Производим расчет фундамента на винтовых сваях

Чтобы сделать расчёт винтовых свай, можно использовать специальный калькулятор для свай. Однако этот расчёт будет приблизительным. Если вы желаете научиться правильно рассчитывать винтовые сваи вручную, можете воспользоваться нашими инструкциями.

Общие положения

Расчёт винтовых свай и дальнейшее строительство по нормативным документам должно выполняться в следующей последовательности:

  1. Определение параметров грунтового основания. Для этого производятся инженерно-геологические исследования. В результате мы должны знать показатели несущей возможности грунтов, их плотность и составляющие, а также физико-химические характеристики.
  2. Сбор нагрузок. В данном случае учитывается вес всего дома с мебелью и прочим техническим инвентарём, а также динамические нагрузки (вес снежного покрова, ветровая нагрузка и т.п.).
  3. Предварительный расчёт. На данном этапе составляется приблизительная схема будущих свайных фундаментов.
  4. Далее данные, полученные в ходе предварительного проектирования, пропускаются через специальную программу, учитывающую особенности грунтов, показатели веса объектов,  ветровые воздействия и т.д. В ходе этого данные уточняются и оптимизируются. Итогом данного этапа становятся уточнённые данные конструкций фундамента, подогнанные под конкретные геологические и природные условия строительства.
  5. Последним этапом расчётов станут рабочие чертежи свайного поля. После этого можно начинать строительство домов на сваях.
Общие положения

Винтовые сваи для разных типов грунтов 

Откуда берется нагрузка?

Источником упомянутых нагрузок является:

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

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

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

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

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

Читайте также:  Способы (технология) возведения ленточных железобетонных фундаментов

Как считают?

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

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

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

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

С чего начать?

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

И  в первую очередь проектанта должны интересовать следующие характеристики:

  • Тип почвы – от этой характеристики зависит несущая способность грунта. Данный параметр определяется в процессе инженерно-геологических изысканий, путем бурения контрольной скважины и выемки породы с заданной глубины.
  • Усадка почвы  —  эта характеристика говорит о склонности грунта к изменению объема при высыхании. Причем в процессе усадки в грунте накапливаются достаточно значительные напряжения, что приводит к повышению нагрузки на фундамент. Усадка зависит от процентного содержания в почве глинистых частиц и влажности грунта. Усадка почвы определяется в процессе испытания контрольной и натурной свай, погружаемых в грунт строительной площадки.

Проще говоря, по типу почвы можно определить допустимые вертикальные нагрузки, величина которых определяется несущей способностью грунта. А по усадке почвы можно вычислить предполагаемые горизонтальные нагрузки.

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

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:

Алгоритм вычисления расстояния между сваями
  • 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.
Читайте также:  Глинистая почва: что необходимо знать при строительстве фундамента?

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

Порядок строительства фундаментного основания на винтовых сваях

После производства расчета потребного количества и диаметра винтовых свай и составления проекта – его необходимо перенести на ваш участок местности.

  1. Для этого с участка местности, предназначенного для строительства фундамента снимается слой плодородной земли, после чего в угловых реперных точках устанавливаются колышки или рамочные конструкции из дерева. Между ними натягиваются шнуры или плотные лески. Кроме шнуров, натянутых по внутреннему и наружному периметру будущего фундамента, но и по диагоналям разметки. Это делается для того, чтобы внутренние углы будущего фундамента были идеально прямыми.
  2. Заготовленные заранее винтовые сваи вкручиваются в обозначенные места. Для свай небольшого диаметра достаточно будет привлечь лишь трех человек. Двое из них будут вращать винтовую сваю-опору за вороток (горизонтальный рычаг, вставленный в отверстие в верхней части винтовой сваи), а один находится непосредственно возле сваи и контролирует вертикальное положение вкручиваемой сваи.
  3. После вкручивания всех свай  — их верхние части обрезаются по единому горизонтальному уровню. Для выверки точного уровня лучше всего использовать лазерный строительный уровень.
  4. Внутрь полой металлической трубы, из которой собственно и состоит винтовая свая заливается бетонный раствор высокой марки прочности.
  5. На верхнюю часть обрезанной винтовой сваи-опоры приваривается оголовок – плоская металлическая площадка.
  6. Место соединения металлического корпуса сваи и оголовка зачищается от окалины и тщательно грунтуется.
  7. На горизонтальные площадки оголовок укладываются горизонтальные силовые балки. Для них могут использоваться стальные конструкции или пропитанный асептическим раствором деревянный брус.

Сохранить и поделиться:

Как рассчитать количество винтовых свай?

Правильно выполненные расчеты при проектировании свайно-винтового фундамента – залог надежности всей строительной конструкции. Их осуществление требует знаний и опыта в сфере проектирования и строительства оснований данного типа.

Основные принципы расчета количества винтовых свай

Чтобы грамотно рассчитать количество винтовых свай, следует основываться на следующих принципах:

  1. Для возведения легких заборов не превышайте расстояние между устанавливаемыми сваями в 3-3,5 м.;
  2. Для деревянных заборов, а также заборов из профлиста расстояние не должно превышать трех метров, а при наличии нагрузки ветром – 2,5 метров;
  3. Для деревянных домов расстояние между сваями должно быть не больше 3-х м.;
  4. Для домов из пенобетона, газобетона, пеноблоков и шлакоблоков необходимо устанавливать расстояние для свай не более 2-х метров.
Читайте также:  Как правильно выбрать утеплитель для цоколя частного дома?

Для расчета количества винтовых свай необходимо:

  1. взять план первого этажа;
  2. обозначить винтовые сваи в каждом из углов фундамента, на стыках внутренних несущих перегородок, внешних стен;
  3. расположить по каждой внутренней, внешней стене необходимое число свай с учетом расстояния, не превышающего 2-3 метра в зависимости от материалов, из которых будет возводиться строение;
  4. остальное пространство заполнить винтовыми сваями с учетом расстояния в 2 или 3 метра;
  5. если будет возводиться печь необходимо учитывать, что она требует минимум 2-х свай;
  6. обозначить винтовые сваи под внешние углы балконов, террас, пристроек;
  7. подсчитать общее число винтовых свай.

Основные показатели при расчете количества свай

При расчете количества свай учитываются два базовых показателя:

  1. общая весовая нагрузка объекта строительства на фундамент;
  2. грузонесущая способность грунта на участке строительства и, соответственно, нагрузка на одну сваю.

Весовая нагрузка рассчитывается следующим образом:

  1. Определяются:
    • вес всех используемых при строительстве объекта материалов, при этом во внимание берутся значения, которые будет иметь готовый объект;
    • нагрузка при эксплуатации объекта и снеговая нагрузка – рассчитываются согласно СНиП
  2. Вышеуказанные показатели веса и нагрузки суммируются, полученное значение умножается на 1,1-1,2 – коэффициент запаса.

Грузонесущая способность грунта – показатель, рассчитываемый в индивидуальном порядке на основе данных, полученных при геологическом исследовании участка строительства. Расчеты опираются на нормы СНиП В ряде случаев допустимо не проводить исследование. Такой подход целесообразен при хорошей изученности, стабильности грунта и возможности применения показателя минимальной допустимой нагрузки на одну сваю заданного типоразмера и планируемой глубины залегания винта.

После вычисления общей весовой нагрузки и допустимой грузонесущей способности одной сваи первый показатель делится на второй. В результате получает минимально допустимое количество свай, которое, впрочем, зачастую увеличивается по соображениям повышения надежности конструкции.

Согласно строительным ГОСТам и Сводам Правил, шаг монтажа свай составляет 1,5-3 метра, при этом предусматривается установка свай не только по периметру, но и внутри него. Расположение свай относительно друг друга, а также их количество серьезно зависит от площади строения, а также нахождения зон повышенной нагрузки, которую, например, создает построенная в доме печь. Для таких зон количество свай желательно увеличивать. Расположение свай и их количество отражается на плане – схеме свайного поля.