При строительстве фундамента на винтовых сваях экономия средств может достигать 60%. Такое строительство занимает не более трёх дней, работы можно вести даже зимой, не требуется выравнивание площадки и применения для этого тяжёлой техники, отлично подходит при любом типе грунта и рельефа.
Винтовой свайный фундамент не требует больших трудозатрат. Не вызывает сложностей и проведение его расчёта. Это является одной из основных причин массовости применения такого основания дома в частном строительстве. Нет и противопоказаний к применению винтовых свай.
Основные этапы расчёта фундаментов
Основные принципы расчёта фундамента производятся в соответствии с СП и СНИП:
- Для проведения инженерно ― геологических расчетов проводят изучение грунта. Исследуется его состав, плотность, определяется несущая способность, физические и химические свойства. Такие данные нужны для последующих расчётов и их точность помогает оптимизировать строительную смету.
- Выполняется изучение нагрузок, сил и моментов, которые действуют на фундамент. При их учёте рассматриваются статичные и динамические воздействия на здание.
- Производится предварительное проектирование, при котором формируется «черновик» конструкции фундамента.
- Все полученные при предварительном проектировании данные требуют проверки. Поэтому следующий этап заключается в проверке всех расчётов с применением программного обеспечения. При этом моделируется ситуации, возникающие при контакте фундамента с грунтом. Полученный результат предлагает оптимальную конструкцию для данных условий.
- На последнем этапе изготавливаются чертежи и остальная проектная документация.
Расчёт винтового фундамента
- Сначала определяется состав почвы. По всему участку будущего строительства бурят скважины глубиной 12 метров. Это наибольшая глубина для одинарной сваи. Добытый из скважины грунт передают в лабораторию для получения данных о влажности, глубине промерзания, несущей способности и т. д. Для участков, представляющих повышенную сложность, кроме этого рекомендуют проводить статические испытания для натурных и контрольных свай. Нагрузка на них должна подаваться до отказа опоры.
- Следующим этапом становится сбор нагрузок и расчёт горизонтальных и вертикальных сил, воздействующих на ростверк и опоры.
- Затем на основе данных о нагрузках, прочности материала свай, несущей способности и других данных производится расчёт винтовых свай для фундамента. На основании этих вычислений определяются габариты свай, форма свайного поля, высота цоколя и количество опор.
- Собранные данные позволяют на основании рассчитанного количества материалов, их средней цены и с учётом стоимости работ, получить общую цену постройки фундамента.
Пример расчёта количества винтовых свай
Теперь на практическом примере определим потребность в винтовых опорах при строительстве деревянного дома размером в 6*4 метра и с межкомнатной перегородкой. Обычно расчет производят с помощью специального программного обеспечения, но при необходимости всё можно сделать в ручном режиме.
- Анализируем состав почвы. При строительстве небольшого и относительно легкого дома производить весь комплекс инженерно ― геологических работ необязательно. В расчётах можно применять табличные данные, в которых несущая способность грунта соотносится с данным типом почвы. При проведении таких расчётов отрывается шурф, в котором открывается грунтовый слой, в последующем возможно использование получившегося котлована для септика. При обнаружении на дне котлована песчаника несущая способность грунта принимается равной 5 ― 6 кг/кВ. см, если ниже появилась глина, то её показатель несущей способности не менее 2 ― 3 кг/кВ. см. значит, принимаем среднее значение в 3 ― 4 кг/кВ. см.
- Сбор данных по нагрузкам. Он ведётся по массе используемых материалов, с учётом эксплуатационных нагрузок, воздействия ветра и веса снега. Массу дома высчитывают по удельному весу стройматериалов и объёму здания. На дом, имеющий размеры 6*4 метра, требуется около 12 кубометров бруса, которые используются для стен. Ещё 3 ― 4 куба необходимо для кровли, цокольного и чердачного перекрытий. Удельная масса дерева равна 550 ― 600 кг/кубометр, значит, вес материалов для такого дома будет около 10 тонн. Под эксплуатационной нагрузкой понимается умножение площади дома на вес мебели, оборудования и людей, которые будут находиться в здании. Скажем, вычисленная средняя масса оказалась 340 кг/кВ. м, значит, эксплуатационная нагрузка составит 8,16 тонны.
- Ветровая нагрузка определяется умножением площади пола на коэффициент 40+15H. H ― в данной формуле обозначает высоту фасада. В этом примере она ― 3,6 метра. Значит, ветровая нагрузка равна 6*4*(40+15*3,6)=2256 кг.
- Нагрузка от снега рассчитывается исходя из площади крыши, которая умножается на коэффициент массы снега (примерно 175 кг/кВ. м. в средних широтах). Если высота фронтона составляет 2,1 метра, а площадь крыши 34 кв. м, то получается снеговая нагрузка 34*175=5950 кг. Подсчёт общих нагрузок на основании данных в этом примере показывает, что на фундамент и через него на грунт будет оказываться давление в 24,4 тонны.
- Зная нагрузку, приступаем к расчету количества свай и расстояния между ними. Для этого необходимо узнать несущую способность одной винтовой опоры. Это получается путём умножения площади лопасти винта сваи на показатель несущей способности грунта. Найти площадь пяты сваи можно в таблице, в которой указывают диаметр винтовых свай, нормированных по ГОСТ. Сваи имеют минимальный диаметр 300 мм, по таблице площадь пяты составляет 706 кв. см.
- Габариты свай выбирают по общим рекомендациям. Для деревянных домов наиболее подходят сваи СВ108. Глубина их погружения около 2, 5 метра. Одна свая в грунте с несущей способностью 3 ― 4 кг/кВ. м. способна выдержать от 2 до 2.8 тонны. Достаточно 10 ― 12 опор для выдерживания нагрузки в 24.4 тонны.
- При закладке под строящимся домом свай с деревянным или металлическим росверком, расстояние между опорами будет примерно 2 ― 2,5 метра.