Производим расчет фундамента на винтовых сваях

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

Что нужно учесть

Если имеет место другой вид основания – ленточный мелкозаглубленный фундамент, плита – расчет арматуры будет происходить по тому же алгоритму. Некоторые источники предлагают выбрать диаметр по средним значениям, но это не всегда верно, лучше определить его самостоятельно.

Расчет фундамента должен учитывать шаг меду прутьями каркаса: он не должен превышать 30 см. Для точного его определения существуют формулы, но можно ими пренебречь, просто взяв кратное габаритам сечения конструкции значение. Для ростверка высотой 30 см очевидно, что оптимально устройство 2 рядов. Если высота конструкции 60 см (600 мм), понадобится 2-3 обвязки (шаг 20 или 30 см соответственно), при этом сверяйтесь с таблицей по величине диаметра и количеству арматуры. Для горизонтальной плоскости принцип аналогичен.

Также при вязке каркаса учитывайте габариты бетонной формы: необходимо предусмотреть защитный слой, который не даст арматуре заржаветь. Обычно его принимают в размере 3 диаметров прутков.

Конструктивные особенности свайного фундамента

Винтовой фундамент состоит из двух конструктивных элементов — свайных опор и их обвязки (ростверка). Опоры передают нагрузку, исходящую от здания, на грунт, минуя поверхностные низкоплотные пласты земли и перенося вес дома на глубинную, уплотненную почву.

В зависимости от схемы размещения свай, выделяют два типа винтовых фундаментов:

  • с последовательным расположением опор — сваи размещаются на равноудаленном расстоянии друг от друга по периметру внешних и внутренних стен дома;
  • с расположением в виде свайного поля — опоры равномерно распределены по всей площади здания.

Исходя из схемы расположения свай выбирается способ их обвязки. Для последовательных свай применяются ленточные ростверки, тогда как сваное поле обвязывается сплошным, плитным ростверком.

Ростверк винтового фундамента выполняет три функции:

  • равномерно распределяет между опорами вес дома;
  • выступает в качестве опорной поверхности для цокольного перекрытия;
  • увеличивает устойчивость свай в грунте.

Устойчивость опор достигается за счет того, что сваи соединяются между собой и начинают работать как единая конструкция, что дает повышенное сопротивление к опрокидывающим нагрузкам и защищает опору от крена, который может произойти с одиночной сваей.

В зависимости от материала, ростверк на сваях может быть монолитным (железобетон) из бруса либо швеллера. Для строительстве тяжелых домов предпочтительна железобетонная обвязка винтового фундамента, для легких домов — брусовая.

к оглавлению ↑

Типы используемых свай

Используемые в фундаментном строительстве винтовые сваи отличаются типом лопастей и диаметром:

  • сваи ∅ 57 мм — применяются для возведения легких заборов и навесов;
  • сваи ∅ 57 мм — пригодны для возведения легких вспомогательных помещений (сараев, беседок) и тяжелых заборов;
  • сваи ∅ 89 мм — используются для каркасных домов, гаражей и одноэтажных построек из легких материалов;
  • сваи ∅ 108 мм — имеют высокую несущую способность по материалу (до 6 тонн), позволяют строить дома высотой 1-2 этажа из бруса, сруба, пенобетона.

В малоэтажном строительстве применяются широколопастные сваи, соотношение диаметра ствола и лопастей в которых превышает 1,5.

к оглавлению ↑

Как правильно определить количество винтовых свай

Для расчета количества винтовых свай для фундамента дома необходимо расчетную нагрузку на фундамент разделить на несущую способность одной опоры, которая зависит от ее диаметра и длины. Для строительства индивидуальных жилых домов используются опоры стандартного образца диаметром 108 мм и длиной 2,5 м. Рабочая нагрузка на такую сваю составляет 4-8 т.

Для легких строений могут выбираться менее массивные опоры диаметром:

  • 57 мм – для легких заборов;
  • 76 мм – для деревянных ограждений и заборов из профлиста. Несущая способность сваи – до 3 т;
  • 89 мм – для тяжелых заборов и каркасных построек. Несущая способность – 3-5 т.

Число опор может быть больше расчетного, если это удобно при разбивке.

Какой диаметр свай выбрать?

В зависимости от назначения винтовые сваи бывают различного диаметра. Чтобы правильно его подобрать, вы должны точно знать назначение будущего сооружения и возможные нагрузки на основание. В зависимости от этого сваи подразделяются на:

  • винтовые сваи, используемые для лёгких оград из сетки, их  диаметр 5,7 см;
  • сваи диаметром 7,6 см подходят для возведения лёгких сооружений (бытовки, навесы, хозяйственные сооружения, уборные и т.п.) и для монтажа заборов из дерева или профнастила, свая может выдержать нагрузки до 3 т;
  • винтовые сваи диаметром 8,9 см с несущей возможностью в 3-5 т применяются для установки массивных ограждений с большой высотой, каркасных коттеджей низкой этажности и всевозможных достроек к ним;
  • винтовая свая диаметром 10,8 см с несущей возможностью в 5-7 т подходят для сооружения двухэтажных построек каркасного типа и для домов из нетяжёлого камня, древесины.
Читайте также:  Виды и конструкция опорно-столбчатого фундамента

Винтовые сваи: строение  Расчёт винтовых свай для одноэтажного дома 

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ: 1 2 3

Расчет свайно-винтовых фундаментов, нагрузка и расчеты

Частые вопросы на начальном этапе строительства: “Какую нагрузку несут винтовые сваи с литым наконечником? Какой диаметр свай выбрать для фундамента деревянного дома, террасы, бани и т.п…?

Выбирая винтовые сваи, необходимо учесть все возможные конструктивные особенности строения. Нужно учитывать материалы из которых строится ваше здание, его особенности и конструкция  — результат этих калькуляций: нагрузка сооружения на свайно-винтовой фундамент. Калькуляцию нагрузок, делают с небольшим, но запасом.

Винтовые сваи с обеспечением несущей способности, выдерживают следующие нагрузки:

 Тип винтовой сваи  Нагрузка на сваю не менее, тн
 СВЛ-57  1
 СВЛ-76  2
 СВЛ-89  2,5
 СВЛ-108  5
 СВЛ-133  8
 СВЛ-159  15
 СВЛ-219  20
 СВЛ-325  30

Самые популярные стальные сваи используемые в загородном строительстве каркасных домов, а также домов из бревна и бруса — это  винтовые сваи СВЛ-89 и винтовые сваи СВЛ-108. Их длина зависит от грунта на строительном участке. Самый популярный и часто используемый размер – 108мм при длине сваи 3 метра.

Для строительства сооружений из газобетона или кирпича, используют винтовые сваи типа СВЛ-133 и выше.

Расчет свайно-винтовых фундаментов

Расчет свайно-винтовых фундаментов выполняется по предельным состояниям 1-ой и 2-ой группы. Расчет 1-ой группы для предельных состояний производят по:

  • прочности материала свай и свайных ростверков;
  • несущей способности грунта основания свай;
  • 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 крутопадающими слоями грунта и т.п.

Расчеты по предельным состояниям 2-ой группы производят по:

  • осадкам оснований свай и свайных фундаментов от вертикальных нагрузок;
  • перемещениям свай (горизонтальным углам поворота головы свай) вместе с грунтом основания от действий горизонтальных нагрузок и моментов.

Особенности процесса проектирования свайного фундамента

Для того, чтобы определить, как правильно производить расчет нагрузок свайного фундамента, необходимо учесть следующие параметры:

  1. при глубине залегания в 1,7 метра, учитывают: общий вес сооружения, который будет оказывать нагруки на фундамент и грунт;
  2. фактический вес, который включает в себя: вес стен, вес перекрытий и потолков, вес крыши, кровельного покрытия, фасадной и внутренней отделки;
  3. расчет полезной нагрузки, которая создается при эксплуатации дома (по СНиП для жилого дома равна 150 кг/м²). К такой нагрузке можно отнести: вес мебели, людей, вещей и бытового оборудования;
  4. снеговая нагрузка, которая рассчитывается из справочных данных по региону строительства;
  5. коэффициент запаса (обычно используется равным 1,1);
  6. грузонесущая способность грунта на том месте, где происходит установка фундамента;
  7. глубина для залегания одной опоры (принимается за 1,7 метра – оптимальное значение для грунта из плотной глины).
  8. винтовая свая 76*200*2500 мм – расчетная минимальная нагрузка составляет 2000 кг;
  9. 89*250*2500 мм – расчетная минимальная нагрузка 3000 кг;
  10. 108*300*2500 мм – расчетная минимальная нагрузка 5000 кг.

Пример расчета свайно-винтового фундамента 2-х этажного дома с размером 6х8 метров

Рассмотрим пример расчета фундамента из винтовых свай при строительстве 2-х эт. дома площадью 6000х8000 мм. У него будет сооружаться пологая крыша и 1 внутренняя несущая стена. Ставится этот дом на глинистой почве с несущей способностью в 4,5 кг/см².

Математические расчеты следующие:

  1. площадь кровли дома – 50 м²;
  2. площадь чердака – 50 м²;
  3. площадь для перекрытий 1-го и 2 этажа – 100 м²;
  4. площадь всех внешних стен – 160 м²;
  5. площадь несущей внутренней стены – 50 м²;
  6. периметр фундамента – 34 м.

В результате получаем следующие данные по нагрузкам на фундамент:

  1. при использовании плосского шифера для кровли, ее вес составит 2,5 тонны;
  2. вес чердачного перекрытия – 3,5 тонны;
  3. перекрытий для этажей – 10 тонн;
  4. вес внешних стен – 16 тонн;
  5. вес внутренних стен – 5 тонн;
  6. ростверка + сваи – 3 тн;
  7. полезная нагрузка (мебель, оборудование, примерное количество проживающих) – 26 тонн;
  8. вес снега – 5 тонн (из справочника региона);
  9. итого общий вес всего строения – 71 т.

При получении данных нужно пользоваться специальными справочными данными и нормами, которые зависят от материала, применяемого в строительстве дома.

Теперь почитаем сколько составит расчетная нагрузка, для этого, к общему весу сооружения прибавляем 30%, в результате получаем 92,3 тонны. Шаг винтовых свай под внутренней несущей стеной должен быть на 30% больше, чем для внешних стен.

Согласно всем полученным данным, одна винтовая свая СВЛ-108 с литым наконечником, будет иметь несущую способность в 4,65 тонн, а общее количество свай для фундамента 2-х этажного дома площадью 48м2 составит 20 шт.

О ростверке свайного фундамента

Схема металлического и железобетонного ростверка свайного фундамента.

Читайте также:  Как сделать опалубку из блоков пенополистирола для 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.

Расчет ростверка свайного фундамента калькулятор

Онлайн калькулятор монолитного буронабивного свайного и столбчатого ростверкого фундамента предназначен для расчетов размеров, опалубки, количества и диаметра арматуры и объема бетона, необходимого для обустройства данного типа фундамента. Для определения подходящего типа, обязательно обратитесь к специалистам.

Все расчеты выполняются в соответствии со СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции», СНиП и ГОСТ Р 52086-2003

С вайный либо столбчатый фундамент – тип фундамента, в котором сваи либо столбы находятся непосредственно в самом грунте, на необходимой глубине, а их вершины связаны между собой монолитной железобетонной лентой (ростверком), находящейся на определенном расстоянии от земли. Главным отличием между столбчатым и свайным фундаментом является разная глубина установки опор.

О сновными условиями для выбора такого фундамента является наличие слабых, растительных и пучинистых грунтов, а так же большая глубина промерзания.

В последнем случаем и при возможности забивания свай при любых погодных условиях, такой вид очень актуален в районах с суровым климатом.

Так же к основным преимуществам можно отнести высокую скорость постройки и минимальное количество земляных работ, так как достаточно пробурить необходимое количество отверстий, либо вбить уже готовые сваи с использованием специальной техники.

С уществует различное множество вариаций данного типа фундамента, таких как геометрическая форма свай, материалы для их изготовления, механизм действия на грунт, методы установки и виды ростверка.

В каждом индивидуальном случае необходимо выбирать свой вариант с учетом характеристик грунта, расчетных нагрузок, климатических и других условий. Для этого необходимо обращаться к специалистам, которые смогут произвести все необходимые замеры и расчеты.

Попытки экономии и самостроя могут привести к разрушению постройки.

При заполнении данных, обратите внимание на дополнительную информацию со знаком Дополнительная информация .

Д алее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта. Вы так же можете задать свой вопрос, воспользовавшись формой справа.

Общие сведения по результатам расчетов

  • О бщая длина ростверка — Периметр фундамента, с учетом длины внутренних перегородок.
  • П лощадь подошвы ростверка — Соответствует размерам необходимой гидроизоляции.
  • П лощадь внешней боковой поверхности ростверка — Соответствует площади необходимого утеплителя для внешней стороны фундамента.
  • О бщий Объем бетона для ростверка и столбов — Объем бетона, необходимого для заливки всего фундамента с заданными параметрами. Так как объем заказанного бетона может незначительно отличаться от фактического, а так же вследствие уплотнения при заливке, заказывать необходимо с 10% запасом.
  • В ес бетона — Указан примерный вес бетона по средней плотности.
  • Н агрузка на почву от фундамента в местах основания столбов — Нагрузка на почву от веса фундамента в местах основания столбов/свай.
  • М инимальный диаметр продольных стержней арматуры — Минимальный диаметр по СНиП, с учетом относительного содержания арматуры от площади сечения ленты.
  • М инимальное кол-во рядов арматуры ростверка в верхнем и нижнем поясах — Минимальное количество рядов продольных стержней в каждом поясе, для предотвращения деформации ленты под действием сил сжатия и растяжения.
  • М инимальный диаметр поперечных стержней арматуры (хомутов) — Минимальный диаметр поперечных и вертикальных стержней арматуры (хомутов) по СНиП.
  • М инимальное кол-во вертикальных стержней арматуры для столбов — Количество вертикальных стержней арматуры на каждый столб/сваю.
  • М инимальный диаметр арматуры столбов — Минимальный диаметр вертикальных стержней для столбов/свай.
  • Ш аг поперечных стержней арматуры (хомутов) для ростверка — Шаг хомутов, необходимых для предотвращения сдвигов арматурного каркаса при заливке бетона.
  • В еличина нахлеста арматуры — При креплении отрезков стержней внахлест.
  • О бщая длина арматуры — Длина всей арматуры для вязки каркаса с учетом нахлеста.
  • О бщий вес арматуры — Вес арматурного каркаса.
  • Т олщина доски опалубки — Расчетная толщина досок опалубки в соответствии с ГОСТ Р 52086-2003, для заданных параметров фундамента и при заданном шаге опор.
  • К ол-во досок для опалубки — Количество материала для опалубки заданного размера.
Читайте также:  Сваи железобетонные — забить и забыть!

Расчет столбчатого фундамента

Калькулятор Столбы-Онлайн v.1.0

Допустимые нагрузки на винтовые сваи с учетом особенностей участка

Мы подробно рассмотрели типы и размеры свай, настало время поговорить об их несущих способностях. От этого показателя зависит, какое количество опор потребуется для надёжного фундамента вашего строения.

Несущие способности свай зависят не только от их размеров, но и от характеристик грунта. При проектировании фундамента необходимо тщательно исследовать участок и учесть особенности местного климата.

Стабильность свайного фундамента достигается путём активного сопротивления опор воздействию сдавливающих и выталкивающих сил грунта

Совет! Для увеличения прочности конструкции сваи устанавливаются с шагом в два метра. При такой расстановке, фундаментная балка может иметь сравнительно небольшое поперечное сечение.

Ориентировочные параметры несущих способностей сваи в разных грунтах:

Тип почвы Эксплуатационная нагрузка на опору
Твердая глина 4 – 6.2 тонн
Мягкая глина 3.7 – 6 тонн
Пылеватые песчаные почвы 4 – 6 тонн
Средние пески 9-11 тонн
Суглинки 4.5 – 7 тонн

Одно из основных строительных правил – не доводить нагрузку на фундамент до максимальной. Чтобы определить поведение будущего фундамента в процессе эксплуатации, проводят испытание эталонной сваей диаметром 114 миллиметров. Эту составную опору забивают в грунт и подвергают разного типа нагрузкам: выдёргиванию, вдавливанию, смещению. Таким методом получают данные по сопротивлению грунта и определяют размеры опор и глубину их залегания.

Все исследования проводятся с применением специального оборудования, фиксирующего изменения состоянии эталонного элемента

Несущую способность можно рассчитать при помощи проверенной формулы:

W=О/k, где

W – это показатель допустимой нагрузки на опору;

O – расчёт допустимой нагрузки с учётом размера опоры и особенностей почвы;

k – коэффициент эксплуатационного запаса фундамента.

Для начала рассчитаем значение О. Потребуется следующая формула:

О = S х Ro, где

S — это поперечное сечение лопасти опоры;

Ro – сопротивление грунта на глубине, до которой опустится винтовая часть сваи.

Найти последнее значение можно по этой или другим таблицам, содержащим общие сведения по характеристикам почвы в вашем регионе.

Таблица характеристик почвы

Возвращаясь к значению k поясним, что оно имеет показатели от 1.2 до 1.7. При этом 1.2 – минимальный показатель, характерный для самого устойчивого грунта.

Совет! Наиболее полную картину состояния почвы на участке и точный расчёт фундамента можно получить, только обратившись к профессионалам, исследующим грунт с помощью специального оборудования. По предельным состояниям эталонных приборов они определят допустимую горизонтальную нагрузку на будущий фундамент и вынесут рекомендации по уровню заглубления опор.

Методика расчета

Расчет количества винтовых свай выполняют с учетом габаритов и веса дома, который будет установлен на фундамент. Как правило, расстояние между сваями может составлять:

  • до 2 м, если будет возводиться строение из газобетонных и пенобетонных блоков или плит;
  • до 3 м, если запланировано строительство деревянного дома из бруса, бревна и т.д.;
  • до 2,5 м – также выбирают для деревянных конструкций. Еще с такими сваями работают в регионах, где наблюдается большая ветровая нагрузка;
  • до 3,5 м – под строительство легковесных заборов и оград.

Строительство дома из бруса

Чтобы правильно определить количество опор для свайно-винтового фундамента, следует провести следующие операции:

  • составить проект будущей основы или первого уровня постройки;
  • расположить винтовые опоры на каждом углу будущего здания;
  • установить сваи там, где будут пересекаться несущие перегородки дома;
  • между расположенными сваями теперь необходимо установить дополнительные сваи по периметру несущих стен с тем условием, чтобы расстояние от одного до другого элемента не превышало того, что было зафиксировано ранее (учитывая вес и вид постройки);
  • оставшееся пространство для фундамента заполняется сваями так, чтобы между соседними опорами расстояние не превышало указанного в расчетах (2 – 3 м);
  • там, где будет установлена печь или каминный очаг, предусмотрите не менее пары винтовых опор, опять-таки, учитывая размер отопительной конструкции, иначе не избежать критической нагрузки на фундамент;
  • на тот случай, если будет обустроена терраса или любая другая пристройка, места фиксации опорных элементов обозначаются по ранее оговоренному принципу, учитывая оптимальное расстояние шага;
  • теперь, когда расстояние между сваями определено, остается подсчитать все винтовые опоры, нанесенные на план-схему.

От каких факторов зависит шаг?

Минимальным расстоянием между двумя соседними винтовыми сваями является двойной диаметр лопасти.

Максимум ограничивается несущей способностью опор и жесткостью ростверка, испытывающего нагрузку от веса дома.

Каждый пролет между опорами можно рассматривать как балку, жестко закрепленную с двух концов.

Тогда величину нагрузки необходимо рассчитать таким образом, чтобы балка не была деформирована или разрушена, а прогиб в центральной точке не превышал допустимых значений.

От каких факторов зависит шаг?

На практике обычно поступают проще — на основании многочисленных расчетов и эксплуатационных наблюдений выведено максимальное расстояние между соседними сваями, равное 3 (иногда — 3,5) м.

Эту величину считают критической, если по несущей способности опор получаются пролеты больше 3 м, то добавляют 1 или несколько свай для уменьшения шага.