Расчет несущей способности сваи по грунту

Разновидности свай для индивидуального строительства

Свайные конструкции могут применяться в любом типе грунта, кроме скальной породы

Сваи, используемые в индивидуальном строительстве в качестве основания дома, который возводится в ослабленном грунте, – это длинные заострённые или с пятой конструкции. Они могут изготавливаться из металла, бетона, древесины. Сечение сваи может быть круглым или квадратным. Конструкция может заглубляться в готовом виде или собираться непосредственно в почве.

Свайные конструкции могут применяться в любом типе грунта, кроме скальной породы. В индивидуальном строительстве свайный фундамент используется в следующих случаях:

• Для возведения домов на территории с высоким УГВ.
• Если верхний слой почвы на участке – это торфяник или плывун со слабой несущей способностью. Тогда сваи заглубляют до нижних более плотных слоёв породы.
• Если глубина промерзания почвы более 2 метров.
• При строительстве на склонах с резким крутым рельефом.
• Если конструкции дома имеют значительный вес (более 350 т), то целесообразно выполнить фундамент на сваях.

Сваи с заострённым концом забиваются в подвижный грунт при помощи специального молота, пока не достигнут плотной породы. Винтовой фундамент делается на сваях, один конец которых имеет специальный винт. Для монтажа этой конструкции используется специальный ключ. Если сваю нужно изготовить прямо в грунте, то в породе бурится скважина, которая потом армируется и бетонируется.

Необходимая длина сваи высчитывается проектировщиками в зависимости от нагрузок и особенностей местности

Сваи могут отличаться по материалу, из которого они выполнены, форме, способу изготовления и погружения в грунт.

По способу заглубления выделяют следующие виды свайных изделий:

1. Забивные конструкции погружаются в землю без выемки грунта. С этой целью используется специальная техника (вибровдавливающие и погружающие устройства).
2. Набивные железобетонные и бетонные изделия монтируются путём заливки бетона в заранее пробуренную скважину.
3. Железобетонные буровые сваи устанавливаются в пробуренные скважины.
4. Винтовой фундамент делается из свайной конструкции с винтом на конце. Она закручивается в породу при помощи строительной техники. Очень часто для облегчения монтажа используется специальный ключ.

Свайный фундамент различается и по характеру работы:

1. Свайные изделия в роли стоек передают давление от дома на прочный несущий грунт, находящийся под слоем рыхлой ослабленной породы. Эти конструкции имеют гладкую поверхность, которая плохо сцепляется с породой. Поскольку 80 % нагрузки передаётся на основание таких свай, они имеют широкую пяту в нижней части для восприятия нагрузки. Сюда относятся изделия ТИСЭ с уширением в нижней части и конструкции, бетонирующиеся в обсадной трубе или скважине (однако в этом случае конструкция теряет 20 % прочности). Эти изделия практически не подвержены осадке.
2. Свайные конструкции висячего типа передают часть нагрузки на окружающий их грунт за счёт силы трения. Эти изделия имеют неровную поверхность, которая помогает им цепляться за грунт по всей их длине. К таким конструкциям можно отнести буронабивные сваи, когда бетон просто заливается в пробуренную скважину. В этом случае 60-70 процентов несущей способности обеспечивается за счёт неровных боковых поверхностей. Такие конструкции используются при высоком расположении грунтовых вод, при необходимости сократить объёмы земляных работ, при наличии под слоем рыхлой породы более плотного грунта, который не настолько сильный, чтобы удержать сваи-стойки.

В зависимости от материала сваи бывают:

• Бетонные или железобетонные. Цена таких конструкций невысока, к тому же они долговечные и могут изготавливаться прямо на месте при наличии специальной техники. Для изделия используется бетон М 200 и выше.
• Стальные элементы выполняются из труб и прокатных стальных профилей. Однако такие конструкции нуждаются в антикоррозийном покрытии, специальной технике для монтажа свай длиннее 3 м. Цена таких конструкций значительная из-за большого расхода материала.
• Деревянные конструкции делаются из бревна диаметром 220-340 мм, их длина доходит до 8,5 м. Обычно используются ошкуренные брёвна из древесины хвойных пород. Такие конструкции практически не используются в наших широтах из-за сильной подверженности гниению. Однако современные препараты против гниения способны значительно улучшить ситуацию.

Сравнение параметров опор

Винтовые сваи имеют недостаточную несущую способность, чтобы выдерживать большие нагрузки тяжелых сооружений, поэтому их в большинстве случаев применяют для строительства легковесных и малоэтажных сооружений. При этом металлические опоры отличаются экономичностью и относительной простой монтажа.

Детальное сравнение свайных и забивных опор отражено в таблице:

Параметры	Винтовые опоры	Забивные стержни
Сфера применения	частное домостроение, возведение малоэтажных жилых сооружений, сельскохозяйственных построек, гаражей, складов, заборов и других легковесных конструкций, укрепление существующих фундаментов и склонов	гражданское и промышленное строительство, возведение транспортных сооружений, а также инженерно-гидротехнических конструкций
Типы грунта	различные грунты, кроме скальных пород, а также сложные участки, склонные к оползням и просадкам
Сложность рельефа	ландшафт с любыми перепадами высот
Максимальный срок службы	70–100 лет	100–150 лет
Несущая способность одного изделия	до 7 тонн	до 10 тонн
Подверженность коррозийным процессам	сильно подвержены	не подвержены
Способ гидроизоляции	холодное или горячее оцинкование, полиуретановое покрытие, нанесение алкидной краски или грунтовки	добавление гидрофобных составов в бетон
Способ заглубления	методом вкручивания	с применением ударной силы
Воздействие способа монтажа на грунтовое основание	лопасти разбивают почвенные массы, земле требуется время на усадку	железобетонная опора продавливает грунт, уплотняя его под собой
Скорость монтажа	высокая, от одного дня
Оборудование для монтажа	электрические машинки для завинчивания, приспособления для ручного монтажа (пруты)	сваебойные агрегаты
Возможность строительства своими руками	монтаж предполагает совместную работу как минимум трех строителей	невозможно

Усредненная цена услуги «Строительство фундамента под ключ»:

Тип конструкции	Деревянный дом	Здание из пеноблоков	Кирпичное сооружение
Винтовые сваи	120 тыс. руб.	460 тыс. руб.	не рекомендуется
Забивные сваи	200 тыс. руб.	475 тыс. руб.	525 тыс. руб.

Много полезной информации о свайно-забивном фундаменте представлено в данном разделе сайта.

Порядок расчета допустимых нагрузок на сваи

На запас прочности опорного столба влияет его длина и диаметр. Пример зависимости этих показателей можно увидеть в таблице 1.

Таблица 1. Несущая способность винтовых свай.

Большое значение для расчетов имеет тип грунта на участке застройки, глубина залегания плотного несущего слоя, уровень промерзания почвы. При проектировании фундамента нужно подбирать такое количество стержней, чтобы проектная нагрузка на основание была меньше табличной, то есть обязательно должен быть запас прочности.

Основные составляющие расчетов нагрузки на сваи:

• диаметры ствола и лопастей;
• длина свайной конструкции;
• характеристики грунта.

Самый простой способ расчета выполняется при помощи формулы H = F / уk, где:

• H — вес, который выдерживает свайная конструкция;
• F — «чистая» нагрузка;
• уk — поправочный коэффициент.

Коэффициент надежности зависит от количества столбов в свайном поле, нагрузки на почву. Для определения поправочного коэффициента используют следующие данные:

• Коэффициент 1,2. Его используют в том случае, если были проведены точные геологические исследования с зондированием почвы, сбором образцов, лабораторными исследованиями грунта. Этот способ редко используют при строительстве частных домов из-за высокой стоимости геологической экспертизы.
• Значение 1,25. Такой коэффициент используется если было проведено пробное бурение. Сваю-эталон вкручивают в нескольких точках на участке застройки. Таким способом определяют глубину залегания несущего пласта, его толщину. Для выполнения пробного бурения нужны практические навыки, а также определенные познания в области геологии.
• Значение 1,75. Этот показатель применяется при самостоятельном исследовании грунта и использовании справочных данных. Он подходит для свайных фундаментов при количестве опорных столбов до 22 штук.

Для частного строительства лучше применять 2 способ, поскольку провести полноценную геологическую экспертизу своими силами невозможно.

Чтобы рассчитать неоптимизированную несущую нагрузку нужно выполнить вычисления по следующей формуле F = S x Rо, где Ro это прочность основания, а S — площадь лопасти. Ее вычисляют по специальной формуле или используют исходные данные, которые предоставляют изготовители винтовых свай.

Таблица 2. Размеры и вес свайных конструкций.

Диаметр столба, мм

Диаметр лопасти, мм

Толщина стали (ствол), мм

Толщина стали (лопасть), мм

При определении длины опорных конструкций нужно учитывать тип грунта и особенности климата данной местности. Поскольку сваи вкручивают ниже точки промерзания необходимо знать на какую глубину промерзает почва. Средние показатели для Москвы и Московской области:

• глинистые почвы и суглинки — 135 см;
• песчаные — от 164 до 176 см;
• каменистые — 200 м.

Для определения прочности основания (Ro) применяют табличные данные.

Таблица 3. Тип почвы и ее несущая способность.

Rо на глубине 150 см и более, кг/см2

Галька с включениями глины

Гравелистый с включениями глины

Песчаные почвы (крупная фракция)

Песчаные почвы (средняя фракция)

Песчаный (мелкая фракция)

Глинистые почвы и супеси

Вязкие глинистые почвы

Просадочный грунт или насыпное основание (с уплотнением)

Насыпной грунт (без уплотнения)

Данные из таблиц подставляют в формулу и находят ориентировочную нагрузку на основание. Полученное число умножают на коэффициент надежности и определяют проектную нагрузку на один опорный столб.

Более точное значение можно получить, используя множество коэффициентов: от глубины залегания лопастей и силы бокового трения до характера работы опоры, величины выдергивающих или сжимающих сил. Чтобы упростить работу используют данные из таблиц.

Таблица 4. Несущая способность одной свайной опоры (Ф ствола 108 мм, Ф лопасти 300 мм).

Несущая способность сваи в кг при глубине залегания лопасти, см

песчаные (крупная и средняя фракция)

песчаные (мелкая фракция)

Запас прочности свайных опор диаметром 108 мм позволяет использовать их в качестве основания для строительства каркасных, бревенчатых, брусовых домов в один этаж. Для двухэтажных построек, а также сооружений из кирпича и блока используют сваи большего диаметра.

Расстояние между винтовыми сваями под фундаменты со сложным контуром

При монтаже винтовых фундаментов со сложным контуром ( с большим количеством углов под эркеры ) под каждый угол следует устанавливать винтовую сваю.

Винтовой фундамент для дома с эркером

Такой способ монтажа сохраняет целостность конструкции и равномерно распределяет нагрузку по всей площади фундамента. Независимо от размеров крыльца под выступающие части обязательно устанавливаются сваи. Это не даст не желательных просадок в дальнейшей эксплуатации строения.

Особенно необходимо устанавливать сваи под каждый угол при монтаже швеллера на них. Расстояние между промежуточными сваями не должно превышать трех метров.

Получить консультацию и заказать фундамент можно позвонив нам по телефону 981-84-08

Шаг винтовых свай

Как видно из вышеперечисленного шаг между винтовыми сваями выбирается исходя из необходимых требований к каждой конструкции

Но важно учесть, что три метра между сваями это крайнее расстояние. При устройстве заборов на основе винтовых свай шаг между сваями берется произвольный, при условии

что сваи не испытывают больших нагрузок в процессе эксплуатации. К примеру сетка «рабица» и тому подобные легкие материалы.

Расстояние между винтовыми сваями

Какое расстояние между винтовыми сваями оставлять? Выбрать необходимый шаг не сложно, особенно для легких дачных построек таких как каркасные дома, пользующихся все большей популярностью в последнее время

важно учитывать, необходимо что бы все части конструкции постройки опирались на свои точки распределения веса. Не должно когда часть элементов конструкции строения «повисает» в воздухе и не опирается на предназначенную точку на винтовой свае

Следовательно другие сваи будут испытывать усиленную критическую нагрузку, что в свою очередь возможно может привести к негативным последствиям. Устраивать постройку на свайном фундаменте нужно так, что бы вес располагался равномерно, если особенности конструкции или дефекты такие, что не позволяют контактно перенести полезную нагрузку на сваю, то необходимо предусмотреть промежуточный связующий элемент между элементами строения и фундамента, такими материалами могут быть дерево или металл. Каждая свая принимает на себя расчетную нагрузку от всей постройки, причем учитывается и снеговая нагрузка в зимний период. При обвязки свайного поля швеллером или другим тяжелым материалом (бетонная лента, плита) необходимо учитывать и эту нагрузку на винтовые сваи. Как описывалось выше расстояние между винтовыми сваями не должно превышать трех метров, особенно для каркасных домов. где расстояние более 3 м. способствует провисанию бруса или доски.

Расстояние между винтовыми сваями для каркасного дома

Расстояние между винтовыми сваями для каркасных домов может различаться исходя из особенностей архитектурных решений при проектировании. Обязательно устанавливаются сваи в местах замковых соединений первого венца постройки, под углами эркеров, в местах где должны ложиться лаги. необходимо помнить, что чем больше свай в «поле» фундамента, тем большую нагрузку фундамент способен держать и наоборот. Так же особенности грунтов и рельефа могут влиять на количество и расстояние при размещении свай. Участки с сильным уклоном, болотистые, сильно заводненные в низинах требуют при устройстве винтовых фундаментов использовать большее количество свай, особенно это справедливо для болотистых с большим слоем торфа и подвижных грунтов, с использованием силового каркаса в виде обвязки швеллером и других связующих стальных материалов.

Минимальное расстояние между сваями Описание выбора расстояния между винтовыми сваями. Установка винтовых свай под сложные фундаменты. В этой статье описывается выбор расстояния меду винтовыми сваями учитывая нагрузку строения на фундамент.

Как рассчитать количество свай для фундамента

Правильный расчет количества используемых свай нуждается в предварительной геодезической разведке. Прежде всего, необходимо рассчитать уровень промерзания грунта в зимний период, учитывая, что данный показатель отличается в разных регионах. Для прочной установки сваи ее нижний конец должен находиться ниже этого уровня.

А также необходимо выяснить степень плотности слоев грунта. Чем выше плотность, тем меньшую глубину сваи следует закладывать на этапе проектирования. К примеру, для полускальных и крупноблочных пород она будет минимальной (но не меньше 0,5 метра), а для песчаных и глинистых грунтов придется углубляться по максимуму.

1. Вычисление потенциальной предельной нагрузки на сваи

Перед началом расчета количества свай для фундамента следует выяснить несущую способность отдельной сваи. Общий вид формулы выглядит следующим образом:

В этом случае W является искомой фактической несущей силой, Q – расчетное значение несущей силы, рассчитанное для отдельной сваи по материалу, размерам и характеристикам грунта; k – дополнительный «коэффициент надежности», расширяющий эксплуатационный запас фундамента.

2. Вычисление расчетной нагрузки на сваи

Далее нам необходимо найти параметр Q, без которого расчет свайного фундамента невозможен. Расчетная нагрузка определяется по формуле:

Где S равно площади поперечного сечения лопастей сваи, а Ro – это показатель грунтового сопротивления на глубине размещения лопастей. Сопротивление грунта можно брать из готовой таблицы:

Что касается «коэффициента надежности» условного фундамента, его величина может варьироваться в пределах 1,2-1,7. Логично, что чем меньше коэффициент, тем ниже себестоимость фундамента на этапе проектирования, поскольку для достижения заданного значения несущей силы не потребуется использования большого количества свай. Чтобы уменьшить коэффициент следует провести качественный и достоверный анализ грунта на стройплощадке, привлекая специалистов.

3. Расчет нагрузки от конструкции здания

На завершающем этапе проектирования свайного фундамента проводится расчет количества свай. Для этого потребуется просуммировать все элементы конструкции здания: от капитальных стен и перекрытий, до стропильной системы и кровли. Провести точное вычисление всех компонентов довольно сложно, поэтому рекомендуем воспользоваться одним из специализированных калькуляторов. И также в калькулятор расчета вносятся эксплуатационные нагрузки, включающие предметы интерьера, мебель, бытовую технику и даже проживающих в доме людей.

4. Подсчет требуемого количества свай

Перед тем как рассчитать количество задействованных свай нам нужно получить на предыдущих этапах две величины: совокупную массу здания (M) и несущую способность сваи (W) умноженную на «коэффициент надежности». Значение несущей способности можно взять из Таблицы 1. Итак, если масса равна 58 тонн, а скорректированная несущая способность сваи СВС-108 равна 3,9 тонн, то:

Как показал пример расчета, для дома весом в 58 тонн потребуется 15 свай марки СВС-180. Следует отметить, что это значение приблизительно и не учитывает правила точного распределения свай согласно СНиП:

• Первые должны быть установлены в точках пересечения несущих конструкций;
• Остальные монтируются равномерно между обозначенными углами;
• Минимальное расстояние между отдельными сваями 3 метра;

5. Глубина установки свай и расстояние между ними

Базовое значение глубины установки сваи рассчитывается исходя из глубины промерзания грунта в конкретно регионе, плюс 25 сантиметров. И также перед тем как рассчитать свайный фундамент, необходимо выяснить:

• Уровень прочности сваи по материалу и конструкции;
• Несущую способность грунта;
• Провести расчет осадки свайного фундамента, со временем возникающей под нагрузкой здания;
• Дополнительные параметры (температурный режим в течение года, объем осадков, нагрузки от ветра и др.).

Уровень грунтовых вод и глубина промерзания почвы свая

При неправильной установке свая может быть выдавлена пучением грунта

Присутствие грунтовых вод вызывает сезонное пучение грунта. Происходит это явление в зимний период. Вода в составе грунта под воздействием низких температур кристаллизуется в ледяную структуру. Лёд занимает объём на 9% больше, чем вода.

Замерзший грунт, увеличиваясь в объёме, начинает своё движение вверх так, как двигаться вниз не даёт нижележащий слой почвы. Поэтому винтовые опоры должны быть такой длины, которая позволяет винту опоры, закрепится в слое почвы ниже залегания грунтовых вод.

Во время наступления весны промерзший грунт оттаивает и двигается вниз. Гладкая боковая поверхность свай обеспечивает стойкость к движению промерзающих слоёв почвы во время сезонных колебаний температуры.

Рекомендуем посмотреть видео о том, как оценить результаты пробного бурения.

Применение фундаментного основания на винтовых сваях позволяет избежать сезонного поднятия дома вверх и повреждения его конструкций. Суммируя вышеперечисленные показатели, определяют длину опоры.

Вес, масса и размеры винтовых свай

Сваи винтовые имеют вес и размеры, разработанные и утвержденные строго в соответствие с ГОСТами. А нормативные документы, в свою очередь, основаны на многочисленных практических испытаниях и экспертизах. В ходе такого многоступенчатого процесса удалось подобрать оптимальные размеры с учетом несущих характеристик.

Размеры винтовых свай

В приведенной ниже таблице указано соответствие диаметров и длины сваи к рабочей массе конструктивного элемента.

Длина сваи, м	Диаметр сваи, мм
57	76	89	108	133	159
1650	11 кг.	12 кг.	14 кг.	22 кг.	27 кг.	38 кг.
1800	11 кг.	13 кг.	15 кг.	23 кг.	29 кг.	41 кг.
2000	12 кг.	14 кг.	17 кг.	25 кг.	31 кг.	45 кг.
2500	14 кг.	17 кг.	20 кг.	30 кг.	38 кг.	55 кг.
3000	16 кг.	19 кг.	23 кг.	35 кг.	44 кг.	64 кг.
3500	18 кг.	22 кг.	26 кг.	40 кг.	51 кг.	74 кг.
4000	20 кг.	25 кг.	29 кг.	45 кг.	57 кг.	83 кг.
4500	22 кг.	27 кг.	32 кг.	50 кг.	63 кг.	93 кг.
5000	24 кг.	30 кг.	36 кг.	55 кг.	70 кг.	102 кг.
5500	26 кг.	33 кг.	39 кг.	60 кг.	76 кг.	112 кг.
6000	28 кг.	36 кг.	42 кг.	65 кг.	84 кг.	121 кг.
6500	30 кг.	39 кг.	45 кг.	70 кг.	90 кг.	131 кг.
7000	32 кг.	42 кг.	48 кг.	75 кг.	97 кг.	140 кг.
7500	34 кг.	45 кг.	51 кг.	80 кг.	103 кг.	150 кг.
8000	36 кг.	48 кг.	54 кг.	85 кг.	110 кг.	159 кг.
8500	38 кг.	51 кг.	57 кг.	90 кг.	116 кг.	169 кг.
9000	40 кг.	53 кг.	60 кг.	95 кг.	124 кг.	178 кг.

Диаметр винтовых свай служит ключевым параметром при использовании в строительстве. Длина может быть изменена с помощью простой нарезки первоначального прута, а вот диаметр закладывается в проекте и с учетом этого изготавливается на производстве. Архитектор, при выборе свайно-винтового типа основания для будущего строения, обязан точно рассчитать не только параметры фундамента, но и оптимальные габариты и характеристики свай.

Вес, размер, масса и другие характеристики винтовых свай

Рассмотрим винтовые сваи, размеры и характеристики которых играют важную роль при формировании несущей способности фундамента. Установлены средние несущие способности для каждого типа сваи: например, диаметр 76 мм обеспечивает надежную опору для нагрузки в 3 тонны; диаметр 108 мм увеличивает несущую способность до 5-7 тонн. Особенность конструкции заключается в том, что вес самой сваи не оказывает влияния на несущие характеристики будущего основания.

Самая распространенная длина сваи составляет 2,5 метра. Такая величина обеспечивает надежность конструкции и качество основания для любого типа здания. В целом, на современном строительном рынке присутствуют сваи с длиной от 0,5 метра до 11,5. Хотя большинство из них редко применяются в производстве.

Как уже упоминалось, вес винтовой сваи 108 мм способен обеспечить достаточную опору для нагрузки до 7 тонн. Отсюда следует вывод – конструкция сваи служит лучшим примером рационального использование материалов. При минимальных вложениях и точном следовании проекту удается создавать строения высокой прочности и безопасности.

Как возвести СФ своими руками?

Перед началом строительства необходимо провести подготовительные работы:

1. Организовать доставку винтовых свай и стройматериала на участок.
2. Убрать остатки старого фундамента (если есть).
3. Расчистить территорию от строительного мусора, валунов и других предметов, мешающим монтажу.
4. Организовать подачу воды для замешивания раствора и электроэнергии для работы оборудования.
5. Подготовить приспособления для вкручивания стержней в грунт.

Этапы строительства:

1. В установленных местах вкручивают винтовые сваи в грунт, пока наконечник не упрется в твердый пласт. При этом соблюдают вертикальность оси трубы (допустимое отклонение – не больше двух градусов).
2. Обрезают верхнюю часть металлических труб, выравнивая плоскость по горизонтали.
3. Заливают раствором внутреннюю полость столба, чтобы исключить вероятность окисления металла.
4. Когда бетон наберет прочность, наваривают оголовки на концы труб.
5. Шлифуют сварные швы и покрывают слоем гидроизоляционного материала.

Особенности изготовления ростверка

Типы обвязки для винтовых свай различают по материалу изготовления:

• металлические;
• деревянные;
• бетонные.

Ростверк используют для сооружений, стены из которого изготовлены из дерева. Обязательные этапы монтажа:

1. Пропитка брусьев гидрофобным составом, антисептиком и антипиреном.
2. Устройство гидроизоляционной прокладки между оголовками и деревянными элементами.
3. Прикручивают балки к оголовкам через заранее подготовленные технологические отверстия.
4. По углам конструкции устанавливают укрепляющие уголки.

Особенности монтажа металлического ростверка под каркасное сооружение:

• для обвязки используют двутавровые балки или швеллера;
• помимо сваривания каркаса, углы необходимо стянуть болтами;
• металлическую конструкцию обмазывают гидрофобным составом, уделяя особое внимания сварным швам.

Виды фундамента на сваях

В зависимости от технологии погружения опор свайные фундаменты бывают:

• На висячих сваях;

• На подпорных сваях.

В первом случае столбы как бы висят в земле без опоры на несущий слой за счет банальных сил трения. Во втором они наоборот опираются на твердые пласты грунта. Висячий фундамент требует большого количества свай и более основательных расчетов на базе серьезных геодезических исследований участка. Для строительства частных коттеджей в два-три этажа такую технологию не используют.

В малоэтажном домостроении более востребован подпорный вариант. Сваи здесь не забиваются сплошным полем, их требуется гораздо меньше. Для обычного дома за городом вполне хватает четырех опор по углам и нескольких под несущими стенами. Такой свайный фундамент своими руками выполнить гораздо проще.

Сваи для устройства подобного основания можно взять:

1. Винтовые (вкручиваемые) стальные.

2. Забивные железобетонные.

3. Буронабивные из асбестоцементной трубы и железобетона внутри.

Виды свай для разных типов фундамента

Частные застройщики для строительства свайного жб фундамента обычно выбирают винтовую либо инъекционную (буронабивную) технологию. При этом у “винтов” из стали есть серьезное ограничение – глубина заложения при самостоятельном монтаже. При неглубоком залегании плотных слоев (до 2-х метров) их самостоятельно еще можно закрутить в землю, а вот для более длинных опор уже нужна будет специализированная техника.

С буронабивными аналогами ситуация принципиально иная. Они делаются из труб, для погружения которых в землю необходимо вырыть соответствующего размера яму. Даже если она потребуется под пару метров глубиной, в плотном не осыпающемся грунте выкопать такой котлован своими руками для будущего основания будет несложно.

Как рассчитать количество свай для фундамента

Правильный расчет количества используемых свай нуждается в предварительной геодезической разведке. Прежде всего, необходимо рассчитать уровень промерзания грунта в зимний период, учитывая, что данный показатель отличается в разных регионах. Для прочной установки сваи ее нижний конец должен находиться ниже этого уровня.

А также необходимо выяснить степень плотности слоев грунта. Чем выше плотность, тем меньшую глубину сваи следует закладывать на этапе проектирования. К примеру, для полускальных и крупноблочных пород она будет минимальной (но не меньше 0,5 метра), а для песчаных и глинистых грунтов придется углубляться по максимуму.

1. Вычисление потенциальной предельной нагрузки на сваи

Перед началом расчета количества свай для фундамента следует выяснить несущую способность отдельной сваи. Общий вид формулы выглядит следующим образом:

В этом случае W является искомой фактической несущей силой, Q – расчетное значение несущей силы, рассчитанное для отдельной сваи по материалу, размерам и характеристикам грунта; k – дополнительный «коэффициент надежности», расширяющий эксплуатационный запас фундамента.

2. Вычисление расчетной нагрузки на сваи

Далее нам необходимо найти параметр Q, без которого расчет свайного фундамента невозможен. Расчетная нагрузка определяется по формуле:

Где S равно площади поперечного сечения лопастей сваи, а Ro – это показатель грунтового сопротивления на глубине размещения лопастей. Сопротивление грунта можно брать из готовой таблицы:

Таблица 2

Что касается «коэффициента надежности» условного фундамента, его величина может варьироваться в пределах 1,2-1,7. Логично, что чем меньше коэффициент, тем ниже себестоимость фундамента на этапе проектирования, поскольку для достижения заданного значения несущей силы не потребуется использования большого количества свай. Чтобы уменьшить коэффициент следует провести качественный и достоверный анализ грунта на стройплощадке, привлекая специалистов.

3. Расчет нагрузки от конструкции здания

На завершающем этапе проектирования свайного фундамента проводится расчет количества свай. Для этого потребуется просуммировать все элементы конструкции здания: от капитальных стен и перекрытий, до стропильной системы и кровли. Провести точное вычисление всех компонентов довольно сложно, поэтому рекомендуем воспользоваться одним из специализированных калькуляторов. И также в калькулятор расчета вносятся эксплуатационные нагрузки, включающие предметы интерьера, мебель, бытовую технику и даже проживающих в доме людей.

4. Подсчет требуемого количества свай

Перед тем как рассчитать количество задействованных свай нам нужно получить на предыдущих этапах две величины: совокупную массу здания (M) и несущую способность сваи (W) умноженную на «коэффициент надежности». Значение несущей способности можно взять из Таблицы 1. Итак, если масса равна 58 тонн, а скорректированная несущая способность сваи СВС-108 равна 3,9 тонн, то:

Как показал пример расчета, для дома весом в 58 тонн потребуется 15 свай марки СВС-180. Следует отметить, что это значение приблизительно и не учитывает правила точного распределения свай согласно СНиП:

• Первые должны быть установлены в точках пересечения несущих конструкций;
• Остальные монтируются равномерно между обозначенными углами;
• Минимальное расстояние между отдельными сваями 3 метра;

5. Глубина установки свай и расстояние между ними

Базовое значение глубины установки сваи рассчитывается исходя из глубины промерзания грунта в конкретно регионе, плюс 25 сантиметров. И также перед тем как рассчитать свайный фундамент, необходимо выяснить:

• Уровень прочности сваи по материалу и конструкции;
• Несущую способность грунта;
• Провести расчет осадки свайного фундамента, со временем возникающей под нагрузкой здания;
• Дополнительные параметры (температурный режим в течение года, объем осадков, нагрузки от ветра и др.).

Устройство винтового фундамента

Правильное размещение свай необходимо, чтобы сохранить целостность каркасного дома и избежать просадки. Особенно это касается сложных проектов: проекты двухэтажных домов, здание со стенами неправильной формы и т. д. Главное правило: нагрузка должна распределяться равномерно.

Расположение опор дома бывает четырех типов:

• Одиночное. Сваи располагаются на равном отдалении одна от одной по углам строения, под несущими стенами, и под вертикальными стойками каркасника;
• Ленточное. Этот тип свайно-винтового фундамента способен выдерживать более высокие нагрузки. Опоры располагаются, как при одиночном типе фундамента, только укорачивается шаг между ними;
• Кустовое. Подразумевается хаотичное размещение опор под основание дома. Они монтируются кустами, больше всего свай располагается в зонах с самой высокой нагрузкой (например, под комнатой с тяжелым оборудованием). При таких условиях шаг между опорами не играет роли, главное чтобы они было по всему периметру плиты;
• Сплошное (по-другому, свайное поле). Такой тип фундамента актуален для местности с неустойчивым земляным покровом и для тяжелых каркасных зданий. Сваи располагаются сеткой по всему периметру строения. Максимальный шаг — 1 м.

• Одиночные.
• Свайный куст.
• Свайное поле.
• Свайная лента.

Свайные кусты используются при высоких нагрузках не единицу, что бывает при строительстве многоэтажных зданий, крупных ангаров и т.п. Свайное поле применяют для тяжелых построек с равномерным распределением нагрузки по всей площади основания.

Установка опор производится либо продольно-поперечными рядами, либо в шахматном порядке. Ленты необходимы при создании сооружений, имеющих протяженную структуру при малой ширине (набережные, подпорные стенки, ограждения и т.п.).

Необходимо учитывать, что расчетная конфигурация свайного поля не всегда полностью соответствует требованиям СНиП. Нередко возникают ситуации, когда количество опор не соответствует величине нагрузки из-за особенностей размещения.

В таких случаях необходимо увеличить количество свай или несколько скорректировать конфигурацию свайного поля с учетом специфики нагрузок.

По тому, какое распределение выбрано, подразделяют несколько видов размещения:

1. Одиночное – опоры ставят по углам фундамента. А также по отдельным стенам и по центру.
2. Ленточное – сваи идут по линии одной стены по периметру фундамента и под перегородками.
3. Сплошное – свайное поле с рядным расположением или в шахматном порядке. Существующие варианты размещения свай под домом
4. Кустовое – группа из нескольких опор устанавливается в местах предполагаемой максимальной нагрузки.