Определение числа свай в фундаменте

Как рассчитать количество свай для фундамента

Фундаменты, изготовленные с использованием винтовых свай, применяются для постройки частных домов и мостовых конструкций, при возведении мелкоразмерных строений, таких как беседки и теплицы. Лопастные элементы, уплотняющие находящуюся под ними почву, способствуют большей прочности основания. Чтобы конструкция была долговечной, нужно правильно произвести подготовительные работы и расчет винтовых свай.

1. Изучение характеристик грунта
2. Сбор нагрузок свайного фундамента
3. Размеры ростверка и его армирование
4. Расчет количества винтовых свай
5. Часто встречающиеся ошибки при проектировании свайного фундамента

Применение фундамента на винтовых сваях

Свайно-винтовой фундамент (СВФ) нетребователен к характеристикам грунта и особенностям ландшафта. Он идеально подходит для установки на местности, где плотные несущие грунтовые слои находятся гораздо ниже отметки поверхности.

Также винтовые сваи выбираются при строительстве зданий на:

• склонах;
• сильно обводненных почвах;
• торфяных грунтах;
• местности, постоянно заливаемой паводком;
• пучинистых почвах;
• подвижных и плавающих грунтах.

Свайные основания сооружаются даже вблизи пролегания разнообразных инфраструктурных коммуникаций и возле деревьев с густой корневой системой, поскольку они не являются преградой для их установки.

Свайный фундамент — расчет количества свай

Все расчетные работы по определению количества винтовых свай в фундаменте можно условно разделить на два этапа — вычисление общих нагрузок на фундамент и расчет несущей способности одной сваи в конкретном типе грунта.

Расчет совокупных нагрузок, которые будет испытывать свайный фундамент

Нагрузки, оказываемые на свайное основание дома, определяются исходя из трех основных факторов:

• Фактической массы здания;

При определении проектной массы постройки учитывается вес стен, кровли, половых и междуэтажных перекрытий. Расчетные данные удельного веса распространенных стройматериалов вы можете увидеть в нижеприведенных таблицах..

Таблица 1.1: Расчетный вес квадратного метра стен

Таблица 1.2: Расчетный вес квадратного метра перекрытий

Таблица 1.3: Расчетный вес квадратного метра кровли

• Расчетные снеговые нагрузки;

Исходные данные для определения снеговых нагрузок, которые необходимо добавлять к нагрузке от веса дома, можно взять в нормативном документе СНиП № 2.01.07-85 «Нагрузки в воздействия на строительные сооружения» (пункт 5.2).

Важно! Согласно данному документу снеговые нагрузки составляют: в южной части России — 50 кг/м2, в центральной части — 100 кг/м2, в северных регионах — 190 кг/м2.

• Полезные нагрузки;

К полезным нагрузкам на фундамент относится вес мебели, предметов интерьера и людей, проживающих в конкретном здании. Согласно положениям пункта 3.11 СНиП №2.01.07.85, для расчетов фундамента жилых домов необходимо брать усредненную полезную нагрузку в 150 кг на м2.

После вычисления всех вышеуказанных нагрузок данные нужно просуммировать и умножить на коэффициент запаса 1.2

Расчет несущих характеристик сваи на основании грунтовых условий стройплощадки

Несущие способности отдельно взятой сваи невозможно правильно определить в отрыве от несущих характеристик грунта, в который она погружена.

Совет эксперта! Если рассчитывать количество свай без учета характеристик почвы можно столкнуться с ситуацией, когда несущие характеристики винтовой сваи будут превышать возможности сопротивления грунта, что чревато усадками почвы и, как следствие, самого фундамента под неравномерно распределенным весом здания.

Для определения несущих свойств почвы необходимо проводить геодезические исследования строительного участка. Если возможность их выполнения отсутствует, нужно определить тип грунта и сопоставить его с несущими характеристиками разных типов почвы, которые представлены в таблице 1.4.

Таблица 1.4: Несущие характеристики разных видов грунтов (кг/см2)

На основании результатов геодезии строительного участка производится определение несущей характеристики винтовых свай. Все расчеты выполняются согласно требованиям СНиП №2.02.03-85 «Свайные фундаменты».

Для примера приводим таблицу несущих характеристик широко используемой в индивидуальном строительстве винтовой сваи 89*300 мм (диаметр ствола — 89 мм, лопастей — 300 мм)

Таблица 1.5: Несущие характеристики сваи 89*300 в зависимости от типа грунта и глубины погружения

Зная совокупные нагрузки, оказываемые зданием на фундамент, и несущие характеристики одной винтовой сваи можно определить требуемое количество свай в основании дома.

В качестве примера приводим расчет количества свай под двухэтажный дом из бруса площадью 10*8 метров, масса которого составляет 43,92 тонн:

• Определяем полезную нагрузку на один этаж здания: 10*8*0.15 = 12 тонн, общая полезная нагрузка с учетом двух этажей составит 24 тонны;
• Определяем снеговую нагрузку (здание строится в северной широте России, где номинальная расчетная масса снежного покрова составляет 190 кг/м2): 10*8*0,19= 15.2 тонны;
• Рассчитываем общую нагрузку на фундамент учитывая коэффициент запаса: (43,92+24+15,2)*1,2 = 99,75 тонн;
• Делим общую нагрузку на несущую способность одной винтовой сваи 89*300 мм. в мягкопластичной лессовой почве (при глубине погружения в 2,5 метра): 99,75/3,6 = 28

Итого расчет показал, что для строительства фундамента необходимо использовать 28 винтовых свай.

Рис: Винтовая свая 89*300

Прежде чем вникать в расчеты по фундаменту посмотрите эти статьи:

Оптимальное расстояние

Оптимальный диапазон варьируется в пределах от 1,5 до 3 м. Значение минимально возможного шага регламентируется нормативными требованиями и равно трем диаметрам опоры. Максимальный шаг принимается равным 6 диаметрам сваи.

Исключения могут составлять такие ситуации:

1. Шаг равен 1,5 диаметра, если опоры устанавливают группами и под углом.
2. Стройка ведется на участке с большим уклоном, тогда расстояние выбирается по минимально допустимым.
3. По проекту фундамент будет опираться на стабильные и высокоплотные породы, тогда шаг можно увеличить до 4Ø.

8.3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙ И СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

При проектировании свайных фундаментов производят следующие работы:

• – собирают а изучают исходные данные;
• – предварительно выбирают типы свайных фундаментов, «несущего слоя» и определяют отметки нижних концов свай;
• – предварительно назначают глубины заложения ростверков, определяют размеры свай и расчетные нагрузки на них;
• – проводят технико-экономическое обоснование принятого решения;
• – рассчитывают число свай под несущей конструкцией;
• – рассчитывают и проектируют ростверки;
• – уточняют длины свай и проектируют свайное поле;
• – оформляют документацию на свайные фундаменты, подсчитывают объемы работ и составляют сметную документацию.

8.3.1. Исходные данные для проектирования

Проектирование свайных фундаментов должно проводиться на основании полноценных исчерпывающих исходных данных, от которых в значительной степени зависит экономичность проектного решения.

Исходные данные для проектирования должны содержать:

• – отчет об инженерно-геологических изысканиях на участке проектируемого объекта, включающий необходимые данные о физико-механических характеристиках грунтов, прорезаемых сваями и находящихся под нижними концами свай в пределах сжимаемой толщи, о гидрогеологических условиях площадки (уровень подземных вод, источники их питания, связь с ближайшими водоемами, химический состав воды, прогнозирование изменения уровня подземных вод), результаты статического или динамического зондирования, результаты испытаний опытных натурных или эталонных свай;
• – генплан площадки, на котором нанесены контуры и оси объекта, геологические выработки, привязанные к осям, планировочные отметки и даны сведения о ближайших построенных и предполагаемых к строительству подземных сооружениях;
• – общее конструктивное решение надземной части объекта;
• – чертежи подземной части объекта с указанием несущих конструкций, их размеров и отметок низа, размеров и глубины заложения подземных помещений, каналов и фундаментов оборудования, расположения проемов в стенах, абсолютной отметки пола 1-го этажа или верха фундамента;
• – данные о расчетных нагрузках на фундаменты в необходимых сочетаниях с указанием доли временных нагрузок в цикличности их действия, а также о расчетных нагрузках на полы и местах их приложения;
• – характеристики фундаментов с расчетными нагрузками на них для сооружений, расположенных вблизи проектируемого объекта, с целью определения их влияния на осадку проектируемого объекта;
• – сведения о возможном изменении в период эксплуатации нагрузок на фундаменты и характера их воздействия.

Для получения исчерпывающих материалов изыскания должны проводиться по заданию проектной организации — автора проекта фундаментов. В задании указываются:

• – наименование объекта и его местоположение;
• – стадия проектирования;
• – характеристика объекта (назначение, серия, класс по капитальности, габариты, этажность, шаг несущих конструкций);
• – назначение и заглубление подземных помещений, каналов, фундаментов оборудования;
• – ориентировочные нагрузки от основных несущих конструкций и технологического оборудования;
• – предполагаемые типы фундаментов;
• – предполагаемые планировочные отметки;
• – абсолютные и относительные предельные деформации объекта;
• – особые требования к изысканиям, вызванные специфичностью расположения или уникальностью объекта (например, в оползневых или карстовых районах).

8.3.2. Выбор типа свайных фундаментов и нагрузок на них

Свайные фундаменты подразделяются на два типа: безростверковые и с ростверками.

К безростверковым относятся конструкции со сваями-колоннами и конструкции, состоящие из одиночных свай, насадок и колонн.

К конструкциям с ростверками относятся конструкции из свайных групп (кустов) с уменьшенным числом свай (не более 2—4 шт.) с высокой несущей способностью, объединенных железобетонным ростверком, а также свайных групп (количество свай более 4 шт.), в которых максимально используется прочность материала свай и грунтов основания.

В конструкции фундаментов типа свая-колонна могут быть использованы забивные железобетонные призматические сваи сплошного сечения.

В конструкции фундаментов типа свая-насадка-колонна могут быть использованы практически все конструкции свай, за исключением свай с центральным армированием и свай квадратного сечения с круглой полостью, имеющих ограничения на применение по прочности на вертикальные и горизонтальные нагрузки, а также по видам грунтов.

В конструкции фундаментов типа свайный куст с уменьшенным числом свай с высокой несущей способностью, а также типа свайный куст с высокой степенью использования прочности свай и грунтов несущего слоя (ростверк-колонна) могут быть использованы все конструкции свай, а сваи с центральным армированием и сваи квадратного сечения с круглой полостью применимы для легких производственных зданий.

При выборе типа свайных фундаментов и соответствующих конструкций свай необходимо предварительно проанализировать нагрузки на фундаменты и условия их приложения. Анализ нагрузок состоит в первую очередь в выявлении определяющего вида нагрузок: осевых (сжимающих или выдергивающих) и горизонтальных.

Если, например, определяющим видом нагрузок на свайные фундаменты будут являться горизонтальные нагрузки, то следует ориентироваться на применение свай больших сечений или диаметров.

В случае если определяющим видом нагрузок будут являться осевые сжимающие нагрузки, то следует ориентироваться на применение свай, опирающихся на прочные грунты, в том числе забивных или буронабивных с уширением (если их применение возможно по грунтовым условиям и если имеется соответствующее оборудование).

При значительных выдергивающих нагрузках конструкции и параметры свай следует назначать из условия восприятия сваями этих выдергивающих нагрузок: буронабивные сваи или сваи-оболочки большого диаметра с развитой боковой поверхностью, сваи с уширением в нижней части или сваи с анкером в нижней части и т.п.

Анализ нагрузок на фундаменты должен проводиться с учетом особенностей, которые могут возникнуть в строительный и эксплуатационный периоды. Например, могут возникнуть случаи обнажений свай на большую глубину в зонах сооружения заглубленных технологических помещений (тоннелей, подвалов) до монтажа каркаса здания или после его осуществления.

Рассмотрение типов фундаментов следует начинать с конструкций фундаментов с минимальным числом свай, увеличивая затем их число или изменяя конструкции свай при необходимости.

8.3.3. Выбор несущего слоя грунтов и определение размеров свай

В большинстве случаев сваи применяются для прорезания ненормируемых и слабых грунтов (насыпных, рыхлых песчаных, илов, торфов, текучих глинистых и т.п.) и передачи нагрузок от здания или сооружения на прочные грунты основания.

Так как и общей стоимости свайных фундаментов стоимость свай составляет до 70 %, рациональность конструкции свайных фундаментов определяется максимальным использованием прочности материала свай и грунтов основания при минимальных площади сечения и длине свай, а также минимальных удельных расходах материалов и характеризуется показателями технического уровня. Эти показатели следующие:

– коэффициент использования прочности материала сваи и грунтов основания

где F_h1 , F_h2 — расчетная нагрузка, допускаемая на сваю, соответственно по грунту и материалу сваи; K_s ≤ 1;

– коэффициент использования несущей способности сваи

где N_p — фактическая нагрузка на сваю от здания; K_p ≤ 1,2;

– коэффициент унификации, учитывающий степень использования несущей способности свай в разнонагруженных фундаментах зданий и сооружений,

где K_pi — коэффициент использования несущей способности свай в i -м фундаменте; n_i — число фундаментов в здании и сооружении; К_u ≤ 1,2;

– удельный расход материалов q (бетон, сталь) в расчете на единицу действующей нагрузки (осевой вдавливающей, горизонтальной).

Предварительная оценка расчетных нагрузок, допускаемых на сваи различных видов в различных грунтовых условиях, может быть принята по табл. 8.11. Целесообразность применения свай и свайных фундаментов для случаев, когда определяющими будут осевые сжимающие нагрузки, можно установить при использовании показателей технического уровня, приведенных в табл. 8.18 и 8.19.

После предварительного выбора типа конструкций и размеров свай по табл. 8.18 и 8.19 необходимо уточнить принятые размеры расчетом по СНиП 2.02.03-85.

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения

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 l₀— 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:

Расчет свайного фундамента с ростверком

Расчетом свайно-ростверковых фундаментов занимаются профильные специалисты — инженеры-проектировщики. Выполнению расчетов предшествуют геодезические изыскания на строительной площадке, которые дают проектировщикам необходимую исходную информацию о характеристиках грунтов на объекте.

Процесс геодезии участка начинается с бурения пробных скважин, из которых забирается керн (проба) почвы для дальнейшего анализа в лабораторных условиях. На основе полученных данных производится расчет следующих параметров фундамента.

Свайная часть:

• Требуемая глубина заложения опор;
• Диаметр опор;
• Общее количество опор в фундаменте;
• Схема размещения свай.

Ростверковая часть:

• Конфигурация ростверка — низкий, повышенный, высокий;
• Сечение ростверка;
• Устойчивость конструкции к нагрузкам на изгиб, продавливание;
• Способ армирования обвязки.

Особенности размещения свай под деревянный дом

В деревянных домах несущими кроме наружных стен могут быть и внутренние. Под них также устанавливаются опоры. Расстояние между сваями фундамента для деревянного дома в месте установки внутренних несущих стен уменьшают примерно на 30% по сравнению с наружным периметром.

Расстояние между сваями фундамента в каркасном доме из дерева не должно превышать трех метров.

Следовательно, под внутренними стенами шаг опор будет равняться:
3 * 0,7 = 2,1 (м)

Вас интересует, что такое электрический теплый пол под плитку?

Мелкозаглубленный свайный фундамент

Как и у других типов фундаментных конструкций, у свайного имеется различие в зависимости от уровня, на который он закладывается. Мелкозаглубленным фундамент называется в том случае, если его расположение находится выше, чем проходящий уровень промерзания.

Зачастую почва имеет такое строение и качественные характеристики, что до уровня промерзания грунт находится нестабильный и не обладающий высоким уровнем несущей способности. Такие свойства почвы не подходят для того, чтобы в них проводить установку свайного фундамента, поскольку не будут обеспечивать надежность сооружения.

Однако в некоторых ситуациях такие свойства стали преимуществом. На пучинистых грунтах такая разновидность заложения фундамента встречается достаточно часто, ведь основание мелкозаглубленного типа в данном случае позволяет передвигаться конструкции основания вместе с грунтами.

Ситуации, в которых применяется такой тип заложения свайного фундамента, могут быть следующими:

• если очень большой уровень расположения вод в грунте;
• небольшая площадь сооружаемого дома;
• нестабильные грунты;
• сейсмически активные зоны;
• здание не более двух этажей в высоту.

Важно: конструкция в мелкозаглубленном типе свайного фундамента изготавливается прочная и имеет рамный тип – это позволяет сохранять целостность во время движения грунтов, а соответственно, и конструкции.

Свайные технологии и их особенности

Применение свай в процессе строительства позволяет существенно сокращать подготовительные земляные работы, а в варианте применения на слабых грунтах выходить на слои с большей емкостью нагрузки.

Свайный фундамент представляет собой определенное количество свай, объединенных общим ростверком. Ростверковая часть может выполняться в виде монолитной бетонной плиты или ленты с использованием деревянного бруса и железобетонных балок. Сваи можно приобрести в готовом виде или соорудить своими руками непосредственно в месте размещения.

В домашнем строительстве, как правило, применяются винтовые, набивные и забивные сваи, ствол которых представляет собой в первом случае стальной цилиндр с заостренным винтовым наконечником, во втором и третьем – бетонный столб.

При использовании винтовых свай опора погружается в грунт посредством вкручивания до достижения необходимой глубины.

Набивной способ предусматривает изготовление шурфа и бетонирование опоры. Забивной метод обусловлен применением спецтехники. При помощи молота свая вбивается в грунт до достижения необходимой глубины.

Свая С30.15-3 (3000х150х150 мм)

Свайное сооружение на проблемном грунте обойдется гораздо дешевле любых других решений при одинаковых несущих характеристиках.

Глубина промерзания

Климатические условия региона определяют глубину промерзания грунта. Ее значение соответствует максимальному показателю, который бывает при самых низких температурах без снегового покрова.

Диапазон этих величин достаточно большой. Например, в Краснодаре точка промерзания находится на глубине 70 см, в Москве – 140, а в Новосибирске – 220 сантиметров.

Если в доме проживать постоянно, то грунт под фундаментом прогревается. Поэтому глубина промерзания может быть уменьшена процентов на 20. Но для пород, являющихся пылевыми песками, супесями необходимо повышать этот показатель в 1,2 раза.

Расчетная глубина обычно больше реальной. Однако в проекте берется расчетная, чтобы исключить риски, связанные с разрушительным процессом при стечении неблагоприятных обстоятельств.
Не стоит смягчать установленные нормы, ссылаясь на потепление климата. Сильные морозы случаются всегда.
Конечно, чем глубже заложение фундаментной конструкции, тем дороже он обходится. Однако нужно иметь в виду, что верхние слои почвы являются недостаточно прочными, обладают свойствами пучинистости. Из-за этого могут происходить разрушения фундамента, стен дома.

Расчет несущей способности

Для оценки устойчивости, прочности грунта-основания выполняется расчет несущей способности, позволяющий установить, какие эксплуатационные нагрузки допустимы. При воздействии нагрузки на основание происходит его осадка. Грунт уплотняется, происходят деформационный сдвиг прослоек.

Осадка связана с прочностью грунта и прилагаемым усилием. Величину осадки можно сравнить со значением сжатия пружины, зависящей от приложенной силы и жесткости.

При проектировании объекта строительства расчет фундамента считается самым ответственным этапом. Любая ошибка может привести к сильной осадке, появлению крена. В результате таких явлений надежность опор снижается, появляются повреждения строительных конструкций.

При расчете учитывается множество факторов: сечение свай, шаг между ними и т.д. Эта характеристика важна для свайного и любого другого фундамента. Ее величина должна быть максимально допустимой, которую может выдержать конструкция. Поэтому нагрузка на сваю должна быть ниже расчетной величины. Всегда нужен запас, благодаря которому дом сохранит устойчивость при непредвиденных ситуациях.

На допустимую нагрузку, например, винтовых опор влияют:

• диаметр, длина трубы;
• размер лопастей;
• прочность грунта.

Простейший расчет несущей способности винтового фундамента выполняется с использованием формулы:

N = F/k.
N -несущая способность сваи, к — коэффициент надежности.
F вычисляется по формуле:
F = S*Rо, где S – это площадь лопасти, Rо – прочность грунта. Имеются таблицы.

Коэффициент зависит от количества столбов, а также способа геологических исследований. Он равен 1,2, если испытания точные с зонированием, лабораторными испытаниями.
k =1,25, если исследования выполняются посредством эталонной сваи. Эти способы испытаний проводятся профессионалами.

Используя табличные показатели, коэффициент берется с учетом количества столбов. Он равен от 1,4 до 1,75 для опор 5-20 штук.

Поскольку проведение геологических изысканий является дорогим удовольствием, то обычно используется второй способ. На самом деле подобный вид расчета является достаточно сложным процессом с использованием различных характеристик породы с удельным сцеплением, углом трения и прочими параметрами.