Как рассчитать нагрузки, приходящиеся на винтовые сваи?

Всем известно, что несущая способность винтовых свай — это важный показатель, благодаря которому можно определить, какой уровень нагрузки фундамент сможет выдержать. При этом учитывается негативное воздействие грунта на каждую опору по отдельности. Винтовые трубы подразделяются на два вида:

Какую нагрузку выдерживают винтовые сваи 89, и 133

Расчет фундамента — ответственный этап проектирования. Если при его выполнении допустить ошибку, то можно не правильно задать шаг свай или их сечение. Ошибки приводят к снижению надежности опор под знание и возникновению вероятности сильной усадки или крена строения, вследствие которых образуются трещины и повреждения основных строительных конструкций здания. Одним из самых важных характеристик свайно-винтового фундамента (как и любого другого) является его несущая способность.

Какую нагрузку выдерживают винтовые сваи 89, и 133

Преимущества винтовых оснований для построек

Винтовой свайный фундамент отличается от прочих типов многочисленными преимуществами, устойчивостью ко многим нагрузкам. Среди плюсов подобного основания необходимо отметить следующее:

Схема заложения винтовой сваи.

  • здания можно возводить практически при любых условиях, даже на влажных и сложных грунтах, для которых остальные типы фундаментов не применяются. Строительство возможно на склонах, на торфяных, болотистых грунтах, в местах, сильно повреждаемых корнями деревьев;
  • количество материалов, которые используются для строительства, минимально. В отличие от плитного основания, для которого расходуется большое количество бетона, применяется только расчетное количество свай, заливаемых бетоном. Сверху устраивается простой, но очень надежный ростверк;
  • земляные работы сводятся к минимуму;
  • работы могут проводиться в любое время года;
  • винтовые опоры могут быть установлены даже на склоне, при сильных перепадах участка, так как сам дом получается приподнятым над уровнем грунта;
  • монтаж занимает всего пару дней, не надо ждать, пока бетонная плита высохнет и наберет прочность, раствор заливается только в полость опор;
  • срок эксплуатации фундамента на сваях составляет до 100 лет;
  • гидроизоляция не требуется, а это уже существенная экономия;
  • высокая сейсмоустойчивость;
  • при монтаже не надо применять сложную строительную технику, скважины под сваи не выкапываются, так как опоры завинчиваются в почву при помощи специальных лопастей, находящихся на одном из концов.

Проверка расчетной нагрузки на сваю в кусте с учетом изгибающих моментов

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

, (161)

где Nd — расчетная сжимающая сила, кН;

Mx, My — расчетные изгибающие моменты, кНм, относительно главных центральных осей х и у плана свай в плоскости подошвы ростверка;

n — число свай в фундаменте;

xi, yi — расстояния от главных осей до оси каждой сваи, м; х, у — расстояния от главных осей до оси каждой сваи, для которой вычисляется расчетная нагрузка, м (рис. 46).

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

, (162)

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

При передаче на крайние сваи куста выдергивающих нагрузок должно выполняться условие

. (163)

Если Nmin<0, то следует выполнить расчет свай на действие выдергивающих нагрузок, согласно требованиям пп. 4.5,4.9 [4].

Рис. 46. Внецентренно нагруженный свайный фундамент к примеру 19

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

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

Читайте также:  Столбчатый фундамент: особенности устройства

Расчёт площади и веса

Расчёт площади фундамента, как и веса, должен учитывать его тип. Например, свайный фундамент для каркасного дома будет рассчитываться по одному принципу, если производить расчёт на столбчатый фундамент под каркасный дом, то принцип уже будет другой.

Кстати, смета строительства тоже будет довольно прилично различаться. Под тяжёлые железобетонные или те же кирпичные строения (или если стены имеют слишком плотный утеплитель) лучше всего, пожалуй, подойдёт, ленточный фундамент, глубина залегания которого достаточно велика.

Монтажная схема столбчатого фундамента для каркасного дома

Расчёт площади и веса

Если брать каркасный дом, то вполне будет достаточно построить обыкновенный столбчатый фундамент, как для стандартных небольших деревянных домов. Смета строительства будет в итоге относительно небольшой, даже если толщина стен будет велика.

Стоит привести пример расчёта параметров фундамента на конкретном примере. Допустим, столбики фундамента будут иметь диаметр в 0,2 метра. Их высота пусть составляет 2,9 м, а глубина залегания – 1,5 м.

Следовательно, не составит труда рассчитать и их опорную площадь, которая составляет в данном случае 314 Его объём равен 0,06 куб.м, а вес будет составлять 143 кг.

При условии, что длина стены будет составлять 30 м (это общая длина всех стен) и если устанавливать опорные столбики фундамента через каждый метр, то их необходимое количество – ровно 30 штук. Соответственно, общий вес фундамента будет равен 4,29 тонны, а площадь – 9420 кв. сам.

Виды столбчатых фундаментов

Чтобы узнать итоговую нагрузку на грунт, необходимо сложить вес дома и фундамента и разделить эту сумму на опорную площадь. В итоге, проведя несколько простых вычислительных арифметических операций, мы рассчитали и вес дома, и вес фундамента (столбчатого) и нагрузку на грунт.

Расчёт площади и веса

Как видно, сделать это можно легко и самостоятельно, обращаться в проектное бюро и затрачивать за работу инженеров большие деньги не потребуется.

Для каркасного дома вполне хватит и обычного столбчатого фундамента.

Винтовые сваи: особенности конструкции

Конструктивно винтовые сваи под фундамент представляют собой толстостенные стальные трубы, которые в основании оборудованы винтом-резьбой для ввинчивания в грунт. При вкручивании в почву спиральные лопасти уплотняют ее и способствуют прочной фиксации опорной сваи в ней. Внутреннюю полость труб после установки опытные строители рекомендуют заполнять бетоном.

Размеры и нагрузка

Стандартные размеры свай под винтовой фундамент:

  • диаметр – 100-300 мм;
  • длина – до 2500 мм.

Рисунок 3. Конструкция свайно-винтового фундамента

В зависимости от диаметра одна свая может воспринимать нагрузку порядка 4-8 т. Обязательное условие при монтаже этого типа основания – ввинчивание свай ниже глубины промерзания грунта, поэтому оптимальная длина изделий подбирается с учетом этого уровня на местности, где предполагается строительство здания.

Наращивание свай

Конструкцией свай предусмотрена возможность их наращивания, поскольку не всегда стандартной длины достаточно для обеспечения необходимого уровня. Особенно актуально это при строительстве домов на склонах, где перепады высоты могут значительно превышать 2,5 м.

Наращивание выполняется путем сварки – 2 сваи стыкуются между собой с предварительным насаживанием отрезка трубы немного большего диаметра, которая впоследствии приваривается к нижней и верхней опоре.

Верхняя часть сваи после заливки бетоном, как правило, перекрывается стальным оголовком или «пяткой» в простонародье, которая тоже приваривается к металлической трубе.

Срок эксплуатации винтовых свай

Гарантийный эксплуатационный ресурс свай под фундамент для дома, который предоставляет большинство подрядных организаций, обычно составляет 50 лет.

Фактический срок службы может быть гораздо больше – все зависит от условий эксплуатации и характеристик используемого для их защиты антикоррозийного состава.

Расчет ростверка свайного фундамента калькулятор

Онлайн калькулятор монолитного буронабивного свайного и столбчатого ростверкого фундамента предназначен для расчетов размеров, опалубки, количества и диаметра арматуры и объема бетона, необходимого для обустройства данного типа фундамента. Для определения подходящего типа, обязательно обратитесь к специалистам.

Все расчеты выполняются в соответствии со СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции», СНиП и ГОСТ Р 52086-2003

С вайный либо столбчатый фундамент – тип фундамента, в котором сваи либо столбы находятся непосредственно в самом грунте, на необходимой глубине, а их вершины связаны между собой монолитной железобетонной лентой (ростверком), находящейся на определенном расстоянии от земли. Главным отличием между столбчатым и свайным фундаментом является разная глубина установки опор.

Читайте также:  Как выставить диагональ фундамента точно?

О сновными условиями для выбора такого фундамента является наличие слабых, растительных и пучинистых грунтов, а так же большая глубина промерзания.

В последнем случаем и при возможности забивания свай при любых погодных условиях, такой вид очень актуален в районах с суровым климатом.

Так же к основным преимуществам можно отнести высокую скорость постройки и минимальное количество земляных работ, так как достаточно пробурить необходимое количество отверстий, либо вбить уже готовые сваи с использованием специальной техники.

С уществует различное множество вариаций данного типа фундамента, таких как геометрическая форма свай, материалы для их изготовления, механизм действия на грунт, методы установки и виды ростверка.

В каждом индивидуальном случае необходимо выбирать свой вариант с учетом характеристик грунта, расчетных нагрузок, климатических и других условий. Для этого необходимо обращаться к специалистам, которые смогут произвести все необходимые замеры и расчеты.

Попытки экономии и самостроя могут привести к разрушению постройки.

При заполнении данных, обратите внимание на дополнительную информацию со знаком Дополнительная информация .

Д алее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта. Вы так же можете задать свой вопрос, воспользовавшись формой справа.

Общие сведения по результатам расчетов

  • О бщая длина ростверка — Периметр фундамента, с учетом длины внутренних перегородок.
  • П лощадь подошвы ростверка — Соответствует размерам необходимой гидроизоляции.
  • П лощадь внешней боковой поверхности ростверка — Соответствует площади необходимого утеплителя для внешней стороны фундамента.
  • О бщий Объем бетона для ростверка и столбов — Объем бетона, необходимого для заливки всего фундамента с заданными параметрами. Так как объем заказанного бетона может незначительно отличаться от фактического, а так же вследствие уплотнения при заливке, заказывать необходимо с 10% запасом.
  • В ес бетона — Указан примерный вес бетона по средней плотности.
  • Н агрузка на почву от фундамента в местах основания столбов — Нагрузка на почву от веса фундамента в местах основания столбов/свай.
  • М инимальный диаметр продольных стержней арматуры — Минимальный диаметр по СНиП, с учетом относительного содержания арматуры от площади сечения ленты.
  • М инимальное кол-во рядов арматуры ростверка в верхнем и нижнем поясах — Минимальное количество рядов продольных стержней в каждом поясе, для предотвращения деформации ленты под действием сил сжатия и растяжения.
  • М инимальный диаметр поперечных стержней арматуры (хомутов) — Минимальный диаметр поперечных и вертикальных стержней арматуры (хомутов) по СНиП.
  • М инимальное кол-во вертикальных стержней арматуры для столбов — Количество вертикальных стержней арматуры на каждый столб/сваю.
  • М инимальный диаметр арматуры столбов — Минимальный диаметр вертикальных стержней для столбов/свай.
  • Ш аг поперечных стержней арматуры (хомутов) для ростверка — Шаг хомутов, необходимых для предотвращения сдвигов арматурного каркаса при заливке бетона.
  • В еличина нахлеста арматуры — При креплении отрезков стержней внахлест.
  • О бщая длина арматуры — Длина всей арматуры для вязки каркаса с учетом нахлеста.
  • О бщий вес арматуры — Вес арматурного каркаса.
  • Т олщина доски опалубки — Расчетная толщина досок опалубки в соответствии с ГОСТ Р 52086-2003, для заданных параметров фундамента и при заданном шаге опор.
  • К ол-во досок для опалубки — Количество материала для опалубки заданного размера.

Расчет столбчатого фундамента

Калькулятор Столбы-Онлайн v.1.0

Способы расчета

Основными элементами данного типа основы являются винтовые сваи из металла, длина и диаметр которых могут отличаться в зависимости от технологических требований и предполагаемой нагрузки, которую они должны будут выдержать. В специализированных компаниях и проектных бюро можно заказать профессиональный сложный расчет свайно-винтовой основы, в который будут внесены различные параметры и особенности конструкции, а также учтена несущая способность почвы на участке, отведенном под постройку будущего дома. Мы же предлагаем воспользоваться упрощенным вариантом и провести расчет винтовых свай, опираясь на практический опыт устройства подобных сооружений.

Способы расчета

Варианты ростверков для винтовых свай

Рассчитываем ростверк

Свайная основа может быть сконструирована из одних опор, по которым укладывают нижнюю обвязку строения.

Читайте также:  Возводим фундамент под забор из профнастила

Чтобы нагрузка на опоры от веса строения была распределена более равномерно, прибегают к изготовлению ростверка.

Ростверком называют балку или железобетонную плиту, по горизонтали соединяющую верхушки каждого винтового элемента. Свайно-ростверковые основы одинаково хорошо подходят для строительства деревянных и пеноблочных зданий. Ленточный ростверк может быть монолитным или сборным, главное, чтобы он был вылит из бетона, марка которого не ниже 150.

Чтобы ростверк был грамотно сооружен и создал прочную связку между винтовыми элементами, нужно правильно рассчитать его габариты. Существует ряд специальных расчетов, мы же ограничимся минимальными размерами связующей ленты:

Фундамент с железобетонным ростверком

Рассчитываем ростверк
  1. Высота – 30 см.
  2. Ширина – 40 см.

Чтобы придать ростверку необходимую жесткость, его нужно усилить продольной и поперечной арматурой (в диаметре 10-12 мм). Прутья соединяются при помощи проволоки по принципу армопояса. Расстояние от арматуры до края ростверка должно составлять не менее 2,5 см, чтобы металлические прутья полностью загерметизировались бетонным раствором и не подвергались коррозийным процессам.

Соединение ростверка с опорами может быть жестким, когда его арматура связывается с прутьями свай, или свободным, когда ростверк без дополнительной подвязки лежит на опорах фундамента. В обоих случаях нагрузка между сваями распределяется равномерно.

Порядок вычислений

Всегда первый шаг в любой работе – это проектирование.

Для проведения расчетов можно использовать стандартизированную методику для винтовых свай, описанную в СНиП –85. В ее основе лежат данные по геодезическим исследованиям конкретного участка земли.

В них входят следующие сведения:

  • описание рельефа участка;
  • состав и плотность грунта;
  • уровень залегания грунтовых вод;
  • глубина промерзания почвы;
  • посезонный уровень осадков в регионе застройки.

При помощи этих данных вычисляется количество винтовых свай для фундамента (К).

Для расчетов понадобятся такие показатели:

  • общая нагрузка на фундамент (Р), представляющая собой сумму масс всех использованных материалов;
  • коэффициент надежности (к), являющийся корректирующим показателем для значения общей нагрузки на сваи;
  • несущая способность грунта – табличное значение;
  • площадь пяты сваи, находящаяся в прямой зависимости от ее диаметра, – табличное значение;
  • максимально допустимая нагрузка (S), показатель для одной сваи – табличное значение.

Далее следует подстановка значений в формулу следующего вида: К=Р*к/S.

Коэффициент надежности (к) коррелирует с общим количеством свай и имеет соответствующие значения:

  • к=1.4, если свай от 11 до 22 штук;
  • к= – от 5 до 10 штук;
  • к= – от 1 до 5 штук.

На каждую сваю ложится нагрузка, равная общей нагрузке, деленной на количество опор. Чем их меньше, тем сильнее нагрузка на одну сваю и тем быстрее она приходит в негодность, а вместе с ними весь фундамент и дом.

Правильный расчет заключается в подборе такого количества свай, которого хватит на весь период эксплуатации строения, но без чрезмерных излишков, являющихся пустой тратой средств.

При помощи приведенной формулы, коэффициента для винтовых свай расчет нагрузок и дальнейшее строительство не сопряжено с особыми трудностями.

При окончательных расчетах необходимо распределить нагрузки под несущими конструкциями и критическими точками с излишним давлением на фундамент с учетом:

  • типа свай (висячих или стоек);
  • массы;
  • значения кренового усилия.

Когда нужно делать расчет оснований на несущую способность

Пример расчета ленточного фундамента для дома из газобетона по несущей способности грунта

Чертеж расчета фундамента по несущей способности

Когда нужно делать расчет оснований на несущую способность
  1. Если на существующее или новое основание воздействуют значительные горизонтальные нагрузки, особенно от строящихся по соседству домов или регулярные вибрации от автомагистралей, промышленных предприятий.
  2. Сооружение было построено на уклоне или откос образовался со временем, обнажив внешнюю часть основания.
  3. Если подошва фундамента установлена на влагонасыщенных почвах.
  4. Когда на основание может воздействовать выталкивающая сила различного происхождения.
  5. Если нужно проверить устойчивость естественных и искусственных склонов.

Если на строительной площадке или в фундаменте существующего здания уже появились видимые деформации конструкций, всегда сначала обращают внимание на состояние почвы под подошвой и определяют их состояние. Поэтому, по нормативам существует сразу несколько различных видов деформаций почвы, которые зависят от внутренних и внешних факторов