Расчет количества винтовых свай для бани

Устройство фундамента для бань на винтовых сваях

Современные технологии сегодня помогают ускорить процесс возведения бани на участке. Помимо стандартных ленточных фундаментов.

Все чаще начинают использовать винтовые сваи для устройства основания для бани.

Новые разработки придают сооружению устойчивость даже на непрочной почве или на воде.

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.

Основные достоинства использования калькулятора

Калькулятор позволяет вам получить нужный результат с минимальными затратами времени и сил.

Вот основные достоинства, объясняющие его большую популярность:

1. Расчеты проводятся с высокой степенью точности. Все вычисления производит машина, так что вы оказываетесь застрахованы от ошибки. Ранее для того, чтобы провести расчет заказчикам приходилось вооружаться ручкой и бумагой. Это отнимало неоправданно много времени и приводило к ошибкам. С появлением удобного онлайн-инструмента всё изменилось.
2. Высокая скорость расчета. Если сроки поджимают, а приобрести сваи нужно быстро, использование калькулятора станет оптимальным решением. Обратите внимание на то, что программа обрабатывает все введенные данные за считанные секунды.
3. Большая универсальность использования. Наш калькулятор может работать с большим количеством самых разных параметров. В частности, на выбор пользователя предоставляется несколько вариантов строений и типов грунта – вы обязательно найдете то, что вам нужно. В результате, с использованием такого калькулятора, вы без труда проведете все нужные расчеты.
4. Отсутствие необходимости долгой установки. Если ранее расчетные программы требовали от вас длительного скачивания и установки на компьютер, с появлением онлайн-калькулятора вы можете проводить расчеты в режиме реального времени. Программа проста и понятна и работает непосредственно с самого сайта.

Параметры

При просчете фундамента для бани на винтовых сваях и нагрузки на него важно учитывать ряд таких параметров:

1. Вес бани в кг. Это величина постоянная и состоит из веса стен, крыши, перегородок.
2. Дополнительный вес, то есть временные нагрузки. Это может быть вес снега, которые лежит на крыше, установка внутрь лавок, отделка помещения и вес людей, которые будут находится внутри.
3. Динамические или кратковременный нагрузки. Их могут создавать порывы ветра, осадка строения, перепады температур.

Свайный фундамент. Расчет количества свай

Для расчёта необходимого количества свай для свайного фундамента можно воспользоваться онлайн-калькуляторами, которые предлагает вездесущий интернет.

Но, как ученик в школе, привыкший пользоваться арифметическим калькулятором. Зачастую даже не знает таблицы умножения, так и строитель, использующий онлайн-калькулятор для расчёта количества свай, не будет знать откуда берутся результаты расчёта.

Основная функция любого фундамента – это принятие на себя всех нагрузок от конструкций здания – стен, перегородок, перекрытий потолка, крыши и пола. По сути, фундамент «удерживает» вес всего здания вместе с дополнительными нагрузками, например, весом снега, который накопился на крыше или весом камина, расположенном на втором этаже здания.

Алгоритмы для расчета свайного фундамента

Итак, вначале рассчитаем нагрузку здания на ленточный фундамент, а потом по аналогии перейдём к расчёту свайного фундамента из винтовых свай.

Для примера берём кирпичный дом размером 6 на 6 метров, с внутренней опорной перегородкой, толщина стен – двойной кирпич — 0,4 м.

Длина стен дома будет равна 6*4 = 24 м, длина внутренней перегородки 6 м. Итого — 30 м.

Вес кирпичного дома с дополнительными нагрузками условно возьмём в 120 т (можно и вычислить вес здания, посчитав объём кирпича, раствора, штукатурки, вес потолочного перекрытия и крыши). Толщину фундамента примем такую же как и толщина стен — 0,4 м.

Тогда площадь основания фундамента будет равна: 30*0,4 = 1,2 м2.

Итак, на площадь 1,2 м2 давит здание весом 120 т или 120000 кг. Или 10,0 кг на 1 см2. Толщина фундамента, как правило, больше толщины стен (это видно по характерному выступу цоколя). Если увеличим толщину фундамента по 10 см на внешнюю и внутреннюю сторону стены, то его площадь будет равна 30*0,6 =1,8 м2. В этом случае давление здания на фундамент составит 120 000/18 000 = 6,7 кг/см2. Это давление превышает величину сопротивления грунта, для глины он равен 6,0 кг/см2. Поэтому необходимо ещё увеличивать толщину фундамента.

Сколько нужно винтовых свай на здание размером 6х6 м

Принимаем величину 6,0 кг/см2 давления, как нормативную, при расчёте количества фундаментных винтовых свай на здание весом М =120000 кг. При этом добавим в расчеты: сопротивление грунта Кг – 6,0 кг/см2; коэффициент условий эксплуатации Ку – 1,0 и коэффициент надёжности Кн – 1,2 (что означает увеличение расчётов на 20% для повышения степени надёжности конструкции фундамента).

Диаметр сваи 0,3 м, Тогда площадь основания сваи составит:

S=πr^2=3,14 * 0,15*0,15 = 0,07м2.

Площадь основания фундамента рассчитаем с учётом коэффициентов по формуле:
S=Кн*М/ Ку*Кг = 1,2*120 000/ 1*6 = 24 000 см2 = 2,4 м2

Количество свай, если не считать сопротивление их стенок о грунт: 2,4/0,07 = 30,4 = 31 свая.
Если увеличим диаметр сваи до 0,5 м, то тогда необходимо будет 2,4/0,197 = 17,9 = 12,18 = 13 свай.

Сколько нужно винтовых свай на баню 6х3?

Бани, как правило, возводят из деревянных срубов, поэтому их вес намного меньше, чем из кирпича. Оставим все коэффициенты такими, как в прошлом расчёте кроме веса бани, примерно определим его в 48 тонн или 48000 кг.

Диаметр сваи – 0,3 м.

Площадь основания фундамента бани:

S=Кн*М/ Ку*Кг = 1.2*48000/1*6 = 9600 см2 =0,96 м2

Площадь сечения сваи: S=πr^2=3,14 * 0,15*0,15 =0,07

Количество свай: 0,96/0,07 = 13,7 =14 свай.

Есть иной алгоритм расчёта фундаментных свай, основанный на удельном сопротивления грунта. Проверим, совпадает ли количество необходимых винтовых свай на эту же баню.

На одну сваю придётся давление: 0,07*6 = 4200 кг.

Тогда количество свай на баню будет нужно 48000/4200 = 14 свай

Как видим, результаты как первого и так второго алгоритма одни и те же.

Сколько винтовых свай нужно на дом 6х9

Используем наиболее простой второй алгоритм расчёта при весе здания из кирпича размером 6х9, примерно 160000 кг, и диаметре свай 0,5 м.

Площадь сечения сваи: S=πr^2= 3,14*0,25*0,25 =0,197 м2

На одну сваю приходится давления 0,197* 6 =11 820 кг.

Необходимо свай: 160 000/11 820 =13,5 =14 свай.

Расчёт количества свай для каркасного дома, как и любого другого, согласно, приведённых алгоритмов будет аналогично зависеть от веса дома, удельного сопротивления грунта на строительной площадке и диаметра винтовой сваи.

Расчет количества винтовых свай КСАмет

Свайные оголовки КСАмет выпускаются диаметром 20, 25 и 30 см. Поэтому расчёт количества свай будет зависеть, как и в прошлых примерах от веса дома, удельного сопротивления грунта и диаметра используемых свай. Единственное отличие при расчёте в том, что в технических характеристиках этих свай указаны максимальные допустимые нагрузки на сваю. Поэтому расчёт ведётся в соответствии с техническими характеристиками свай КСАмет.

Как уже отмечалось в интернете можно найти калькуляторы онлайн-расчётов количества фундаментных свай. Однако, всё-таки лучше самостоятельно изучить алгоритмы расчётов свайных фундаментов, хотя бы на вышеприведённых примерах.

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.

Стоимость различных вариантов

Стоимость монтажа основания на забивных сваях не слишком большая. Но для мероприятия необходимо привлекать спецтехнику, из-за чего процедура эта достаточно непростая. Стоимость железобетонных столбов — 1000 рублей за штуку.

Винтовые сваи отличаются универсальностью, они прочные и гарантируют длительную эксплуатацию.

У таких опор масса иных достоинств. Фундамент, сооруженный на винтовых изделиях, обеспечивает максимальную экономию средств. Стоимость одной сваи варьируется в рамках 1000–3500 рублей.

Буронабивные сваи весьма популярны, поскольку их отличает демократичная цена. Одновременно они гарантируют отменную несущую способность, такие опоры универсальны в своем применении.

Бюджет сооружения основания на этом типе свай целиком зависит только от сложности предстоящих работ, необходимого числа опор, их технических параметров. Также на окончательную стоимость влияет необходимость проведения дополнительных работ, которые связаны с топографическим исследованием почвы, подготовкой площадки.

Пошаговая инструкция по монтажу

Рассмотрим порядок действий при монтаже свайно-винтового фундамента для бани. Процесс проектирования и расчетов опустим, перейдем сразу к практическим действиям.

Работа ведется поэтапно, выполняются следующие операции:

Подготовка

Участок освобождают от лишних предметов, растений и прочих помех. Необходимо обеспечить пути подхода для техники, если планируется механическая установка свай. Приобретение и доставка на участок необходимого количества стволов нужного размера.

Понадобятся следующие материалы и инструменты:

• Лопата.
• Рулетка.
• Металлический лом и два отрезка трубы по 1,5-2 м, внутрь которой этот лом входит свободно, но без лишнего люфта.
• Болгарка с отрезным кругом.
• Сварочный аппарат с электродами.
• Оголовки для используемого размера свай.
• Цемент и песок для изготовления бетона.
• Колышки для разметки.
• Лазерный уровень.
• Покрытие для металлических деталей, защита сварных швов.
• Швеллер, двутавр, рельс для обвязки.

Разметка

С помощью колышков отмечаются места установки свай согласно проектных данных. Начинать разметку следует с углов, сразу же проверяя равенство диагоналей. Пока они не будут выровнены, продолжать разметку нельзя.

Точки монтажа свай отмечаются колышками. После отметки углов переходят к промежуточным сваям и размечают их положение. Затем с помощью лопаты и личной бодрости в этих точках выкапывают небольшие углубления глубиной до 30 см и шириной, равной диаметру лопастей.

Это позволит сваям легче входить в грунт и обеспечить меньшее отклонение от вертикали.

Погружение

Завинчивание свай производится по определенной схеме. Это делается для того, чтобы уже установленные стволы не стали помехой для других опор. В особенности это важно при монтаже машинным способом, где техника должна подойти вплотную к точке погружения.

Обычно начинают с центра и движутся последовательно к краям по спирали или змейкой.

При погружении свай необходимо постоянно контролировать вертикаль. В особенности важно делать это на начальном этапе, когда ствол достаточно свободно раскачивается и может быть установлен с перекосом.

Выкручивать сваю назад для выравнивания нельзя, второй раз в эту точку ее устанавливать запрещается из-за нарушения прочности грунта после контакта с лопастями. Все исправления делаются на первых порах, когда ствол погружен на незначительную глубину.

Обрезка, обвязка, заливка бетоном

После установки всех свай производится обрезка. Устанавливается лазерный уровень, отмечающий горизонтальную плоскость на нужной высоте, на поверхности свай мелом или белым маркером отмечаются линии реза.

Болгаркой с отрезным кругом отрезают лишние куски трубы.

После этого выполняют обвязку. Все сваи соединяются между собой в продольном и поперечном направлении при помощи сварки. Используются отрезанные по размеру куски швеллера, двутавра или иного вида металлопроката.

После соединения свай в единую систему следует сразу же покрасить все участки сварки защитным слоем краски, кузбасслака или иного материала.

Затем внутреннюю полость свай заливают бетоном. Это дает стволам дополнительную жесткость и устойчивость к боковым нагрузкам пучения. Необходимо пользоваться плотными марками, начиная от М200 и выше.

На заполненные сваи устанавливаются и фиксируются оголовки, образующие площадки для установки ростверка и промежуточных (внутренних) опор.

Ростверк

Для бани обычно используют деревянный брус сечением 150 : 200 или 200 : 200 мм. Балки укладывают на площадки оголовков, предварительно подложив на металл двойной слой рубероида. Углы соединяют вполдерева.

Тщательно проверяют равенство диагоналей, выравнивают балки по осям, после чего закрепляют их на оголовках, используя специально созданные монтажные отверстия. Деревянные балки сразу же следует покрыть гидроизоляционным материалом для защиты от влаги.

6. Обвязка свайно-винтового фундамента для бани

Ростверк на свайно-винтовой фундамент для бани делается традиционном способом – на оголовки свай устанавливаются брусья опоры. Единственным отличием может служить небольшой уклон, под которым укладываются брусья. Как правило, он не сильно влияет на устойчивость всей конструкции, и дополнительных мер по его укреплению не потребуется.

Если используется обвязка свай металлическими элементами – уголком, швеллером, полосой, то это облегчает задачу по учету уклона пола. Металлоконструкции в этом случае просто монтируются под некоторым углом к горизонту.

Стандартная обвязка фундамента для бани

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.

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.

Заключение

С помощью свайного фундамента можно достаточно быстро и за небольшие деньги соорудить прочное основание для жилой или нежилой постройки. В ряде случаев это единственный вариант, поскольку такому фундаменту не страшны осадки грунта, он легко возводится на сложном рельефе. Кроме того, по сравнению с традиционным ленточным или монолитным фундаментом, для монтажа свайной основы не потребуется большой объем земляных работ. Если провести правильный расчет свайного фундамента, он прослужит в течение десятилетий, не теряя функциональности.