Как рассчитать нагрузки, приходящиеся на винтовые сваи?

  • Дата: 15-03-2015
  • Просмотров: 1795
  • Комментариев:
  • Рейтинг: 37

При строительстве жилого дома можно использовать основания различных типов, но при сложных, болотистых грунтах лучше всего подходят винтовые сваи из металла. Такой фундамент на сегодня является одним из самых прочных и надежных, но чтобы основание было долговечным и полностью выполняло свои функции, необходимо произвести расчет нагрузок.

Дом на винтовых сваях

Фундамент на винтовых сваях очень прочный и надежный, срок службы его составляет до 100 лет, а также такой фундамент не требует гидроизоляции.

Он включает в себя учет следующих параметров: общий вес от конструкции дома, снеговые нагрузки согласно климатическим условиям региона.

Во время таких расчетов определяется, сколько свай необходимо для фундамента, какой должна быть несущая способность каждой.

Такие расчеты включают в себя общий вес от конструкции строения, материал для кровельного покрытия, фасадной отделки и прочего. На основании полученных параметров определяется количество опор, их шаг, расположение на проекте согласно шага и типоразмера.

Преимущества винтовых оснований для построек

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

Схема заложения винтовой сваи

Схема заложения винтовой сваи.

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

Особенности процесса проектирования

Чтобы определить, как правильно провести расчет по нагрузкам для свайного фундамента, необходимо учитывать такие параметры:

Схема видов фундамента на винтовых сваях

Схема видов фундамента на винтовых сваях.

  • общий вес здания, который будет оказывать влияние на фундамент и на грунт;
  • фактический вес, включающий в себя вес стен, перекрытий, потолков, крыши, кровельного покрытия, фасадной и внутренней отделки;
  • расчет полезной нагрузки, которая создается при эксплуатации дома. Согласно данным СНиП для жилого дома она равна 150 кг/м². Сюда относится вес мебели, бытового оборудования, людей, которые проживают в доме;
  • снеговая нагрузка рассчитывается исходя из справочных данных по вашему региону;
  • коэффициент запаса, который обычно принимается равным 1,1;
  • грузонесущая способность грунта на том месте, где происходит установка;
  • глубина для залегания одной опоры (принимается за 1700 мм, это оптимальное значение для грунта из плотной глины).

При глубине залегания в 1700 мм учитывают и такие данные:

  • винтовая свая 76*200*2500 мм — расчетная минимальная нагрузка составляет 1000 кг;
  • 89*250*2500 мм — расчетная минимальная нагрузка 2000 кг;
  • 108*300*2500 мм — расчетная минимальная нагрузка 2500 кг.
Вернуться к оглавлению

Пример расчета свайного фундамента для двухэтажного дома 6*8 м

Следует рассмотреть пример расчета свайного винтового фундамента при строительстве двухэтажного дома 6*8 м, для которого будет сооружаться пологая крыша и одна внутренняя несущая стена. Такой дом ставится на тугопластичной глинистой почве с несущей способностью в 4,5 кг/см².

Чтобы выполнить расчет, следует учесть такие данные:

Схема устройства фундамента на винтовых сваях

Схема устройства фундамента на винтовых сваях.

  • площадь кровли — 50 м²;
  • площадь чердака — 50 м²;
  • площадь для перекрытий 1 и 2 этажей — 100 м²;
  • площадь всех внешних стен — 160 м²;
  • площадь несущей внутренней стены — 50 м²;
  • периметр фундамента — 34 м.

Получаем на основании этих параметров следующие данные по нагрузкам:

  • при использовании асбоцементных плит для кровли общий вес ее составляет 2,5 т;
  • чердачного перекрытия — 3,5 т;
  • перекрытий для этажей — 10 т;
  • внешних стен — 16 т;
  • внутренних стен — 5 т;
  • ростверка + сваи — 3 т;
  • полезная нагрузка (мебель, оборудование, примерное количество проживающих) — 26 т;
  • вес снега — 5 т (узнаем из справочника для своего региона);
  • общий вес для всего строения — 71 т.

При получении данных нужно пользоваться специальными справочными данными и нормами, которые зависят от материала, применяемого в строительстве дома. Теперь следует узнать, сколько составляет расчетная нагрузка, для чего общий вес умножается на 30%, получается 92,3 т. Шаг винтовых свай под внутренней несущей стеной должен быть на 30% больше, чем для внешних стен. Согласно всем полученным данным, одна винтовая свая будет иметь несущую способность в 4,65 т, а их общее количество составляет 20 шт.

Вернуться к оглавлению

Пример расчета свайного поля для дома с мансардой 6*6 м

Виды винтовых свай для различного грунта

Виды винтовых свай для различного грунта.

Стоит рассмотреть и пример расчета свайного фундамента для одноэтажного дома с мансардой, построенного из деревянного бруса 150*150 мм при общих размерах 6*6 м.

  1. Общая нагрузка включает в себя вес материала в 16,2 м³, в каждом кубе по 800 кг древесины, общее количество составляет 12960 кг. Полезная будет равна 6*6*150=5400 кг.
  2. Снеговая — 6*6*180=6480 кг.
  3. Всего: 24840*1,1=27324 кг. Это итоговый вес всей конструкции, который и оказывает нагрузку на грунт и основание.

Теперь полученный показатель надо разделить на 2000 кг (из расчета по 2000 кг для одной сваи 89*250*2500 мм). То есть минимальное их количество составляет:

27324/2000=14 шт.

Одна винтовая свая будет установлена с шагом в 2 м по отношению к другой. Глубина заворачивания составляет 1800 мм. Самая высокая точка цоколя для строения над уровнем грунта — 600 мм. Этими данными пренебрегать не стоит, так как основание должно отличаться надежностью, экономия в данном случае не уместна.

Вернуться к оглавлению

Пример расчета свайного поля для дома из бруса 9*11 м

Необходимо рассмотреть еще один пример расчета для двухэтажного дома из обычного бруса 200*200 с размерами 9*11 м, особенности его свайного фундаментного поля.

  1. Вес бруса составляет 96,7 м³, каждый куб равен 800 кг, то есть общий вес древесины составляет 77830 кг с учетом кровли и общей стропильной конструкции.
  2. Полезная нагрузка для первого этажа для первого этажа: 9*11*150=14850 кг. Для второго этажа она будет равна 14850*2=29700 кг.
  3. Снеговая составляет: 9*11*180=17820 кг (учитываем значение для своего региона).
  4. Итоговое значение: 124900*1,1=137400 кг. То есть общий вес получается равным 137400 кг.

Теперь полученный показатель надо разделить на 2500 кг, чтобы получить общее количество опор (на 1 ВСК 108*300*2800). Получаем:

137400/2500=55 шт.

То есть расчет показывает, что нам необходимо 55 винтовых опор для устройства столбчатого фундамента. При глубине закладки в 1800 мм и высоте цоколя для дома в 935 мм в максимальной точке необходимо использовать 55 винтовых опор, которые располагаются с шагом в 1125-1200 мм в зависимости от точки расположения на проекте. Если будет устроена веранда, то необходимо дополнительно использовать еще 8 свай с размерами 89*250*2800 мм для установки фундамента под пристройкой.

Свайный фундамент считается одним из самых надежных и простых, для его сооружения нет необходимости в копке большого и глубокого фундамента, а само основание может располагаться даже на очень сложном грунте либо при наличии большого уклона. Чтобы конструкция получилась прочной и надежной, необходимо точно рассчитать количество опорных столбов, которое будет зависеть от нагрузок на грунт и конструкцию фундамента в целом.