основания. Если обнаружено место, где их много, то можно попытаться не устанавливать сваи именно на этом участке, а обойти его. Несущая способность свайного фундамента определяется не только опорой на плотный почвенный слой, но и трением поверхностью сваи о расположенный вокруг грунт.

Расчет нагрузок

Для расчета несущей способности свай в фундаменте очень важно знать, какая нагрузка будет производиться сооружением на него. Величина общей нагрузки получается из сложения следующих показателей:

1. Веса стен и перегородок
2. Веса кровли и перекрытий
3. Полезной нагрузки на фундамент
4. Собственного веса основания
5. Возможной снеговой нагрузки.

Для более точного вычисления используют таблицы, в которых прописываются величины данных показателей. Вес свай зависит от их диаметра, точные параметры можно узнать только у производителя. Например, свая с диаметром 108 мм весит приблизительно от 10 до 13 кг, а с диаметров в 133 мм – от 14 до 16 кг.

Для того чтобы произвести расчет снеговой нагрузки нужно иметь под рукой карты «Строительная климатология».

Важно! Если уклон кровли более 60 см, то снеговая нагрузка в расчет не берется.

Расчет необходимого диаметра винтовой сваи

В зависимости от нагрузки подбирается диаметр сваи для основания. Обычно в частном строительстве используются опорные элементы с диаметром 108 мм. Такие сваи способны выдержать нагрузку от двухэтажного каркасного дома. Несущая способность одной опоры составляет 7 тонн.

Выбор длины сваи

На тех участках, где залегают устойчивые грунты, достаточно будет длины свай в 2,5 метра. Но стоит учитывать перепады рельефа, поэтому дополнительная длина не помешает для запаса.

Важно! Точка опоры на участке у всех свай должна быть одинаковой.

На первом этапе исследования почвы выявляется глинистый слой почвы. Так как он определен, то по длине свая должна входить в этот слой.

Можно пойти другим путем для определения длины сваи. Это метод контрольного вкручивания. Он представляет собой кручение сваи при помощи вставленного в отверстие внутри нее лома с трубчатыми рычагами. Во время прокручивания необходимо при помощи пузырькового уровня проверять вертикальность. Как только усилие затяжки резко увеличивается, то работу можно прекратить. Таким образом, получается определение несущего слоя грунта и нужной длины сваи.

Важно! Обязательно при расчете длины свай нужно делать запас в размере 0,2– 0,5 м, чтобы можно было не переживать за установку на слишком рельефной местности. Лишний кусок потом можно отрезать инструментом по металлу до нужной длины.

Расчет количества опор

После произведенных ранее подсчетов можно определить сколько свай понадобится для фундамента того или иного дома. Для того чтобы получить число необходимых опор нужно сумму нагрузок умножить на коэффициент и делить на несущую способность сваи. Такой расчет не должен вызвать затруднений, если, конечно, не пропущены предыдущие шаги.

После того, как количество нужных свай определено, нужно распределить их по всему периметру дома. Обязательно сваи должны находиться под всеми углами и в тех местах, где несущие перегородки пересекаются. Между теми опорами, что установлены, необходимо монтировать дополнительные, которые будут находиться от первоначальных на том расстоянии, которое зафиксировано в зависимости от типа постройки. Оставшееся расстояние также заполняется опорами, между которыми не должно быть более 2– 3 метров. Для того чтобы понимать через какое расстояние их выставлять, нужно воспользоваться проектом дома или чертежом будущего фундамента, где четко должно быть показано месторасположение свай и расстояние их друг от друга.

Шаг между сваями представлен в зависимости от типа будущего строения:

• Дом из газобетона или пенобетона – расстояние между сваями не более 2 м.
• Дом из бревна или бруса – расстояние между сваями не более 3 м. Также в этом случае может быть шаг, не более 2,5 м, который применяется и при условиях большой ветровой нагрузки на строение.

В месте установки печи или камина нужно установить не менее двух свай, так нагрузка на основание в этом месте колоссальная.

В местах, где располагается терраса, сваи устанавливают по тому же принципу, что и под дом.

Пример расчета фундамента

Для более точного понимания, как рассчитать фундамент на винтовых сваях, приведем пример расчета на одноэтажном каркасном доме с вальмовой крышей. Все стены дома одинаковой высоты, то есть не имеют фронтонов. Внутри дома установлены перегородки из гипсокартона с толщиной 8 см, утепление стен составляет 150 мм. Перекрытия установлены на балках, изготовлены из дерева. Высота этажа составляет 3 метра, высота потолков в помещении – 2,7 м, высота мансарды составляет 1,5 м. В плане дом представлен размера 6*6 м. Длина внутренней стены равна 6 м, перегородки на этажах в сумме составляют 25 м.

Дом планируется разметить на относительно прямом участке, без резких перепадов высоты. Глинистый слой почвы залегает на глубине 3 м. Снеговая нагрузка для данных климатических условий равна 180 кг на 1 кв. метр.

Для дома будут использоваться сваи длиной 4 м, чтобы был запас и с диаметром, составляющим 108 мм.

Для начала высчитываем все нагрузки на свайно-винтовой фундамент, суммируя полученные данные для наружных, внутренних стен, перегородок и перекрытий, кровли. Сюда также относится снеговая, полезная нагрузки и показатель от нагрузки фундамента. Для расчета нагрузки от фундамента в расчет предварительно берется 9 свай, которые будут располагаться по всем углам и в середине стен. Таким образом, получаем, что общие нагрузки для данного фундамента будут равны 48776 кг. Округляем полученное число и получаем 48,8 тонн.

Дальше рассчитываем, сколько понадобится опор для такого дома. Берем несущую способность одной сваи, которая находится в пределах от 5 до 7 тонн. Уравниваем это значение до 6 тонн.

Количество свай высчитывается путем деления 48, 8 тонн на 6. Получаем параметр, равный 8,13. Его округляем до целых и получаем 9. Этот показатель сходится с предварительным, значит, опоры так и нужно расставлять: по углам и в середине стен.

Заключение

Такие вычисления обязательно проводятся перед монтажом фундамента, чтобы в дальнейшем не возникло проблем относительно несущей способности основания и эксплуатации здания. 

bouw.ru

Методика расчёта винтового фундамента | СвайПром

При строительстве фундамента на винтовых сваях экономия средств может достигать 60%. Такое строительство занимает не более трёх дней, работы можно вести даже зимой, не требуется выравнивание площадки и применения для этого тяжёлой техники, отлично подходит при любом типе грунта и рельефа.

Винтовой свайный фундамент не требует больших трудозатрат. Не вызывает сложностей и проведение его расчёта. Это является одной из основных причин массовости применения такого основания дома в частном строительстве. Нет и противопоказаний к применению винтовых свай.

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.

Расчёт винтового фундамента

1. Сначала определяется состав почвы. По всему участку будущего строительства бурят скважины глубиной 12 метров. Это наибольшая глубина для одинарной сваи. Добытый из скважины грунт передают в лабораторию для получения данных о влажности, глубине промерзания, несущей способности и т. д. Для участков, представляющих повышенную сложность, кроме этого рекомендуют проводить статические испытания для натурных и контрольных свай. Нагрузка на них должна подаваться до отказа опоры.
2. Следующим этапом становится сбор нагрузок и расчёт горизонтальных и вертикальных сил, воздействующих на ростверк и опоры.
3. Затем на основе данных о нагрузках, прочности материала свай, несущей способности и других данных производится расчёт винтовых свай для фундамента. На основании этих вычислений определяются габариты свай, форма свайного поля, высота цоколя и количество опор.
4. Собранные данные позволяют на основании рассчитанного количества материалов, их средней цены и с учётом стоимости работ, получить общую цену постройки фундамента.

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.

svaiprom.ru

Расчет свайного фундамента - теория и практика

Винтовая свая представляет собой стальную трубу с заостренным наконечником и режущими лопастями в нижней части. Сваи устанавливаются в грунт путем вкручивания с помощью специальной техники или вручную.

Расчет нагрузки на фундамент формируется из нескольких составляющих

Весовая нагрузка дома

Вес дома складывается из следующих слагаемых:

• вес стен. Определяется исходя из типа строительных и отделочных материалов:

1. каркасно-панельные стены толщиной до 150 мм – 30-20 кг/кв. м;
2. бревенчатые – 600 кг/куб. м;
3. из пенобетона – 400-900 кг/куб. м;
4. кирпичные – 600-1200 кг/куб. м.

• вес элементов крыши. Для различных видов кровли принимаются следующие значения:

1. из листовой стали – 20-30 кг/куб. м;
2. рубероидное покрытие – 30-50 кг/кв. м;
3. черепица – 60-80 кг/кв. м.

• вес перекрытий. Зависит от материала перекрытий и плотности используемого утеплителя:

1. чердачное по деревянным балкам с утеплителем плотностью 200 кг/куб. м – 70-100 кг/кв.м;
2. цокольное по деревянным балкам с утеплителем плотностью 200 кг/куб. м – 100-150 кг/кв. м;
3. железобетонное монолитное – 500 кг/кв. м;
4. бетонные пустотные плиты перекрытия – 350 кг/кв. м.

Эксплуатационная нагрузка (мебель, оборудование и т.д.).

Условно принимается равной 100 кг/кв. м.

Снеговая нагрузка.

Значения выбирается в зависимости от региона и составляет;

• 50 кг/кв. м для южных областей;
• 100 кг/кв. м для средней полосы;
• до 190 кг/кв. м для северных регионов.

Ветровая нагрузка.

Для ее расчета используется формула S*(40+15h), где

1. S – площадь дома;
2. h – высота дома.

Общая нагрузка умножается на коэффициент 1,3 (для обеспечения запаса прочности) или на 2 (если планируется строительство 2-го этажа).

Как правильно определить количество винтовых свай

Для расчета количества винтовых свай для фундамента дома необходимо расчетную нагрузку на фундамент разделить на несущую способность одной опоры, которая зависит от ее диаметра и длины. Для строительства индивидуальных жилых домов используются опоры стандартного образца диаметром 108 мм и длиной 2,5 м. Рабочая нагрузка на такую сваю составляет 4-8 т.

Для легких строений могут выбираться менее массивные опоры диаметром:

• 57 мм – для легких заборов;
• 76 мм – для деревянных ограждений и заборов из профлиста. Несущая способность сваи – до 3 т;
• 89 мм – для тяжелых заборов и каркасных построек. Несущая способность – 3-5 т.

Число опор может быть больше расчетного, если это удобно при разбивке.

Алгоритм вычисления расстояния между сваями

Расчет фундамента на винтовых сваях включает в себя определение шага между винтовыми сваями. Для этого необходимо общую протяженность стен (внутренних и внешних) разделить на требуемое количество опор. Распределяя опоры по периметру фундамента, рекомендуется расстояние между сваями под внутренней несущей стеной уменьшать на 10-15 %. Это связано с повышенными нагрузками от балок или плит перекрытий, действующих с двух сторон.

Каким должно быть минимальное расстояние между винтовыми сваями? Оно не должно быть меньше:

• 3 м для деревянных и каркасных домов;
• 2,5 м для домов из газобетона, пеноблоков, шлакоблоков и пенобетона;
• 2 м для домов из тяжелого камня и кирпича.

Опоры обязательно устанавливаются по углам фундамента, на стыке внешних стен и несущих перегородок, на внешних углах пристроек (террас, балконов и пр.).

Пример расчета свайно-винтового фундамента для деревянного дома

Расчет фундаментных опор для дома из бруса размером 4х6 м и высотой 3,5 м с пологой крышей из мягкой кровли и внутренней несущей стеной выглядит следующим образом:

1. Определяется общая масса сооружения. С учетом удельного веса бруса – 600 кг/куб. м и примерного веса мебели – 100 кг/кв. м совокупная масса дома составляет примерно 5 т. Для обеспечения запаса прочности и возможности надстройки второго этажа принимаем общий вес, равный 10 т.
2. Вычисляется вес снегового покрова. Максимальная снеговая нагрузка для дома площадью 24 кв. м составит 4,5 т (для районов средней полосы это значение уменьшается в 2 раза, для южных – в 4 раза).
3. По формуле рассчитывается ветровая нагрузка. Ее значение – 2,2 т.
4. Суммируются все расчетные нагрузки. Дом из бруса будет оказывать давление на фундамент примерно 17 т.
5. Определяется число свай. Для этого общая нагрузка в 17 т делится на рабочую нагрузку 1 сваи – 4 т. При строительстве фундамента необходимо использовать минимум 5 свай. При этом могут потребоваться дополнительные опоры для установки в углах фундамента и соблюдения минимального шага в 3 м.

Несущие способности винтовой сваи достаточно высоки, такие фундаменты устойчивы к сезонному вспучиванию и не требуют предварительной подготовки площадки к их установки. Монтаж фундамента должен проводиться только после выполнения расчетов несущей нагрузки и изучения свойств грунта.

evrostroy-spb.ru

Сваи винтовые для фундамента: расчет нагрузки

Деревянный дом на винтовых сваях

Винтовые сваи появились в середине прошлого века. Изначально опоры применялись в военном строительстве. Установка винтовых свай позволяла за короткий срок на слабых грунтах создать фундаментные основания для различных довольно тяжёлых фортификационных сооружений, прибрежных платформ для переправы и прочее. Впоследствии винтовые сваи (ВС) завоевали большую популярность в гражданском строительстве. Простота в монтаже опор позволяет хозяевам своими руками возводить фундамент в короткий срок. Главное — это правильно рассчитанная несущая способность винтовой сваи.

Что такое винтовая свая

Винтовые сваи

Назначение такого вида опор заключается в том, чтобы, минуя слабые слои почвы, передать нагрузку от здания через ВС на плотное грунтовое основание. Прохождение опоры через грунт достигается её вращением. Винт сваи входит в почву, как штопор в пробку.

ВС представляет собой цельносварную металлоконструкцию, состоящую из трёх частей: ствола (металлическая труба), конического наконечника и лопасти.

Ствол

Опорной частью сваи является ствол, который представляет собой металлическую трубу. Длина трубы определяется путём специальных вычислений на основе геологических изысканий. Изыскательские работы дают представление, на какой глубине залегают плотные слои грунта. От этого зависит длина ствола. Размер длины ВС должен быть такой, чтобы конец сваи смог войти в несущий слой почвы на глубину 50 – 70 см.

Конический наконечник

Концевой наконечник в виде конуса делают литым или цельносварным. Острый конец сваи облегчает вхождение опоры в грунт.

Стволы опор со срезанным концом

Некоторые производители изготавливают стойки диаметром 58 мм без острого наконечника. Конец ВС обрезают под углом 45о. Эллипсное отверстие заваривают стальным листом.

Для возведения заборов, мелких построек применяют сваи с открытым отверстием. В этом случае почва заполняет ствол опоры изнутри, что может вызвать коррозию. Однако, их применяют по причине их низкой стоимости.

Лопасти

На конце винтовой опоры приваривают одну или две лопасти. Чем больше диаметр ствола опоры, тем больше размер лопастей. Лопасти врезаются в грунт, и при вращении ствола вокруг своей оси, опора продвигается по вертикали вниз до проектной отметки.

Способы установки винтовых свай

Небольшие по длине (до 2 м) опоры устанавливают ручным способом. Сваи диаметром 108 мм и больше, длиной 2,5 м и более монтируют механизированным методом.

Установка винтовой сваи вручную

Ручная установка винтовых опор

1. ВС длиной до 2,5 м часто устанавливают вручную. Это делают следующим образом:
2. Сначала делают разметку свайного поля. Колышками и шнуром отмечают места установки опор.
3. Ручным буром делают воронку глубиной 30 – 40 см. Это задаст вертикальное направление погружения ВС в грунт.
4. Если в верхней части ствола отсутствуют монтажные отверстия, то их прорезают самостоятельно. Это можно сделать газовой горелкой или ацетиленовым резаком.
5. Опору опускают в ямку. В монтажные отверстия вставляют концы рычагов (это могут быть отрезки водопроводной трубы).
6. В работе участвуют 3 человека. Двое работников вращают ствол с помощью рычагов. Третий рабочий контролирует вертикаль ВС.
7. С помощью нивелира делают отметки на стволах опор, фиксирующие проектную высоту наземной части свай.
8. Угловой машинкой срезают лишние части стволов опор.
9. В зависимости от конструкции ростверка формируют опорные части оголовков ВС.
10. Устанавливают ростверк.

Сваи устанавливают на расстоянии друг от друга не более 3 м. Если расстояние составляет 4 м, то посередине устанавливают дополнительную стойку.

Установка 3 м винтовой сваи механизированной установкой

Механизированная установка винтовых опор

Силовая установка для вращения ВС устанавливается на подающей стреле любого передвижного грузоподъёмного механизма. Существуют специализированные передвижные установки для ВС.

Скорость формирования фундаментного основания с помощью механизированной установки значительно сокращают сроки строительства объекта.

Определение несущей способности винтовой сваи опытным путём

Помимо теоретического обоснования (расчёта нагрузки для винтовых свай) несущей способности ВС, проводят испытание винтовых стоек. Тестирование определяет возможности винтовой опоры выдерживать проектную нагрузку. Программа испытания состоит в следующем:

• ВС погружают в грунтовое основание на расчётную глубину;
• на оголовок приваривают площадку из металлического листа;
• на площадку помещают груз определённого веса;
• стойку выдерживают в течение нескольких дней, ведя наблюдение за осадкой опоры;
• предельная нагрузка, которая не будет давать осадку опоры, определяет несущую способность ВС.

Расчёт несущей способности винтовой сваи

Чтобы приступить к расчёту несущей способности винтовой стойки, надо получить исходные данные: расчётное сопротивление грунта, в который будет погружен шнек опоры, диаметр шнека (лопасти), габариты ВС.

Сопоставляя эти данные, специалисты получают расчётную несущую способность ВС. В заводских условиях в массовом производстве выпускают винтовые стойки длиной 2,5 м, диаметром ствола 58, 89, 108 и 133 мм. На основании многочисленных испытаний и расчётов были получены данные, которые отображает данная таблица:

Опорный слой грунтаРасчётное сопротивление грунта, кг/см258х2500, мм89х2500, мм108х2500, мм

Глина	5	1,6	2,5	3,5
Суглинок	4,5	1,4	2,2	3,2
Лёсс	1	0,3	0,5	0,7
Песок	9	2,8	4,4	6,4

Из таблицы становится понятно, какую нагрузку могут выдержать винтовые опоры в зависимости от сопротивления грунта. Например, при общем весе здания 35 тн для формирования фундаментного основания на глинистом грунте понадобится минимум 10 – 12 свай диаметром 108 мм. При таком же весе строения на песчаном основании достаточно будет установить минимум 6 – 7 опор.

Несмотря на установленное минимальное количество опор, сваи устанавливают по углам здания в точках пересечения внутренних и внешних несущих стен, а также в местах примыкания перегородок к несущим ограждениям.

Видео по расчёту фундамента на винтовых сваях:

Усиление несущей способности ВС

Дополнительное усиление ВС заключается в том, что внутреннюю полость опоры заполняют жидким раствором бетона. После того как верхушки свай были срезаны до проектной отметки, внутрь стволов заливают бетон.

Сваю заполняют раствором слоями по 50 — 70 см. Каждый слой тщательно трамбуют. Если диаметр ствола позволяет опустить внутрь сваи гильзу электрического вибратора, трамбовку слоёв бетона делают без особых физических усилий. Через узкую горловину бетон трамбуют отрезком арматуры либо другим штырём.

Заполненная бетоном полость не нуждается в антикоррозионной защите внутренней поверхности ствола опоры.

В многочисленных источниках информации можно найти массу таблиц и справочного материала по определению несущей способности винтовых свай. Наряду с этим, будет полезно поинтересоваться у хозяев соседних домов, как ведут себя фундаменты их строений на винтовых опорах, и какого размера были применены ВС.

Пример расчёта фундамента на винтовых сваях

Прежде чем приступить к расчёту свайного основания дома, необходимо подготовить исходные данные. В этот перечень входят следующие показатели:

• дом из бруса площадью 12х15 м;
• общий вес строения с полезной нагрузкой равен 90 тн;
• снеговая нагрузка на кровлю дома – 10 тн;
• винтовые сваи 108х2500 мм и 89х2500 мм;
• швеллер № 20 (ширина стенки 200 мм) для ростверка;
• глубина залегания несущего слоя грунта – 1700 мм;
• глубина промерзания почвы – 250 мм;
• уровень грунтовых вод – 1100 мм.

Исходя из этого, производят расчёт фундамента на ВС для деревянного дома. Расчёт осуществляют в следующем порядке:

• определяют оптимальное количество ВС. Сваи считают по количеству углов внешнего периметра здания, в точках пересечения внутренних и внешних стен;
• минимальное расстояние между опорами должно быть не более 3-х м;
• для основного фундамента потребуется 30 свай диаметром 108 мм, для веранды – 6 опор диаметром 89 мм;
• 108-я свая рассчитана на нагрузку от 4 до 7 тн. Минимальная общая нагрузка составит 30 х 4 = 120 тн. Фактическая общая нагрузка составляет (90 тн + 10 тн) 100 тн. Запас прочности – 20 тн;
• глубина погружения ВС – 2000 мм. Средняя высота наземной части – 500 мм;
• с учётом уклона рельефа местности и нивелирования наземной высоты ВС, высота цоколя будет составлять 400 мм;
• ростверк устраивают из приваренного швеллера к верхним концам свай. Швеллер приваривают полками вниз. Для обвязки ВС понадобится 120 п.м металлопрофиля.

Технико-экономическое обоснование возведения фундамента

Чтобы определить реальный объем денежных средств по устройству основания дома на винтовых сваях, все затраты сводят к единому итогу. Цены материалов и расценки на выполнение работ взяты усреднено по стране.

1. Стоимость сваи 108х2500 – 2,8 т.р. Общая сумма — 30 шт х 2,8 = 84 т.р.
2. Цена сваи 89х2500 – 2,2 т.р. Общая сумма – 6 х 2,2 = 13,2 т.р.
3. Установка вручную всех ВС с подрезкой под горизонтальный уровень равна 36 х 1,8 = 64,8 т.р.
4. Доставка свай на строительный участок – 1,5 т.р.
5. Стоимость швеллера № 20 с установкой на сварке – 120 п.м. х 1,05 = 126 т.р.
6. Доставка швеллера – 4 т.р.

Итого общая сумма затрат составит – 293,5 т.р.

Для сравнения устройство ленточного фундамента для такого дома обойдётся примерно в 900 т.р. То есть свайный фундамент на винтовых опорах принесёт экономию в 300 – 400 т.р.

Статьи по теме:

kakfundament.ru

---

• 
  Залить фундамент как правильно ленточный фундамент
• 
  Как закрепить опалубку для фундамента
• 
  Фундаментная плита армирование
• 
  Фундамент из чего делают
• 
  Устройство дренажной системы водоотвода от фундамента зданий
• 
  Рубероид для фундамента
• 
  Когда лучше заливать фундамент осенью или весной
• 
  Расчет монолитного ленточного фундамента ленточного
• 
  Свайный фундамент yutu
• 
  Как подвести фундамент под фундамент
• 
  Фундамент теплый