Как правильно рассчитать фундамент на винтовых сваях

Как правильно рассчитать фундамент на винтовых сваях

Перед тем, как начать строительство, стоит, ещё на этапе проектирования провести расчет нагрузки на единицу площади. То есть определить какой вес будет передаваться от дома к фундаменту и далее на грунт. Нужно обязательно учитывать, что задача такого расчёта выяснить необходимое количество винтовых свай для нормального распределения нагрузки на грунт.

Фундамент из винтовых свай

Так как сама свая выдерживает значительно больший вес чем грунт, в который она установлена, то необходимо выполнить все расчёты с достаточной точностью. Чтобы решить такую задачу, используют обычную методику подсчета.

Сначала определяют общий вес всего здания. В это значение включают вес напольного покрытия, материалов стены и кровли, мебель, двери, окна и все предметы интерьера. Чтобы упростить задачу, вес кровли и стен можно взять из технических характеристик, там обычно указывается вес и толщина материалов. Если сведения не удалось найти, можно воспользоваться поиском в Интернете, информацию в сети всегда можно найти. Как рассчитать фундамент для дома? В качестве примера взят коттедж, который выполнен из бруса.

Пример Расчёта:

Для расчёта нам понадобятся учесть массу всех материалов использованных при строительстве, полезную нагрузку (мебель, люди), ветровую нагрузку и снеговую нагрузку.

Посчитать вес использованных материалов, в принципе не сложно — необходимо посчитать примерный объём использованного материала и умножить его на плотность. Например плотность соснового бруса естественной влажности равна 0.7т/м 3 Удельный вес остальных стройматериалов по СНиП II-3-79 можно посмотреть здесь. Снеговая и ветровая нагрузки зависят от региона строительства и формы дома/кровли, но для приблизительного расчёта допустимо использовать коэффициенты. Для снеговой нагрузки — 1,3 х площадь застройки, а дя ветровой нагрузки 1,2 (для дома с полумансардным этажом). Полезная нагрузка дома обычно берётся из расчёта 180кг/м 2 Зная всё это можно приблизительно рассчитать вес дома. Попробуем применить такой способ к деревянному дому 6Х6 из бруса 200х200:

Расчёт веса дома

1. Масса 5 стен общей длинной 30м, высотой 4,5 и толщиной 0.2м = 27м 3 , что при плотности 0.7т/м 3 составит 18,9т.
2. Вес конструкционных материалов (пол, перекрытия, кровля) составит около 70 кг/м 2 х 72м 2 = 5,04т.
3. Полезная нагрузка 150кг х 72м2 = 10,80т.
4. Снеговая нагрузка = 1,3
5. Ветровая нагрузка при высоте стен 4м = 1,2.

Итог: (18,9т + 5,04т + 10,80т) х 1,2 х 1,3 = 54,19т.

При таком расчёте вес небольшого дома превышает 60 тонн. Теперь необходимо рассчитать нужное количество винтовых свай. Сделать это тоже не сложно. Нужно, просто разделить полученный вес на несущую способность грунта и мы получим необходимую площадь подошвы фундамента.

Расчёт необходимого количества винтовых свай.

Чтобы правильно рассчитать фундамент, необходимо знать несущую способность грунта. Если не проводились геологические исследования, то возможно использовать значения из таблицы, но опираться на минимальные.

Теперь узнаем необходимое количество свай. В таблице ниже приведены площади лопастей различных свай.

Теперь возможно рассчитать необходимое количество винтовых свай. Нужно расчётный вес дома разделить на несущую способность грунта и, получившееся значение разделить на площадь лопасти сваи.

• вес дома 54,19т — а
• несущую способность суглинка возьмём 5т/м2 — b
• площадь лопасти винтовой сваи СВС — 108 — с

Получаем — a : b : с

54,19т : 5т/м 2 : 0,70м 2 = 15,4 (16) винтовых свай СВС — 108

То есть для такого дома достаточно будет установить 16 винтовых свай. Чтобы дом был надежным, долговечным и безопасным, стоит покупать винтовые сваи с несущей способностью не ниже рассчитанного значения и в достаточном количестве, что гарантирует долгую и безупречную службу всего строения.

1. Виды фундаментов с ростверком

Ростверком называют верхнюю часть фундамента, которая объединяет оголовки свай и служит опорой для будущего здания. Соединение свай и роствека может осуществляться с помощью сварки (в случае использования железобетонных конструкций) или заливки бетоном.

По способу установки ростверки подразделяется на:

• ленточные – связываются только соседние сваи;
• выполненные в виде плиты – связывается каждый оголовок.

По виду материалов ростверк может быть выполнен:

• из бетона с укладкой арматуры – под несущие стены устанавливаются сваи, на глубину и ширину ростверка роются неглубокие траншеи;
• подвесной бетонный – аналогичен предыдущему варианту, однако его особенностью является то, что лента из бетона не соприкасается с грунтом, устройство компенсационного зазора при этом обеспечивает предотвращение разрыва опор при колебании грунта;
• железобетонные – из широкого металлического швеллера или двутавра, причем под несущие стены устанавливается швеллер 30, остальные опоры связываются швеллером 16-20;
• из дерева – используется реже;
• комбинированным методом – с использованием как металлических несущих элементов, так и бетона.

Указания по расчету свайных фундаментов

Основные указании

Расчет свайных фундаментов и их оснований должен быть выполнен по предельным состояниям:
а) первой группы:
— по прочности материала сван и свайных ростверков;
— по несущей способности грунта основания свай;
— но несущей способности оснований свайных фундаментов, если на них передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций и др.) или если основания ограничены откосами или сложены крутопадающими слоями фунта и т.п.;
б) второй группы
— по осадкам оснований свай и свайных фундаментов от вертикальных на-грузок;
— по перемещениям свай (горизонтальным u_p , углам поворота головы свай ψ_p) совместно с грунтом оснований от действия горизонтальных нагрузок и моментов.
— по образованию или раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций свайных фундаментов.
Расчет свай, свайных фундаментов и их оснований по несущей способности необходимо выполнять на основные и особые сочетания нагрузок, по деформациям — на основные сочетания.
Все расчеты свай, свайных фундаментов и их оснований следует выполнять с использованием расчетных значений характеристик материалов и фунтов.
При наличии результатов полевых исследований несущую способность грунта основания свай следует определять с учетом данных статического зондирования грунтов, испытаний грунтов эталонными сваями или по данным динамических испытаний свай. В случае проведения испытаний свай статической нагрузкой несущую способность грунта основания сваи следует принимать по результатам этих испытаний

Расчет сван по прочности материала

При расчете свай всех видов по прочности материала сваю следует рассматривать как стержень, жестко защемленный в фунте в сечении, расположенном от подошвы ростверка на расстоянии l₁ определяемом по формуле:

где l— длина участка сваи от подошвы высокого ростверка до уровня планировки грунта, м;
a_g — коэффициент деформации. 1/м.

Если для буровых свай и свай — оболочек, заглубленных сквозь толщу нескального грунта и заделанных в скальный грунт, отношение 2/a_g , то следует принимать

(где h — глубина погружения сваи или сваи — оболочки, отсчитываемая от ее нижнего конца до уровня планировки грунта при высоком ростверке, подошва которого расположена над грунтом, и до подошвы ростверка при низком ростверке, подошва которого опирается или заглублена в нескальные грунты, за исключением сильносжимаемых, м).
При расчете по прочности материала буро-инъекционных свай, прорезающих сильносжимаемые грунты с модулем деформации Е = 5 МПа и менее, расчетную длину свай на продольный изгиб l_d , в зависимости от диаметра свай d следует принимать равной:

при Е ≤ 2 МПа l_d = 25d
при Е = 2 — 5 МПа l_d = 15d.

В случае если l_d превышает толщину слоя сильносжимаемого грунта расчетную длину следует принимать равной 2h_g.
Расчеты конструкций свай всех видов следует производить на воздействие нагрузок, передаваемых на них от здания или сооружения, а забивных свай, кроме того, на усилия, возникающие в них от собственного веса при изготовлении, складировании, транспортировании свай, а также при подъеме их на копер за одну точку, удаленную от головы свай на 0,3l (где l -длина сваи).
Усилие в свае (как балке) от воздействия собственного веса следует определять с учетом коэффициента динамичности, равного:
1,5 — при расчете по прочности;
1,25 — при расчете по образованию и раскрытию трещин.
В этих случаях коэффициент надежности по нагрузке к собственному весу сваи принимается равным единице.
Расчетная нагрузка, допускаемая на железобетонную сваю по материалу, определяется по формуле:

где ϒ_b3 — коэффициент условий работы бетона, принимаемый ϒ_b3= 0,85 для свай, изготавливаемых на месте строительства;
ϒ_cb — коэффициент, учитывающий влияние способа производства свайных работ;
R_b — расчетное сопротивление бетона сжатию;
A_b — площадь сечения сваи нетто,
R_gc — расчетное сопротивление арматуры сжатию;
A_g — площадь сечения арматуры.
Пример 1.

Определение несущей способности сваи по материалу
Определить несущую способность буронабивной сваи диаметром d = 0,2 м по материалу. Свая выполняется в глинистом грунте без крепления стенок и отсутствии грунтовых вод. Материал сваи: бетон В20. Свая армирована 4 стержнями d12 A400.
Решение:
Площадь сечения сваи нетто:
A_b = πd 2 /4 = 3,14 * 0,22 2 /4 = 0,0314 м 2 .
Площадь сечения 4d12 A400: A_g = 452 мм 2 = 452 * 10 -6 м 2 .
Расчетное сопротивление бетона сжатию: R_b = 11,5 МПа.
Расчетное сопротивление арматуры А400 сжатию:
R_gc = 355 МПа.
Коэффициент условии работы бетона: ϒ_b3 = 0,85.
Коэффициент, учитывающий влияние способа производства свайных работ: ϒ_cb = 1,0.
Расчетная нагрузка, допускаемая на .железобетонную сваю но материалу:

N = 0,85* 1,0 * 11,5 * 0,0314 + 355 * 452 * 10 -6 = 0,467 МПа = 467 кН.

Расчет свай по несущей способности грунта

Одиночную сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности грунтов основания следует рассчитывать исходя из условия:

где N — расчетная нагрузка, передаваемая на сваю (продольное усилие, возникающее в ней от расчетных нагрузок, действующих на фундамент при наиболее невыгодном их сочетании);
F_d — расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи, называемая в дальнейшем несущей способностью сваи.
γ_k — коэффициент надежности по грунту.

При расчете свай всех видов как на вдавливающие, так и на выдергивающие нагрузки продольное усилие, возникающее в свае от расчетной нагрузки N, следует определять с учетом собственного веса сваи, принимаемого с коэффициентом надежности ио нагрузке, увеличивающим расчетное усилие.
Если расчет свайных фундаментов производится с учетом ветровых и крановых нагрузок, то воспринимаемую крайними сваями расчетную нагрузку допускается повышать на 20 % (кроме фундаментов опор линий электропередачи).
Если сваи фундамента опоры моста в направлении действия внешних нагрузок образуют один или несколько рядов, то при учете (совместном или раздельном) нагрузок от торможения, давления ветра, льда и навала судов, воспринимаемых наиболее нагруженной сваей, расчетную нагрузку допускается повышать на 10 % при четырех сваях в ряду и на 20 % при восьми сваях и более При промежуточном числе свай процент повышения расчетной нагрузки определяется интерполяцией.
Расчетную нагрузку на сваю N, кН. следует определять, рассматривая фундамент как рамную конструкцию, воспринимающую вертикальные и горизонтальные нагрузки и изгибающие моменты.
Для фундаментов с вертикальными сваями расчетную нагрузку на сваю допускается определять по формуле:

где N_d — расчетная сжимающая сила, кН;
M_{x ,} M_y расчетные изгибающие моменты, кНм, относительно главных центральных осей x и y плана свай в плоскости подошвы ростверка;

n — число свай в фундаменте.
x_i, y_i — 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. 1. Схема для определении нагрузки на сваю

Горизонтальную нагрузку, действующую на фундамент с вертикальными сваями одинакового поперечного сечения, допускается принимать равномерно распределенной между всеми сваями.
Сваи и свайные фундаменты следует рассчитывать по прочности материала и производить проверку устойчивости фундаментов при действии сил морозного пучения, если основание сложено пучинистыми грунтами.

Пример 2.

Определение нагрузок на сваи во внецентренно-нагруженном фундаменте

Необходимо определить нагрузки, приходящиеся на сваи (см. рис.2). Количество свай в фундаменте n = 6. Нагрузки, действующие на фундамент:

Сколько нужно винтовых свай на дом 3х6

Перед началом любого строительства необходимо рассчитать все расходы. Затем нужно прибавить к полученной сумме 20-30%. Это и будет приблизительная стоимость затрат. Так как любое строительство начинается с фундамента, то с них и нужно приступать. Если для будущего дома вы выбрали свайно-винтовую основу, то потребуется расчёт количества материала. Популярность таких основ набирает обороты с каждым годом, ведь они гораздо дешевле ленточных собратьев. Далее, ответим на вопрос, сколько свай надо под фундамент.

Принцип расчёта

Для того чтобы точно узнать количества материалов, которые потребуются при строительстве основы нужно уточнить следующие параметры:

• Вес будущей постройки, т.е. какая нагрузка будет на сваи. Для расчета нужно узнать количество расходуемого материала. Общий вес рассчитывается из отдельных элементов (стены, полы, перекрытия, крыша, внутренняя отделка). Затем полученные параметры складываются;
• Полезной и снеговой нагрузок. Параметры можно уточнить в СНиП 2/01/07-85;
• Характеристик грунта участка под ИЖС;
• Грузонесущих характеристик. Параметры указаны в СНиП 2/02/03-85.

Размеры свай и их предназначение

Встречаются разные размеры винтовых свай, соответственно каждая из них предназначена для определенных типов постройки.

• 57 мм Ø– используются при возведении запоров из легких материалов (штакетника или сетки-рабицы).
• 76 мм Ø – нужны для строительства бытовок и хозяйственных построек. Кроме того, они применяются для заборов из дерева.
• 89 мм Ø– пригодятся для возведения дачных домиков, веранд, беседок небольшого веса. Также применяется для строительства заборов из кирпича. Каждая свая рассчитана на вес не более трех тонн.
• 108 мм Ø– одно- или двухэтажные дома из сип панелей, бруса, брёвен либо лёгких камней (к примеру, шлакоблок). Сваи рассчитаны на вес не больше пяти тонн.
• 300 мм Ø – большинство остальных малоэтажных построек. Несущая способность до семи тонн.

Как определить длину сваи?

При подготовке к фундаментным работам важно грамотно рассчитать все размеры. Если неправильно определить размер свай, готовая конструкция может просесть под тяжестью собственного веса. Их длина зависит от плотности и перепадов высот ландшафта, где будет строиться дом.
Для геоизыскательных работ потребуется пригласить специалиста, так как нужно специальное оборудование. Для предварительного расчета стоимости можно выкопать небольшую яму глубиной 50-70 сантиметров (т. е. снять верхний плодородный слой). Если под ним будет глиняно-песчаная земля, то длина в 2,5 метра будет идеальной. При условии, что под плодородным слоем оказалась торфяная почва или грунтовые воды, то минимальная длина сваи будет 3 метра.
Для самостоятельного определения перепада высоты понадобятся четыре колышка, которые имеют сантиметровую разметку, строительный уровень и лазерная указка. Принцип действия очень простой. На тот колышек, который визуально выше всех, закрепить строительный уровень. Затем установить указку. Важно следить, чтобы оба инструмента располагались строго параллельно горизонту. После этого останется лишь спроектировать луч на все колышки и записать все показания. Более точную информацию представит геолог после проведения изысканий.
Когда известны оба параметра, то можно определить длину. К примеру, если на участке глиняно-песчаная почва, а перепад высот равен одному метру, то в высшей точке потребуются сваи длиною 2,5 м., соответственно в низине 3,5 м.

Сколько потребуется свай?

Далее, можно приступать к финальному этапу. К примеру, для того чтобы посчитать сколько потребуется свай на дом 6*6 нужно точно знать из какого материала будет постройка. Принцип очень простой:

• Деревянные постройки из сип-панелей, бруса или брёвен требуют установки свай на расстоянии не более трех метров;
• Дома из лёгких камней (пеноблоков, газобетона, шлакоблоков, пенобетона) – 2м.;
• Легкие заборы – от 2,9 до 3,3 м.;
• Хозяйственные постройки – 2,5м.

Пример

Далее, приведем расчёты, чтобы узнать сколько надо винтовых свай на дом 6х6. Допустим, вы возводите постройку из сип-панелей. Расстояние между сваями 3 метра. Общее количество 9 штук (8 по периметру, одна в центре). Второй вариант – дом из легких камней. Тогда потребуется установка свай на расстоянии 2 метра. Общее количество 16 штук (12 по периметру 4 в центре).

Особые условия

Каждая свая устанавливается на приличном расстоянии от другой. Соответственно повышается вероятность, что дом может дать усадку. Для того чтобы избежать подобных неприятностей нужно рассчитать дополнительные условия.
Если дом возводится в месте, продуваемом всеми ветрами, то к расчету нагрузки нужно прибавить от 20 до 35%. Лучше брать больший показатель, так как многие характеристики могут проявиться позднее.
Под несущими стенами также рекомендуется установка дополнительных свай, так как в этом месте нагрузка будет большой. Соответственно в местах, где нет больших нагрузок на землю, расстояния могут быть большими.
Стоить принимать во внимание тот факт, что при общей экономии средств на возведение винтового основания дома не стоит экономить на количестве и качестве винтовых опор, так как от них зависит надежность и долговечность не только фундамента, но и всего сооружения.

Расчет количества свай

Особенности расчета количества свай

Популярность свайно-винтового фундамента для частного домостроительства набирает обороты. Этот вид фундамента является весьма экономичным, в 2-2,5 раза дешевле, чем ленточный. Кроме того, свайный фундамент можно устанавливать в любое время года, он долговечен и прост в установке (монтаж занимает не более 1 дня), для его сооружения не требуется специальная техника и знания. Винтовые фундаменты могут быть возведены на торфяных и переувлажненных грунтах, склонах, участках со сложным рельефом. Еще одним неоспоримым преимуществом является то, что сваи можно использовать повторно, что актуально для временных сооружений.

Свайно- винтовой фундамент дома

Свайно – винтовой фундамент становится очень популярным фундаментом для дома. Он дешевле ленточного в 2,5 раза, устанавливать его можно круглый год, а монтаж не занимает больше одного дня. Для того чтобы свайно-винтовой фундамент был качественным, необходимо правильно сделать его расчет.
Как рассчитать количество винтовых свай – это главный вопрос частного домостроения, ответ на который требует учесть несколько аспектов:

• тип подстилающих грунтов;
• количество винтовых опор;
• уровень заглубления сваи;
• место установки каждой опоры.

Кроме того, следует учитывать, что у сваи, как и у любого строительного материала, есть параметры, которые необходимо принимать во внимание, если нужно рассчитать их количество:

• диаметр;
• длина;
• несущая способность.

Винтовые сваи для различных типов домов.

Первый параметр важен при строительстве винтового основания под тяжелые сооружения. Остальные параметры важны для того, чтобы правильно распределить нагрузку на почву. Длина сваи должна быть достаточной, чтобы она опиралась на твердые подстилающие породы и не проваливалась. Несущая способность отвечает за тот же параметр, а именно устойчивость всего фундамента к нагрузкам.

Чтобы определить, сколько надо опор для основания под частный дом, необходимо определиться с типом подстилающего грунта. Если он стабильный, с ровной поверхностью, то расчет будет весьма прост и не займет много времени. Если же на участке имеются различные типы грунта или сложный рельеф, то при расчете возможны некоторые проблемы.
Следует принимать во внимание, что при возведении свайного фундамента под частный дом можно использовать несколько видов свай, что позволит создать крепкую основу будущего дома. Немаловажным фактором для этого будет являться и материал, из которого изготовлены сваи.

Расчет количества свай

Как же определить, сколько нужно опор для качественного основания? Расчет их количества, необходимого для того чтобы возвести качественный фундамент, состоит из трех этапов.
На первом этапе нужно определить общую нагрузку. Она включает в себя несколько факторов:

• Вес будущего сооружения, включая внутренние стены, межэтажные перекрытия, мебель и предметы интерьера, крышу и фасадную отделку.
• Расчетная полезная нагрузка, которая создается при эксплуатации дома людьми. Она рассчитывается исходя из п. 3.11 СНиП 2.01.07-85* «НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ». Согласно СНиП, полезная нагрузка на частный дом составляет 150 кг/м2, а для офисных сооружений – 200 кг/м2.
• Снеговая нагрузка на дом, которая составляет давление массы снега на крышу и фундамент при сезонном скоплении. Расчет снеговой нагрузки описан в п. 5.2 СНиП 2.01.07-85* «НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ». К примеру, для третьего снегового района России расчетное давление снега составляет 180 кг на каждый м2 поверхности крыши;.

Общая нагрузка от перечисленных факторов суммируется и перемножается на коэффициент 1,1-1,2, чтобы получить значение нагрузки для расчета количества опор под частный дом.
Вторым этапом расчета является определение несущей способности грунтов, расположенных на участке строительства. Эта характеристика определяет предельную нагрузку на каждую сваю фундамента. Она зависит не только от самого грунта, но и от особенностей климата. При преобладании холодных температур глубина промерзания почвы намного больше, чем в регионах с теплым климатом.
Несущую способность грунта можно определить двумя способами:

• На основе геологических изысканий. Правила проведения геологических исследований и расчет грузонесущей способности грунта приведены в п. 4.10 СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».
• При невозможности провести геологические изыскания в расчетах нужно использовать минимальную расчетную нагрузку на каждую сваю. Она определена для большинства типов грунтов и зависит также от типоразмера используемых опор.

Особенности расчета количества винтовых свай

Учитывая тот факт, что винтовые сваи располагаются на расстоянии 2-3 м друг от друга, существует вероятность того, что дом может со временем неравномерно осесть. Для того чтобы избежать подобных проблем, при проектировании свайного фундамента нужно учитывать возможные дополнительные нагрузки на фундамент со стороны здания.
Если в местности строительства преобладают сильные ветры одного направления, то к нагрузке нужно прибавлять минимум 20%. Как показывает практика, в большинстве случаев прибавляется не 20%, а 30-35%, чтобы перекрыть все возможные неточности при расчете нагрузок на фундамент. Многие нагрузки не проявляют себя после окончания строительства, потому лучше перестраховаться.
При расчете нагрузок от здания на свайно-винтовой фундамент необходимо учитывать и внутренние несущие стены. Оптимальным вариантом будет более частое размещение опор на таких участках. Если же стена не несущая, то сваи можно расположить на большем расстоянии друг от друга.
При наличии на участке строительства слабых подстилающих грунтов лучше всего использовать деревянные перекрытия, которые имеют меньший вес. Стены и крыша дома в таких условиях тоже должны быть максимально легкими.
Стоить принимать во внимание тот факт, что при общей экономии средств на возведение винтового основания дома не стоит экономить на количестве и качестве винтовых опор, так как от них зависит надежность и долговечность не только фундамента, но и всего сооружения.

Расчет необходимого количества бетона

Поскольку большинство создаваемых бетонных конструкций имеют сложную геометрическую форму, расчет их объема можно облегчить, применяя разбивку всей конструкции на более простые детали. Такой способ обеспечивает быстроту проведения расчета. При наличии армирующих элементов, которые обычно составляют 5 — 10% общего объема заливки, эту погрешность можно не учитывать и отнести к монтажным потерям.

Как рассчитать объем бетона на сваи

Столбчатый фундамент представляет собой сваи, погруженные в почву, или заливки армированного бетона в заранее пробуренные скважины. Такой вид фундамента применяется для возведения легких строений на вспучивающихся грунтах или при глубоком залегании несущего слоя и является популярной конструкцией, благодаря простоте изготовления и достаточно большой экономии строительных материалов. При круглом сечении фундаментов столбиков расчет проводится, исходя из площади поперечного сечения по формуле:

S = 3.14 х R 2 где

R – радиус столбика;

Результат необходимо умножить на высоту (Н) и количество столбиков.

Так, при диаметре столика 0,2 м имеем поперечное сечение 3,14 х (0,1 м) 2 = 0,0314 м 2 , при его высоте 2 м требуемый объем бетона для одного изделия составляет 0,0628 м 3 . По этой методике можно рассчитать объем бетона для свай любого размера.

Для свай квадратного сечения расчет проводится аналогично.

Как рассчитать объем бетона для ленточного фундамента

Ленточный фундамент получил широкую популярность при дачном и малоэтажном строительстве, поскольку обладает хорошими прочностными характеристиками и отличается простотой укладки. Объем любого ленточного фундамента можно рассчитать, зная ширину и высоту его ленты. Поскольку лента фундамента имеет прямоугольное сечение, то для определения его площади достаточно перемножить эти показатели. Для определения полного объема фундамента площадь сечения умножается на длину фундаментной ленты.

Следует отметить, что высота фундаментной ленты состоит из глубины закладки и размера надземной части, при этом высота ленточного фундамента должна быть как минимум в 2 раза больше его ширины. Под суммарной длиной ленты фундамента подразумевается не только внешний периметр, но и длина всех межкомнатных перегородок. Поскольку межкомнатные перегородки не всегда являются несущими конструкциями, то обычно под них устраивается более легкий фундамент, имеющий другие геометрические размеры, что необходимо учесть в проведении расчетов.

Подробная и наглядная статья про бетонирование пола в гараже.

Щебень — один из наиболее популярных наполнителей для тяжёлых бетонов. Вам нужен щебень? Посмотрите в нашем каталоге.

Итак, полный объем фундамента складывается из суммы объемов его частей с различной геометрией, каждая из которых определяется по формуле:

S — площадь поперечного сечения фундаментной ленты (в метрах),

L – общая длина ленты фундамента (в метрах).

Например, при однородном сечении ленты фундамента по всей длине объем необходимого бетона при длине ленты 28 м и ее сечении 0,16 м 2 составит:

V = 28 х 0,16 = 4,48 м 3

Если сечение фундаментной ленты различно: 0,2 м 2 на длине 8 м; 0,16 м 2 на длине 12 м и 0,25 м 2 на длине 8 м, то расход бетона составит

V = 12 х 0,16 + 8 х 0,2 + 8 х 0,25 = 5,52 м 3 .

Как рассчитать объем бетона для плитного фундамента

Плитный фундамент представляет собой железобетонный монолит, располагающийся под всей площадью строения. Этот вид фундамента используется:

•на сложных (плавающих грунтах);

•при отсутствии в проектируемом помещении подвала;

•при использовании плиты в качестве основания для пола здания.

Фундамент такого типа оказывает очень небольшое (до 0,1 кг/см 2 ) давление на грунт и обладает высокой жесткостью, которая позволяет ему выдерживать разнонаправленные нагрузки без разрушения и образования трещин. Обычно при формировании плитного фундамента используют ребра жесткости, объем которых необходимо учитывать при расчете количества требуемого бетона.

Объем плитного фундамента для объекта простой конфигурации определяется по формуле:

S – площадь плиты;

H – толщина плиты.

Так, при длине плиты 10 м, ширине 5 м и высоте 0,15 м объем необходимого бетона будет составлять

V = 10 х 5 х 0,15=7,5 м 3 .

При наличии ребер жесткости отдельно вычисляется их объем.

V1 =0,12;V3=0,15; V2=0,12; V4= 0,15 м 3 .

Складывая полученные результаты с объемом основной плиты, получаем полный объем необходимого бетона:

V =7,5+0,15+0,15+0,12+0,12=8,04 м 3 .

Как рассчитать объем бетона для заливки пола

Стяжка пола формируется для выравнивания покрытия при дальнейшем декорировании. В зависимости от состава бетона и решаемых задач толщина стяжки может составлять 40 – 100 мм, поскольку более тонкая стяжка подвержена преждевременному разрушению и растрескиванию. Заливку стяжки следует осуществлять за один раз, образуя монолит, при этом недостаток материала может пагубно повлиять на качество конструкции, поэтому к расчету объема необходимых материалов нужно подойти очень ответственно. В случае, если стяжка укладывается на горизонтальную поверхность, объем необходимого материала рассчитать очень просто. Он производится по формуле:

S – площадь поверхности стяжки;

H – толщина стяжки.

Так, при площади помещения S = 20 м 2 и толщине стяжки H = 0,07 м необходимый объем смеси будет составлять

V = 20 х 0,07 = 1,4 м 3 .

Сложнее дело обстоит, если базовая поверхность не горизонтальна, и стяжка имеет неодинаковую толщину на всей площади. В этом случае приходится оперировать средними величинами толщины стяжки, что приводит к неточности.

Определение несущей способности фундамента

Чтобы сделать расчет фундамента на прочность, собирают нагрузки от наземной части постройки и прибавляют вес свайных элементов вместе с ростверком и монолитной плитой.

Масса дома складывается из веса элементов:

• вертикальных ограждений (стен, перегородок);
• междуэтажных и подвальных перекрытий;
• системы стропил, ферм и кровельного покрытия;
• наружной отделки со слоями изоляции;
• оборудования, коммуникаций, техники, людей;
• снега и ветрового давления;
• фундамента.

Все составляющие тщательно высчитывают, затем складывают, применяют коэффициент прочности и получают общую нагрузку на основание. Если предполагают пристройки со временем, давление от них также учитывают при нахождении несущей способности.

Если полученное значение меньше расчетного, вариант принимается и строительство ведется по плану. В ином случае используют метод уширения подошвы сваи или увеличения количества стержневых элементов. Расширение опорной части лучше предусматривать для винтовых свай, когда можно значительно увеличить диаметр лопастей.

Для жб элементов используют метод сверления буром-расширителем или делают камуфлетные сваи. Максимально повышает несущие свойства способ инъектирования грунта, когда в пространство между свайными стержнями подается раствор из песка и цемента на 1,5 – 2,0 метра ниже опоры столба.

2. Грунтовые условия на участке: инженерно-геологические изыскания, пробное завинчивание или экспресс-геология?

Важнейший этап, который обязательно должен предшествовать проектированию фундамента из винтовых свай – изучение грунтовых условий участка предполагаемого строительства.

Традиционно для исследования грунтов на площадке применяется комплекс инженерно-геологических изысканий (ИГИ). Однако этот комплекс процедур не лишен недостатков, главный из которых – значительная стоимость. Для удешевления необходимо уменьшить количество скважин и объем лабораторных работ, что неизбежно приведет к опасности недостаточного изучения площадки строительства. В результате данный метод, даже несмотря на относительно высокую точность результатов, почти не применяется в малоэтажном строительстве.

Куда большей популярностью сегодня пользуется пробное завинчивание, которое привлекает многих своей невысокой ценой. Однако нужно понимать, что полученные таким образом данные практически невозможно интерпретировать, они субъективны, а потому не вызывают доверия.

Причина кроется в том, что пробное завинчивание не является методом исследования грунта. Применяющие данный метод руководствуются единственным принципом: «Если свая тяжело крутится на предполагаемой глубине установки, то ее несущая способность является достаточной». При этом не учитывается ни зависимость результатов от времени года, в которое производится завинчивание, ни возможное наличие в основании линз более прочных грунтов, которое может вызвать «ложный отказ». Кроме того, данная процедура не дает никакой информации о типе и свойствах грунта под сваей.

Учитывая эти факты, компания «ГлавФундамент» провела многочисленные исследования в области изучения грунтов, на основании результатов которых разработала наиболее эффективные и скоростные методики, объединенные под общим названием «Экспресс-геология» и внедренные впоследствии в качестве обязательных процедур:

• геолого-литологические исследования (ГЛИ);
• геотехнические исследования (ГТИ);
• измерение коррозионной агрессивности грунтов (КАГ).

К примеру, методика динамического зондирования, разработанная на основании ГОСТ 19912-2012 «Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием» и применяемая в рамках проведения геотехнических исследований, позволяет определить физико-механические характеристики грунта, необходимые для проектирования свайно-винтового фундамента, а также обеспечивает оценку несущей способности свай на всех характерных участках площадки, на всех интересующих глубинах, уступая по точности оценок только статическим испытаниям натурных свай.

По результатам измерений коррозионной агрессивности грунта подбираются толщины ствола и лопасти, марка стали винтовой сваи, обеспечивающие соответствие срока службы строения требованиям ГОСТ 27751-2014 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения».

Для уточнения правильности подбора параметров рекомендуется после выполнения расчета срока службы проверить остаточную толщину стенки ствола на соответствие проектным нагрузкам.

Расчет ростверка

Важный показатель для строительства — количество свай в ростверке. Этот показатель напрямую влияет на способность конструкции правильно передавать нагрузку на основание и обеспечивать прочность фундамента.

Ростверк — это балка, соединяющая верхние части свай и равномерно распределяющая между ними нагрузку.

Крепление ростверка к разным видам свай

Количество свай в ростверке находят по формуле:

• dp — заглубление ростверка;
• N0I — максимальное значение суммы нагрузок от веса здания;
• Yk — коэффициент надежности;
• F — максимальная нагрузка на одну сваю;
• A — площадь ростверка;
• Ymt — усредненный вес ростверков и грунта на его обрезах.

Полученное в результате вычислений число округляется всегда в большую сторону до целого значения.

Сваи распределяют согласно правилам:

• В шахматном порядке, в два ряда или в одну линию с равными промежутками;
• Расстояние между соседними сваями не менее трех их диаметров;
• Минимальное расстояние от края ростверка до ближайшей сваи равно одному ее диаметру;
• При возникновении только вертикальных нагрузок сваи заглубляют в ростверк всего на 5–10 см, в иных случаях соединение делают более надежным и дополнительно рассчитывают.

При расчетах ростверков инженеры работают, основываясь на СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции».

Расчет условного фундамента в ПК ЛИРА 10

Задание условного фундамента от свайного куста отличается лишь тем, что в «Группе свай» выбирается пункт «Условный фундамент». Также необходимо задать дополнительно Аcf — площадь условного фундамента и способ расстановки свай — рядовой или шахматный.

Геологические условия, а также физико-механические характеристики грунтов основания задаются в Редакторе грунта.

Полная осадка свайного поля фундамента определяется по формуле:

Где: — осадка условного фундамента,

— дополнительная осадка за счет продавливания свай на уровне подошвы условного фундамента,

—дополнительная осадка за счет сжатия ствола сваи.

Дополнительная осадка за счет сжатия ствола сваи — вычисляется по формуле:

Нахождение осадки условного фундамента, а также расчет взаимовлияния групп свай (в том числе и свайных кустов) возможно производить по аналогии с плитными фундаментами по 3-м различным методам:

• Метод 1 — модель основания Пастернака,
• Метод 2 — модель основания Винклера-Фусса,
• Метод 3 — модифицированная модель Пастернака.

В случае, если едется в модуле Грунт, необходимо, как для расчёта пластинчатых элементов, назначить сваям начальную нагрузку, которую потом можно будет уточнить с помощью функции преобразования результатов в исходные данные (рис. 7). Это делается в команде «Упругое основание».

Рис. 7. Назначение сваям начальной нагрузки

После расчёта в модуле Грунт, вызвав функцию «Анализ модели», можно отследить осадки, жесткости, и прочие параметры свай и грунта (рис. 8).

Рис.8. Визуализация рассчёта

Таким образом, мы рассмотрели новую функцию, появившуюся в ПК ЛИРА 10.6, которая позволяет рассчитывать здания на свайных фундаментах.