Расчёт свайного фундамента: особенности и пример

Расчет свайного фундамента выполняется в зависимости от его типа. Важно понимать, что расчет буронабивных свай будет отличаться от вычислений для винтовых. Но во всех случаях требуется выполнить предварительную подготовку, которая включает в себя сбор нагрузок и геологические изыскания.

Изучение характеристик грунта

Несущая способность буронабивной сваи будет во многом зависеть от прочностных характеристик основания.

В первую очередь стоит выяснить прочностные показатели грунтов на участке. Для этого пользуются двумя методами: ручным бурением или отрывкой шурфов. Грунт разрабатывается на глубину на 50 см больше, чем предполагаемая отметка фундамента.

Схема буронабивного фундамента

Перед тем, как рассчитать свайный фундамент рекомендуется ознакомиться с ГОСТ «Грунты. Классификация» приложение А. Там представлены основные определения, исходя из которых, тип грунта можно определить визуально.

Далее потребуется таблица с указанием прочности грунта в зависимости от его типа и консистенции. Все необходимые для расчета характеристики приведены на картинках ниже.

Глинистая почва в области подошвы сваиГлинистая почва по длине сваиПесчаный грунтКрупнообломочные породы

Сбор нагрузок

Перед расчетом буронабивного фундамента также необходимо выполнить сбор нагрузок от всех вышележащих конструкций. Потребуется два отдельных вычисления:

нагрузка на сваю (с учетом ростверка);нагрузка на ростверк.

Это необходимо потому, что отдельно будет выполнен расчет ростверка свайного фундамента и характеристик свай.

При сборе нагрузок необходимо уесть все элементы здания, а также временные нагрузки, к которым относится масса снегового покрова на крыше, а также полезная нагрузка на перекрытие от людей, мебели и оборудования.

Для расчета свайно-ростверкового фундамента составляется таблица, в которую вносится информация о массе конструкций.Чтобы рассчитать эту таблицу, можно пользоваться следующей информацией:

КонструкцияНагрузкаКаркасная стена с утеплителем, толщиной 15 см30-50 кг/кв. м.Деревянная стена толщиной 20 см100 кг/кв. м.Деревянная стена толщиной 30 см150 кг/кв.

м.Кирпичная стена толщиной 38 см684 кг/кв. м.Кирпичная стена толщиной 51 см918 кг/кв. м.Гипсокартонные перегородки 80 мм без утепления27,2 кг/кв.

м.Гипсокартонные перегородки 80 мм с утеплением33,4 кг/кв. м.Междуэтажные перекрытия по деревянным балкам с укладкой утеплителя100-150 кг/кв. м.Междуэтажные перекрытия из железобетона толщиной 22 см500 кг/кв.

м.Пирог кровли с использованием покрытия излистов металлической черепицы и металлических 60 кг/кв. м.

керамочерепицы 120 кг/кв. м. битумной черепицы70 кг/кв.

м.Временные нагрузкиОт мебели, людей и оборудования150 кг/кв.

м. от снегаопределяется по табл. 10.1 СП “Нагрузки и воздействия” в зависимости от климатического района

Собственный вес фундаментов и ростверка определяется в зависимости от геометрических размеров. Сначала требуется вычислить объем конструкции.

Плотность железобетона при этом принимается равной 2500 кг/куб. м. Чтобы получить массу элемента, нужно объем умножить на плотность.

Каждую составляющую нагрузки нужно умножить на специальный коэффициент, который повышает надежность. Его подбирают в зависимости от материала и способа изготовления. Точное значение можно найти в таблице:

Тип нагрузкиКоэффициентПостоянная для: – дерева – металла – изоляции, засыпок, стяжек, железобетона – изготавливаемых на заводе- изготавливаемых на участке строительства1,11,051,11,21,3От мебели, людей и оборудования1,2От снега1,4

Расчет сваи

На этом этапе вычислений необходимо определиться со следующими характеристиками:

шаг свай;длина сваи до края ростверка;сечение.

Чаще всего размеры сечения определяют заранее, а остальные показатели подбирают исходя их имеющихся данных. Таким образом, результатом расчета должны стать расстояние между сваями и их длина.

Читайте также:  Грамотное армирование монолитной ж/б плитыРасположение арматуры

Всю массу здания, полученную на предыдущем этапе, требуется разделить на общую длину ростверка.

При этом учитываются как наружные, так и внутренние стены. Результатом деления станет нагрузка на каждый пог. м фундаментов.

Несущую способность одного элемента фундамента можно найти по формуле:P = (0,7 R S) + (u 0,8 fin li), где:

P — нагрузка, которую без разрушения выдерживает одна свая;R — прочность почвы, которую можно найти по таблицам, представленным ниже после изучения состава грунта;S — площадь сечения сваи в нижней части, для круглой сваи формула выглядит следующим образом: S = 3,14*r2/2 (здесь r — это радиус окружности);u — периметр элемента фундамента, можно найти по формуле периметра окружности для круглого элемента;fin — сопротивление почвы по боковым сторонам элемента фундамента, см. таблицу для глинистых грунтов выше;li — толщина слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи (находят для каждого слоя почвы отдельно);0,7 и 0,8 — это коэффициенты.

Шаг фундаментов рассчитывается по более простой формуле: l = P/Q, где Q—это масса дома на пог.м фундамента, найденная ранее. Чтобы найти расстояние между буронабивными сваями в свету, из найденной величины просто вычитают ширину одного элемента фундамента.

При выполнении расчетов рекомендуется рассмотреть несколько вариантов с разными длинами элементов.

После этого будет легко подобрать наиболее экономичный.Армирование буронабивных свай выполняется в соответствии с нормативными документами. Арматурные каркасы состоят из рабочей арматуры и хомутов. Первая берет на себя изгибающие воздействия, а вторые обеспечивают совместную работу отдельных стержней.Каркасы для буронабивных свай подбираются в зависимости от нагрузки и размеров сечения.Рабочая арматура устанавливается в вертикальном положении, для нее используют стальные стержни D от 10 до 16 мм.При этом выбирают материал класса А400 (с периодическим профилем).

Для изготовления поперечных хомутов потребуется закупить гладкую арматуру класса А240. D = минимум 6-8 мм.Сортамент стальной арматурыКаркасы буронабивных свай устанавливаются так, чтобы металл не доходил за край бетона на 2-3 см. Это нужно для обеспечения защитного слоя, который предотвратить появление коррозии (ржавчины на арматуре).

Размеры ростверка и его армирование

Элемент проектируется так же, как и ленточный фундамент.

Высота ростверка зависит от того, насколько нужно поднять здание, а также от его массы. Самостоятельно можно выполнить расчет элемента, который опирается вровень с землей, или немного заглублен в нее. Основа расчетов висячего варианта слишком сложна для неспециалиста, поэтому такую работу стоит доверить профессионалам.

Пример правильной вязки арматурного каркаса

Размеры ростверка вычисляются так: В = М / (L R), где:

B — это минимальное расстояние для опирания ленты (ширина обвязки);М — масса здания без учета веса свай;L — длина обвязки;R — прочность почвы у поверхности земли.

Арматурные каркасы обвязки подбираются так же, как и для здания на ленточном фундаменте. В ростверке требуется установить рабочее армирование (вдоль ленты), горизонтальное поперечное, вертикальное поперечное.

Общую площадь сечения рабочего армирования подбирают так, чтобы она была не меньше 0,1% от сечения ленты. Чтобы подобрать сечение каждого стержня и их количество (четное), пользуются сортаментом арматуры. Также необходимо учитывать указания СП по наименьшим размерам.

Рабочая арматурадлина стороны ленты< 3мот 10 ммдлина стороны ленты> 3мот 12 ммГоризонтальные хомутыот 6 ммВертикальные хомуты лента высотой< 80 смот 6 ммВертикальные хомуты при высоте ленты > 80 смот 8 мм

Пример расчета

Чтобы лучше понять принцип выполнения вычислений, стоит изучить пример расчета.Здесь рассматривается одноэтажное здание из кирпича с вальмовой крышей из металлочерепицы. В здании предполагается наличие двух перекрытий.

Оба изготавливаются из железобетона толщиной 220 мм. Размеры дома в плане 6 на 9 метров. Толщина стен составляет 380 мм.

Высота этажа — 3,15 м (от пола до потолка — 2,8 м), общая длина внутренних перегородок — 10 м. Внутренних стен нет. На участке найдена тугопластичная супесь, пористость которой — 0,5.

Глубина залегания этой супеси — 3,1 м. Отсюда по таблицам находим: R = 46 тонн/кв. м., fin = 1,2 тонн/кв.

м. (для расчетов среднюю глубину принимаем равной 1 м). Снеговая нагрузка берется по значениям Москвы.

Читайте также:  Надежные способы отвода воды от фундамента дома

Сбор нагрузок делаем в форме таблицы. При этом не забываем про коэффициенты надежности.

Вид нагрузкиРасчетСтены из кирпичапериметр стен = 6+6+9+9 = 30 м;площадь стен = 30 м*3м = 90 м2;масса стен = (90 м2* 684)*1,2 = 73872 кгПерегородки изготовленные из гипсокартона не утепленные высотой 2,8 м10м*2,8*27,2кг*1,2 = 913,92 кгПерекрытие из ж/б плит толщиной 220 мм, 2 шт.2шт*6м*9м*500 кг/м2 *1,3 = 70200 кгКровля6 м*9 м*60 кг*1,2 /соs30ᵒ (уклон крыши) = 4470 кгНагрузка от мебели и людей на 2 перекрытия2*6м*9м*150кг*1,2 = 19440 кгСнег 6м*9м*180кг*1,4/cos30° = 15640 кгИТОГО:184535,92 кг ≈ 184536 кг

Предварительно назначаем ростверк шириной 40 см, высотой 50 см. Длину сваи — 3000 мм, D сечения = 500 мм.

Используем примерный шаг свай 1500 мм.Чтобы рассчитать общее количество опор нужно 30 м (длину ростверка) поделить на 1,5 м (шаг свай) и прибавить 1 шт. При необходимости значение округляется до целого числа в сторону уменьшения. Получаем 21 шт.

Площадь одной сваи = 3,14 0,52/4 = 0,196 кв.м., периметр = 2 3,14 0,5 = 3,14 м.

Найдем массу ростверка: 0,4м 0,5 м 30 м 2500 кг/куб.м.1,3 = 19500 кг.

Найдем массу свай: 21 3 м 0,196 кв. м.

2500 кг/куб. м. 1,3 = 40131 кг.

Найдем массу всего здания: сумма из таблицы + масса свай + масса ростверка = 244167 кг или 244 тонн.

Для расчета потребуется нагрузка на пог.м ростверка = Q = 244 т/30 м = 8,1 т/м.

Расчет свай. Пример

Находим допустимое нагружение на каждый элемент по формуле указанной ранее:P = (0,7 46 тонн/кв. м. 0,196 кв.

м.) + (3,14 м 0,8 1,2 тонн/кв. м. 3 м) = 15,35 т.

Шаг свай принимается равным P/Q = 15,35/8,1= 1,89 м. Округляем до 1,9 м. Если шаг получается слишком большим или маленьким, нужно проверить еще несколько вариантов, меняя при этом длину и диаметр фундаментов.

Дата: 20-11-2014Просмотров: 1942Рейтинг: 43

Необходимость применения свайного фундамента не всегда обусловлена экономическими соображениями или меньшими трудозатратами, например в сравнении с ленточным или плитным. Причиной может стать малая несущая способность грунта, когда даже при небольшой нагрузке на него нельзя использовать мелкозаглубленный ленточный фундамент.

Свайно-ростверковый фундамент.

На таких участках можно, не роя глубоких траншей для заглубленного основания, с помощью, например, винтовых свай выйти на слой грунта с большей несущей способностью. При этом усложняется расчет свайного фундамента.

При расчете ленточного фундаментаучитывают только вертикально действующие нагрузки, для определения которых достаточно общий вес будущего строения разделить на площадь основания, опирающегося на грунт. Результат умножить на 1,4 (запас прочности) и сравнить с несущей способностью грунта, которая обычно указывается в кг/см2.

О винтовых сваях и их особенностях

Свайный фундамент состоит из отдельных элементов — свай.

Рисунок 1. Винтовая свая.Сверху их объединяют ростверком.

Ростверк можно выполнить из деревянных или железобетонных балок либо в виде сплошной железобетонной плиты.Сваи изготавливают на производстве или самостоятельно.Если они изготовлены на месте строительства, то их основание делают плоским. Для расчета нагрузки, передаваемой от нее на грунт, знать только площадь опоры недостаточно. Необходимо учитывать и силы трения, которые возникают между боковой поверхностью стержня и грунтом и создают дополнительное сопротивление нагрузке, действующей на грунт.На рис.

1 представлена винтовая свая. Такой тип в России в гражданском строительстве стали применять сравнительно недавно, хотя их широко применяли военные инженеры при строительстве мостов и переправ.Ствол сваи — это стальная труба (диаметр от 80 до 130 мм, сталь марки ст10), конец которой делают в форме прямого конуса.Перед переходом цилиндра в конус приварена винтовая конструкция (лопасть), за счет которой и происходит вворачивание в грунт. На рис.

1 представлена винтовая свая с уже готовым оголовком.Однако есть элементы без оголовка, с отверстиями в конце ствола. В отверстие заводят рычаг для ее вращения. Такое исполнение позволяет при необходимости удлинить ствол.Преимущества винтовых свай:несложная и безопасная технология установки;применение возможно практически на любых грунтах, кроме скальных, на которых можно строить дом и без специального основания;при вворачивании винтовых свай отсутствует ударная нагрузка, что позволяет применять их в местах плотной застройки;после установки на винтовые элементы можно сразу же монтировать ростверки, то есть переходить к следующему этапу строительства;холмистая местность или неровные участки не являются препятствием для применения этого вида;винтовые сваи можно устанавливать практически в любых погодных условиях, в том числе и зимой в мороз;при необходимости их можно извлечь для повторного вворачивания.Вернуться к оглавлениюСхема монолитно-литого ростверка: 1 – буронабивная свая из монолитного бетона и каркас из арматуры; 2-ростверк из монолитного бетона и каркаса из арматуры;3 – горизонтальная гидроизоляция; 4 – продух.В первую очередь необходимо непосредственно на территории строительства обследовать структуру грунта и определить под слабыми грунтами нижний слой, который может выдержать вес дома.

Длина сваи должна обеспечить заглубление в несущий слой на глубину 0,5-1 м.Такое обследование выполняют путем предварительного бурения. Определяют уровень грунтовых вод и учитывают глубину промерзания грунта в районе строительства. Далее обозначим основные этапы строительства:Разметка и выравнивание периметра.В процессе разметки первыми определяют места установки угловых свай.

При этом место следует определить так, чтобы элемент впоследствии оказался посредине ростверка.Размечают места установки остальных свай. Оптимальное расстояние между ними — 2 м, максимальное — 3 м.Они должны быть под всеми стенами дома, независимо от того, несущая это стена или внутренняя перегородка.Завинчивание начинают с угловых элементов. В отверстия ее верхней части пропускают лом, а для удлинения рычага на лом надевают металлические трубы.

Отклонение от вертикали окончательно ввинченной детали не должно превышать 2 градусов.Угол наклона с помощью магнитного уровня следует контролировать непрерывно в процессе вворачивания.На угловых сваях с помощью шлангового уровня наносят метки, определяющие горизонтальную плоскость и нижнюю кромку ростверка. Элементы пока не обрезают.Вворачивают остальные сваи. Глубину вворачивания делают такой, чтобы от верха трубы до горизонтальной плоскости, обозначенной на угловых деталях (определяют с помощью шлангового уровня), было не более 15-20 см.По обозначенным уровням обрезают не несущую поверхность.Делают водный раствор цемента и песка в соотношении 1:4 и заполняют им сваи.Примечание.

Если элемент имеет оголовок, как показано на рис. 1, то горизонтальная плоскость по угловым сваям устанавливается по самому высокому углу фундамента, а затем с помощью шлангового уровня определяют, насколько необходимо заглубить деталь.Вернуться к оглавлениюОпалубка для сваи.Для такого фундамента необходимо выполнить расчет свайного основания, а затем буровые железобетонные сваи изготовить самостоятельно.Без ручного бензинового или электрического бура не обойтись, потому как неизвестно, какой глубины придется бурить скважину. С помощью этих механизмов можно пробурить скважину до 5 м глубиной и диаметром до 30 см.Бурить скважину необходимо, как минимум, на 20 см ниже глубины промерзания.

Но даже в северных районах европейской части России она не превышает 2 м. Если же ниже этого уровня окажется слой грунта с небольшой несущей способностью или грунтовые воды (верховодка), то придется углубляться, чтобы достичь слоя с большей несущей способностью.С помощью специальных головок в конце скважины можно сделать расширение. Возможно, такое расширение потребуется, чтобы увеличить для свайного фундамента площадь опоры на грунт и тем самым уменьшить на него давление.В качестве опалубки используют рубероид в 2-3 слоя или асбестовую трубу подходящего диаметра.В сыпучих грунтах опалубку необходимо делать обязательно.

Это исключит попадание грунта в бетон, что уменьшит долговечность сваи, ибо ее шероховатая поверхность будет удерживать больше влаги и разрушение бетона от замерзания и размораживание будет происходить интенсивнее. В плотных грунтах, где ее длина будет зависеть только от глубины промерзания, можно обойтись без опалубки,Схема свайно-ростверкового фундамента.Сваю обязательно необходимо армировать. Без армирования они могут хорошо выдерживать сжимающие нагрузки, а вот от действия боковых сил одного бетона может оказаться недостаточно.

Армирование сделает деталь устойчивой против растягивающих сил, которые могут возникнуть в результате замерзания грунта.Для армирования используют металлические стержни диаметром 6-8 мм.По длине можно устанавливать 3-4 стержня, которые связывают между собой проволокой или закрепляют сваркой с шагом 500-600 мм. Армирование можно выполнить отдельными блоками, которые затем вставляют в скважину на всю глубину. Над скважиной арматура должна выступать примерно на 2-3 см ниже уровня ростверка.Бетон в скважину заливаем слоями и так, чтобы предыдущий слой не успел застыть.

Для этого на сваю диаметром 30 см и глубиной 5 м потребуется примерно 0,35 м3раствора.Вернуться к оглавлениюСхема металлического и железобетонного ростверка свайного фундамента.Ростверк не менее важная часть фундамента, чем сваи. Он может быть заглубленным или незаглубленным. В первом варианте его необходимо защищать от сил пучения, возникающих при замерзании грунта.Создавая ростверк из бетона, необходимо иметь в виду, что на изгиб и растяжение бетон работает примерно в 30 раз хуже, чем на сжатие.Поэтому армирование такой конструкции имеет определяющее значение.

Между сваями необходимо обеспечить по возможности минимальный прогиб, поэтому и армировать усиленно необходимо нижнюю часть, которая будет растягиваться. Над ними необходимо усиливать верхнюю часть, так как именно над ней будут действовать максимальные растягивающие силы.Заглубленный ростверк делаем в неглубокой траншее, проложенной между сваями по периметру и под внутренними несущими стенами.Создаем песчаную подушку, хорошо утрамбовываем и укладываем слой щебенки. Все это не должно выступать выше уровня сваи.

Сверх щебня укладываем рубероид.Опалубку делаем прочной с надежными подпорками. Металлический каркас изготавливаем из стержней толщиной 10-12 мм. Усиление в указанных выше местах можно выполнять, прокладывая дополнительно пару стержней.С незаглубленным ростверком проще.

Песок укладываем непосредственно на грунт, на него щебень и рубероид. Опалубка такая же.Для того чтобы под здание не попадал ветер, к ростверку с внешней стороны делаем отмостку.Вернуться к оглавлениюСхема укрепления буронабивной сваи арматурой.Расчет прочности одной буронабивной сваи позволяет определить, какое количество деталей потребуется для фундамента здания с известным весом. При этом учтем, что минимальное расстояние между сваямиравно 2 м, а все опоры должны иметь общий ростверк.Пусть буронабивной элемент имеет диаметр d=30 см, а вес всего сооружения составляет 100 т = 100000 кг.Несущая способность грунта R=4 кг/см2.

По условию, нагрузка на грунт не должна превышать его несущей способности. Следовательно, на одну сваю не должна действовать сила Fсв более, чем:Fсв=(πd2/4)·R =707,7·4=2826 кг.Чтобы выдержать общий вес в 100 т, потребуется:N= 100000/2826=35,4, или 36 штук.Теперь выполним расчет сваи, если увеличить площадь ее опоры. Пусть сделано расширение основания до диаметра d=50 см.

Тогда:Fсв=(πd2/4)·R =1962,5·4=7850 кгСледовательно, потребуется:N= 100000/7860=12,7, или 13 штук.Подводя итог, необходимо отметить, что предварительный расчет свайного основания дома позволит существенно сэкономить средства. Пример выполненного расчета этому подтверждение: вместо 36 можно обойтись 13 шт.Эскиз составляющих элементов свайного фундамента с ростверткомСвайно-ростверковые фундаменты пользуются заслуженной популярностью среди тех частных застройщиков, которые хотят возвести качественное основание в максимально сжатые сроки на ландшафте сложной структуры. Ведь ростверк может быть незаглубленным или малозаглубленным, а это существенная экономия средств на его возведение.Но, существует проблема правильного расчета необходимого количества несущих конструкций, их типа и шага установки, поэтому перед возведением нужно сделать полный сбор информации.Также, сначала проводится проектирование фундамента с учетом характеристик будущего здания, ведь от того, сколько будет установлено свай, зависит конечная стоимость возведения дома, а уже затем проводится расчет свайного фундамента.

Какую информацию нужно предварительно собрать?

Выбор свай для фундамента с учетом влияющих факторов

Получить подробную информацию о состоянии грунтов, высоте залегания водных горизонтов и степени подвижности отдельных пластов.Разработать проект будущего дома с учетом используемых строительных материалов, дополнительно предусмотреть погрешность на мебель и другие материалы.Рассчитать, сколько нужно по массе всех строительных материалов для постройки дома.Уточнить глубину залегания прочных слоев породы и степень их пучения.Подобрать оптимальный тип свай и характеристики ростверка.Посчитать допустимую нагрузку на единицу площади грунта, а также допустимое количество несущих конструкций.

Как правило, проектирование таких фундаментов предусматривает сбор всей информации о будущем здании и строительной площадке. Это сложные инженерные расчеты, делать которые должен профессиональный строитель с опытом работы в такой сфере.

Также, учитывая открытую площадку между домом и грунтом, крен конструкции под воздействием ветра неизбежен, и его обязательно нужно учитывать.

При расчетах таких фундаментов также иногда учитывается, сколько и каких нужно гидроизоляционных материалов для защиты основания. Проектирование и расчет этого фундамента состоит с нескольких ключевых этапов:

выбор оптимального диаметра используемых свай;расчет максимально допустимой длины конструкции;расчет минимального количества материалов, на которых будет расположен ростверк;расчет несущей способности буронабивных свай как альтернативы фабричным;расчет и выбор ростверка.

На этапе проектирования нужно сразу определиться, какой тип конструкции будет использоваться. Ведь от их характеристик зависит максимально возможное количество конструкций, их допустимый диаметр и технология возведения.

Выбор оптимального диаметра конструкции

Способы применения свай для фундамента различного диаметра

Понятно, что каждый тип рассчитан на свою допустимую нагрузку, поэтому в некоторых случаях профессионалы считают диаметр самостоятельно и подгоняют под заводские нормы. Итак, сейчас на рынке строительных материалов можно заказать конструкции с диаметром 57, 76, 89 и 108 мм. Подбираются они по некоторым правилам:

Диаметр 57 мм рассчитан на небольшую нагрузку, поэтому часто используется для возведения фундаментов для заборов, сараев, других хозяйственных построек небольшой массы.Диаметр 76 мм рассчитан на максимальную нагрузку до 3 тонн, поэтому используется для строительства легких хозяйственных построек.Диаметр 89 мм уже отличается большей несущей способностью, выдерживает нагрузку до 5 тонн на единицу, поэтому оптимален для возведения жилых одноэтажных каркасных зданий.

Читайте также:  Какой диаметр арматуры нужен для ленточного фундамента

А вот диаметр 108 мм уже способен нести на себе каркасные жилые здания с несколькими этажами. Только возводить их нужно из относительно легких строительных материалов, ведь допустимая нагрузка на одну сваю составляет до 7 тонн.

Выбираем оптимальную длину

При проектировании свайных фундаментов нужно помнить, что длина несущих элементов должна быть достаточной, чтобы достичь глубины промерзания почвы и упереться в прочные слои грунта. Ведь, если будут допущены ошибки в проектировании, тогда возникает проседание отдельного угла дома с дальнейшим его разрушением. Поэтому, длина конструкции выбирается с учетом некоторых важных факторов

Плотность грунта

Таблица плотности грунта для расчета свайного фундамента

Если грунты сыпучие и не способны выдерживать большие нагрузки, тогда сваи опускаются до глубины промерзания или достижения прочных почв. На строительной площадке нужно проводить подробные геодезические исследования, провести сбор данных о состоянии почвы и уровня грунтовых вод. Делается это методом глубинного керна или вручную с помощью лопаты.

Если под слоем залегают прочные почвы типа глины или песка, тогда нужно использовать сваи длиной до 2,5 метра. Если под слоем плодородной почвы есть породы низкой плотности, тогда с помощью садового бура делается скважина до уровня залегания прочных пород и по глубине скважины рассчитывается длина несущих элементов.

Перепад высот на участке

Пример расчета высоты свайного фундамента с перепадом высоты на участке

Как правило, при возведении таких фундаментов редко когда делают выравнивание участка по единой плоскости из-за больших финансовых расходов.

Тогда делают скважину в самом низком месте будущего фундамента и в самом высоком, затем рассчитывают длину скважины в обоих местах. Понятно, что далеко не всегда уровень прочных пород будет одинаковым на различных отметках, поэтому бурение проводится в нескольких местах.

В результате получается полноценный проект выбора оптимальной длины основания для дома с учетом типа грунта и высоты на участке. Устанавливать сваи одинаковой длины в таких случаях запрещено, в противном случае возникнет крен в сторону меньшего сопротивления почвы.

Расчет необходимого количества несущих конструкций

Определение расположения и количества свай фундамента дома

Выбор оптимального количества свай делается с учетом возможного крена, а также размеров и массы строения. Средние расстояния могут быть следующими:

для домов малой массы (каркасных, деревянных ли бревенчатых) расстояние принимается не более 3 метров;для газобетонных, пенобетонных или аналогичных по массе домов – не более 2 метров;для заборов – 3,5 метра;для больших массивных зданий из кирпича, натурального камня и других строительных материалов проводится дополнительный расчет допустимой нагрузки сооружения на единицу площади грунта.

Итак, чтобы посчитать необходимое количество свай для проектируемого дома, нужно сделать сбор следующей информации:

Сделать или составить план дома, желательно с крышей и несущими перегородками.Установить несущие сваи по углам здания и на перекрестках несущих стен.Посчитать, какая масса здания будет расчетной, затем подобрать тип сваи с учетом материала и диаметра конструкции.Между угловыми сваями и промежуточными запроектировать дополнительные опоры с учетом допустимой длины конструкции и массы здания.Внутреннее пространство заполнить опорами с учетом расстояния между ними в пределах 2−2,5 метра.

Когда будет готов эскизный проект расположения свай, можно уже и посчитать суммарное количество необходимых опор.

Расчет несущей способности буронабивных свай

Таблица с указанием несущей способности буронабивных свай на различных грунтах

Далеко не всегда фабричные сваи оправдывают себя, если учитывать финансовые расходы на транспортную доставку. В таких случаях часто используют буронабивные или инъекционные сваи, ведь их можно сделать прямо на строительной площадке.

Глубина залегания таких свай зависит от глубины расположения прочных слоев почвы, а их количество может быть значительно меньшим, чем для винтовых свай.

Количество и сечение таких конструкций определяется с учетом несущей способности каждой сваи отдельно, а также массы здания в целом. Также учитывается сопротивление самого грунта, как горизонтального, так и вертикального. Для сваи длиной в 3, метра несущую способность можно рассчитать по формуле:

P = 0,7 х RнхF + 0,8 х U х fin х li, где:

P − несущая способность несущих элементов;0,7− коэффициент грунта;Rн− сопротивление грунта под нижним концом конструкции (справочные материалы);F − площадь опирания, м2 ;0,8− коэффициент  условий работыU – периметр в метрах;fin – нормативное сопротивление грунта боковой поверхности несущим элементам, т/м2 (определяется по таблицам);li — высота слоя грунта в зоне соприкосновения с фундаментом в метрах.

Расчет ростверка

Схематическое отображение соединения свай фундамента с роствертком

Конструкция свайно-ростверковых фундаментов подразумевает установку специальной подушки, на которой уже монтируются несущие стены. Этот ростверк равномерно распределяет нагрузку от здания на все опоры одновременно и проектируется отдельно.

Ростверк – это бетонная, железобетонная или сборная лента, жестко соединенная методом армирования со сваями. Она распределяет массу по всем сваям одновременно, поэтому нужно обязательно рассчитать его размеры и габариты.

Тут используются специальные расчеты, найти их можно в специальной литературе, а профессиональные проектировщики делают их обязательно, ведь от этого зависит количество установленных свай.

Для соединения свай и обеспечения дополнительной жесткости ростверк дополнительно армируют стальными прутьями диаметром 12 мм в различных направлениях. Арматуру нужно полностью спрятать в бетон, чтобы не допустить распространения коррозии. Рассчитать, сколько и какой арматуры нужно использовать, можно по готовым формулам или с учетом поясности ростверка.

Источники:

• domzastroika.ru
• moifundament.ru
• fundamentclub.ru