Как правильно рассчитать фундамент под дом?

Свайные фундаменты – это наименее трудоемкая разновидность основания. Особых затруднений не вызывает даже расчет фундамента на винтовых сваях. Поэтому основания на сваях популярны не только в «бытовом», но и в коммерческом строительстве. К тому же, свая практически не имеет «противопоказаний к применению».

Расчет свайно-винтового фундамента: общие сведения

Согласно типовым рекомендациям, указанным в соответствующих СП и СНИП, расчет оснований выполняется следующим образом:

  • В самом начале, на основе инженерно-геологических изысканий, определяют параметры опорного грунта (несущую способность, состав, плотность, физические и химические свойства). Эти данные будут использованы в последующих расчетах. И от их точности зависит процесс оптимизации сметы строительства.
  • На следующем этапе выполняется сбор нагрузок – аккумулирование всех сил и моментов, нагружающих основание. Причем в качестве источников нагрузки рассматривают как статические (вес строения и прочее), так и динамические (снеговую нагрузку и так далее) усилия.
  • Далее наступает этап предварительного проектирования, в процессе которого формируется «черновая» конструкция фундамента.
  • Все параметры, вычисленные на этапе «чернового» проектирования нуждаются в проверке. Поэтому на следующем этапе предварительную конструкцию «прогоняют» сквозь специальные программы, моделирующие процесс взаимодействия основания с грунтом и строением. В итоге получается оптимизированная под конкретные условия конструкция.
  • В финале, на основе окончательных расчетов выполняются чертежи, и составляется прочая проектная документация.

Этапы проектирования свайно-винтовых оснований

С учетом вышеуказанных рекомендаций расчет основания на винтовых сваях предполагает следующие действия:

  • Па первом этапе определяется состав почвы. Для этого на участке бурят несколько скважин, заглубленных на 12 метров (максимальная длина одинарной сваи). Извлеченный из скважин грунт исследуется в лаборатории, где определяют его несущую способность, влажность, глубину промерзания и прочие характеристики. Кроме того, на особо сложных участках кроме исследования грунта выполняют еще и статические испытания натурных и контрольных свай, нагружаемых до отказа опоры.
  • На следующем этапе выполняют сбор нагрузок, вычисляя вертикальные и горизонтальные усилия, влияющие на опоры и ростверк.
  • Следующий этап —  расчет винтовых свай для фундамента – предполагает вычисления, проводимые на основе информации о нагрузках, несущей способности основания и прочностных характеристиках конструкционного материала опор. В результате этих вычислений определяют габариты опор, высоту цоколя, количество свай и форму свайного поля.
  • В финале, по полученным данным выполняют расчет стоимости фундамента на винтовых сваях, проводимый на основе усредненной стоимости строительных материалов и работ, проводимых в процессе сборки фундамента.

Но хватит теории. Давайте перейдем к практике и проведем черновой расчет свайного основания для дома из бруса с габаритами 6 на 4 метра, разделенного одной межкомнатной перегородкой.

С чего начать расчет?

Итак, вы уже знаете, какой дом будете возводить на вашем участке. Все, что вам нужно – последовательно пройти через ряд этапов, большая часть которых сводится к проведению аналитической работы:

  • оценить характер грунта;
  • просчитать нагрузку от здания;
  • провести расчет площади фундамента, вернее – площади его подошвы;
  • определиться с параметрами буронабивных свай и их количеством

Оцениваем качественные параметры грунта

В статье «Расчет фундамента» мы приводили достаточно полную информацию о том, как самостоятельно оценить показатели грунта, а также рассчитать требуемую площадь подошвы фундамента. Там же вы можете посмотреть примерный расчет буронабивного фундамента. Стоит учитывать условие, что буронабивное свайное основание не подходит для участков с высоким УГВ.

Рассчитываем нагрузку от дома

На данном этапе необходимо прикинуть примерную нагрузку от будущего сооружения. Как это сделать, описано в этой статье. По сути, требуется лишь просуммировать массу стройматериалов, которая пойдет на строительство надземной части дома – сделать это несложно, имея в своем распоряжении сводные таблицы со средними значениями удельной массы.

Расчет параметров и количества буронабивных свай

Очевидно, что от параметров опор, в том числе – от площади подошвы каждой сваи, зависит их требуемое количество. Порядок расчетов такой же, как и при расчете столбчатого фундамента. В конце статьи, на которую мы ссылаемся, приведен пример того, как определиться с количеством опор. Не забываем о том, что минимально допустимый шаг между сваями составляет 2 метра, и все опоры необходимо объединить в одну систему обвязкой железобетонным ростверком. Уже на этом этапе можно «на бумаге» провести достаточно точный расчет прочности фундамента – выдержит ли он воздействия, как со стороны здания, так и со стороны грунта?

Сколько бетона и арматуры потребуется на устройство буронабивного основания

На этапе, когда вы определились с количеством буронабивных свай, самое время определить требуемый объем бетонной смеси. О том, как это сделать, мы писали здесь – рекомендуем ознакомиться с этой тематической статьей. Не забываем и про арматуру для фундамента. При желании, вы можете самостоятельно приготовить бетонную смесь прямо на участке – так будет дешевле и, благо, буронабивное основание нетребовательно к срокам заливки: сваи можно заливать так, как вам удобно!

Читайте также:  Вентиляционные продухи в доме: почему не стоит закрывать на зиму

(Пока оценок нет)

Расчет свайного поля фундамента на винтовых сваях.

Калькулятор

Чтобы правильно рассчитать количество необходимых опор нужно знать количество углов и стыков внешних стен с несущими перегородками. На этих местах обязательно должны быть сваи. Также необходимо учесть, что расстояние между конструкциями не должно превышать 3 метров. Если в строении планируется установление камина или печи, то под этим прибором обязательно должна находиться свая. Но для правильного расчета свайного поля необходимо знать диаметр трубы, показатели которого зависят от величины совокупности нагрузок.

  • Общий вес стен, плит перекрытия и кровли.
  • Полезная нагрузка человека.
  • Нагрузка снегового покрова.

Например, для щитового двухэтажного дома целесообразно использовать опору диаметром 108 мм. Но для качественного расчета винтовых свай для фундамента нужно учитывать и необходимую длину изделия. В этом случае нужно учесть перепад высот и состав грунта. При расчете количества свай для фундамента на калькуляторе важно предусмотреть запас длины трубы. После установки лишняя длина легко обрезается до нужного значения.

Что нужно менеджеру для точного расчета?

Для определения стоимости фундамента на сваях нужно использовать дополнительную информацию о конкретном здании (несущей конструкции) и участке:

  • Число углов задает форму основания. Технология позволяет возводить не только прямоугольные конструкции.
  • Количество этажей и перегородок корректирует требования к нагрузке или несущей способности фундамента.
  • Тип почвы позволяет определить степень заглубления, чтобы исключить деформацию опор при промерзании грунта.
  • Рельеф. При большом перепаде высот или строительстве на уклоне, нужно снимать грунт или поднимать нижнюю сторону за счет удлинения опор.
  • Высота над землей. При высоте от 60 см обязательно обустраивается ростверк из горизонтальных стальных или деревянных балок.

Все эти данные позволят сформировать конкретные требования к материалам и характеристикам будущего свайного фундамента. В результате будет предложено несколько вариантов с учетом требуемой нагрузки, бюджета, особенностей климата, других факторов.

При возникновении вопросов или сложностей с расчетами параметров ростверка, свяжитесь с менеджером. Опытный специалист поможет выбрать свайно-винтовой фундамент для конкретного здания.

Производим монтаж свайно-винтового фундамента и реализуем винтовые сваи в Баган, Барабинск, Болотное, Венгерово, Довольное, Здвинск, Искитим, Куйбышев, Карасук, Каргат, Колывань, Коченёво, Кочки, Краснозёрка, Купино, Кыштовка, Маслянино, Мошково, Обь‎, Ордынск, Северного района, Сузун, Татарск, Тогучин, Убинка, Усть-Тарскс, Чаны, Черепаново, Черепаново, Чистоозёрка, Чулым, Чик.

Преимущества и недостатки

Перед тем, как установить конструкцию, следует ознакомиться с положительными и отрицательными сторонами вопроса и изучить важные эксплуатационные характеристики.

Преимущества и недостатки

К плюсам фундамента из железобетонных свай следует относить

  • Положительный результат строительства на проблемных участках (за исключением скалистого грунта)
  • Быстрота. Сооружение может быть установлено в течение суток, в то время как традиционный метод возведения фундамента требует не менее 7 дней. После этого можно тотчас же производить строительство несущих конструкций (монолитное основание позволяет продолжать работы только спустя 3-4 недели).
  • Сведение до минимума материалов для строительства и земляных работ.
Преимущества и недостатки
  • Всесезонность. Формирование фундамента на забивных железобетонных сваях реально осуществлять в любое время года независимо от климата и погоды.
  • Длительность использования. Жб сваи под фундамент весьма износоустойчивы и способны противостоять любым погодным катаклизмам. Термин их пригодности может составлять около полторы сотни лет.
  • Прочность. Железобетонным сваям для фундамента, в конструкции которых использованы металлические стержни, свойственна способность переносить разнонаправленные нагрузки, что является необходимым качеством на неустойчивых участках.

Фундамент на забивных железобетонных сваях имеет всего лишь несколько минусов.

Преимущества и недостатки
  1. Возможность оседания или искривления фундамента. Всегда существует возможность недостоверной характеристики глубинной почвы, поскольку не представляется возможным рассмотреть многометровый слой.
  2. Обязательное использование дорогостоящей специализированной техники для установки свай.
  3. Отсутствие подвального и цокольного помещения – реальные неудобства, с которыми придется столкнуться людям, принявшим решение о возведении фундамента на железобетонных сваях.

Расчет необходимого числа опор под основание

Чтобы конструкция была прочной, следует знать, как рассчитать фундамент на винтовых сваях. Как будете рассчитывать фундамент, то не забудьте учесть некоторые аспекты, а именно:

  • тип почвы на месте возведения будущего строения;
  • число опор;
  • насколько возможно заглубить сваю;
  • места установки металлических опор.

Всякая опора обладает своими габаритами, что также следует учитывать при подсчетах числа опор: это длина, ее диаметр и несущая способность. Определение длины сваи является очень важным моментом. В противном случае конструкция со временем может просесть. Во избежание подобного, нужно чтобы длина опоры достигала твердые подстилающие породы. Эта величина зависит от следующего:

  • грунта (особенно если строение будет тяжелым);
  • уровня перепада высотных отметок.
Расчет необходимого числа опор под основание

Вычисление параметра несущей способности понадобится для того, чтобы основание выдержало предстоящие нагрузки. Перед тем как рассчитать количество опорных столбов для фундамента, определяемся с типом почвы. Стабильная и ровная поверхность не доставит хлопот с подсчетами. Некоторые сложности составят неровные рельефы, а также наличие различного типа грунта. Но это доставит только трудности в расчетах, но не в установке металлического основания. Диаметр опор, используемых для свайно-винтового основания, является не менее важным аспектом. Его выбор будет зависеть от назначения и массы будущего здания. Существует четыре основных размера:

  • 57 мм: опоры с таким диаметром применяются при возведении заборов, выполненных из сетки;
  • 76 мм: эти сваи способны выдержать конструкцию, вес которой не превышает 3000 кг; они предназначены для небольших хозпостроек, для ограждений из дерева или профлиста;
  • 89 мм: опора выдерживает вес конструкции от 3000 до 5000 кг; такой фундамент можно применять под строительство небольших одноэтажных щитовых либо каркасных домиков, пристроек, веранд и для заборов с большой массой;
  • 108 мм: основание способно выдерживать вес в 5000–7000 кг; применяют такие опоры в домостроении с одним либо двумя этажами, где сооружения выполнены из газобетона, либо пеноблоков, бревна или бруса.
Читайте также:  Как заменить блочный фундамент на свайный

С целью создания более крепкой основы в строительстве можно применять одновременно несколько разновидностей винтовых свай.

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.

Допустимые нагрузки на винтовые сваи с учетом особенностей участка

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;

Допустимые нагрузки на винтовые сваи с учетом особенностей участка

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.

Допустимые нагрузки на винтовые сваи с учетом особенностей участка

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.

Резюме

Мы рассмотрели, как рассчитать, сколько нужно бетона для фундамента. Отметим, что в статье приведены основные принципы определения объема конструкций без учета их особенностей. Но зная их, вы сможете без затруднений самостоятельно высчитать требуемое количество расходных материалов.

Сколько надо цемента на фундамент – самый актуальный вопрос, ведь от решения зависит качество и долговечность конструкций. Мы не рекомендуем опираться на сведенные таблицы со средними значениями – они не учитывают всех тонкостей расчёта, выбора компонентов и их характеристик. Таблицы носят информативный характер и не являются эталонными. Стоит опираться на пропорции компонентов – они составлены по СНиПам.

Следуя приведенным алгоритмам, вы сможете узнать, сколько нужно бетона/цемента на заливку фундамента той или иной конструкции, если нет возможности сделать это на профессиональном калькуляторе.

Расчет кубатуры ленточного основания

Ленточный фундамент укладывается достаточно просто и имеет надежное основание. Его используют для частного и малоэтажного строительства. Рассчитывать фундамент дома с ленточным основанием несложно. Он имеет прямоугольное сечение, поэтому в расчете нужно ширину фундамента умножить на высоту, а затем на общую длину. Следует учитывать, что часть основания залегает под землей, а часть – возвышается над грунтом. В расчете объема нужно складывать обе составляющие. Причем высота ленты должна быть как минимум вдвое больше ее ширины.

Рассчитать фундамент по несущей способности грунта очень просто, несмотря на видимую сложность и большой объем

Расчет кубатуры ленточного основания

Часто, ленточный фундамент под несущие и простые стены монтируется разной глубины и ширины. Это нужно учитывать при расчете общего объема. Можно использовать калькулятор ленточного фундамента, где учитываются все составляющие основания со своими размерами.

Заливка скважин. Армирование свай фундамента

Перед заливкой бетоном каждая из скважин армируется. Арматура раскладывается продольно по всей длине сваи. Для каждой из столбовых опор достаточно 4-6 прутьев диаметром 12-10 мм. Для придания устойчивости каждая из арматур предварительно сваривается между собой проволокой. Получается своеобразный каркас (закладная), который вставляется в подготовленную скважину. Арматура обязательно должна выступать над сваей – ее длина должна быть такова, чтобы сцепление с ростверком было достаточным. Расстояние от стен скважины (в случае установки опалубки – от стен опалубки) до прута – не менее 5 см.

Во избежание появления воздушных карманов бетонирование должно осуществляться послойно по 25-30 см. Каждый последующий слой плотно утрамбовывается лопатой-штыковкой или вибратором. Чтобы не допустить швов на стыках, заливка каждого последующего слоя производится до высыхания предыдущего.

Правила расчета фундамента свайного типа

Свайный фундамент выбирается при строительстве дома на слабых, неоднородных и неустойчивых грунтах, площади дома свыше 200 м2 (в этом случае вложения на монолитную конструкцию превышают затраты на установку опор и обвязки), возведении построек на неровных участках.

Длина опор подбирается исходя из перепада высотных отметок и параметров грунта: они закладываются ниже уровня промерзания, основание должно упираться в устойчивые слои почвы.

Для обеспечения надежной и безопасной эксплуатации дома при минимуме вложений важно правильно рассчитать их число, все факторы способны учесть только специалисты, но применить несложный алгоритм может любой начинающий строитель.

Методика расчета свайного фундамента

Исходными данными служат параметры грунта, тип и площадь дома и ожидаемые весовые нагрузки. Расчет проводится на этапе составления проекта, все используемые материалы и объемы строительных конструкций должны быть известны. Определяется величина совокупных нагрузок, включающая:

1. Фактическую массу: стен, полов, кровли, перекрытий. Для получения этого параметра нужно знать удельный вес каждого стройматериала, при отсутствии информации от производителя применяются табличные данные.

2. Полезную нагрузку. Согласно СНиП среднее значение, используемое при расчете фундаментов на сваях для жилых построек, составляет 150 кг/м2, зная площадь здания, несложно найти искомую величину. Учет этажности обязателен.

3. Снеговую нагрузку. Объем выпадаемого покрова зависит от региона, согласно вышеупомянутому стандарту на юге РФ ее расчетное значение – 50 кг/м2, в средней полосе – 100, на севере – 190.

Совокупная весовая нагрузка, действующая на фундамент, умножается на поправочный коэффициент (1,2). Далее следует найти несущую способность одной штуки и рассчитать их требуемое число.

Важно правильно выбрать тип и размеры сваи, параметры грунта и глубина промерзания должны быть подтверждены (в лаборатории или путем забивки эталонного образца), в противном случае возрастает риск опрокидывания здания или экономически неоправданных затрат.

Для определения количества стройматериала и проверки собственного расчета стоит воспользоваться онлайн-калькулятором, также с его помощью можно составить схему размещения опор.

Выбор оптимального диаметра

Требуемое сечение зависит прежде всего от типа и веса постройки. В частном строительстве наиболее востребованы винтовые сваи в 57, 76, 89 и 108 мм, последние две используются для возведения фундаментов жилых домов, в особо сложных случаях приобретаются изделия с диаметром в 133 мм. Рекомендуемая сфера применения приведена в таблице (для лопастного типа):

Диаметр, мм Максимальная несущая способность, кг Оптимальный тип постройки
57 800 Легкие ограждения из рабицы
76 3000 Заборы средней тяжести (из дерева, профлиста и пористых блоков), легкие хозяйственные постройки
89 3000-5000 Ограждения из тяжелых стройматериалов, фундаменты для каркасного дома, пристройки, бани и другие одноэтажные здания
108 5000-7000 Одно- и двухэтажные дома из бруса, легких марок бетона, каркасно-щитовых конструкций

Диаметр всегда подбирается из учета потенциальной нагрузки, фундамент для каркасной бани, беседку или пристройку возводят на 89 мм сваях, жилой малоэтажный дом – 108 мм. Для тяжелых строений (кирпичных, трехэтажных и т.д.) этот тип не рекомендуется, его выбирают при отсутствии других вариантов, расчет опор в этом случае требует привлечения специалистов.

Определение несущей способности одной сваи

Среднее значение этой характеристики зависит от диаметра трубы и лопастей, длины и прочности грунта-основания, оно обязательно указывается производителем. При желании величина допустимой нагрузки находится по формуле: N=F/k, где:

  • F – неоптимизированное значение несущей способности, которое можно рассчитать самостоятельно, достаточно умножить диаметр лопастей винтовой сваи на прочность основания (табличная величина).
  • K – поправочный коэффициент: 1,2 при точном знании типа грунта (проведении зондирования и лабораторных испытаний), 1,25 – определении характеристик почвы с помощью установки эталона (оптимальный вариант в плане затрат и потраченного времени), 1,4-1,75 – при отсутствии данных о геологических особенностях участка или самостоятельных испытаниях.

Эта формула не учитывает глубину заложения лопастей и характер работы (на выдергивание или на сжатие), правильно рассчитать несущую способность одной винтовой сваи могут только специалисты. Для упрощения рекомендуется применять табличные данные.

На завершительном этапе общий вес дома делится на допустимую нагрузку для одной опоры, итоговое число округляют в ближайшую большую сторону. Все полученные данные используются в дальнейшем при расчете ростверка.

Схема размещения составляется с учетом строительных требований, плана несущих конструкций и рекомендуемого интервала, зависящего в свою очередь от веса материалов стен.