Низкая себестоимость винтовых свай делает их весьма привлекательными для устройства фундаментов под индивидуальные постройки.
Однако многие застройщики сталкиваются с проблемой подбора оптимальных параметров опор, их необходимом количестве. В этом вопросе единых рекомендаций не существует: каждый участок имеет свои геологические особенности, да и строительные материалы используются разные – от дерева до пенобетона.
Чтобы избежать ошибок и не подвергать постройку риску разрушения, необходимо произвести расчет винтовых свай для фундамента.
Содержание статьи
Цель расчета
Целью расчета винтовых свай является определение их несущей способности.
Данный параметр зависит от двух основных составляющих:
- несущей способности грунта;
- площади лепестка (винтовой спирали) сваи.
Остальные параметры сваи на несущую способность фундамента оказывают настолько малое влияние, что ими можно пренебречь.
Определение площади подошвы лепестка винтовой спирали
В процессе вкручивания винтовая часть сваи уплотняет грунт под поверхностью нижнего лепестка лопасти, увеличивая тем самым несущую способность последнего.
Площадь подошвы рассчитывается по всем известной формуле:
S = πR2, где
R – расстояние от самой крайней точки образующей (контура) лепестка до центра самой сваи.
Несущая способность грунта
Несущую способность грунта рассчитать могут только специалисты, опирающиеся на геологические исследования строительной площадки. Для частных застройщиков достаточно знать состав грунтов и уметь пользоваться справочными таблицами.
В каждом населенном пункте старожилы обычно знают, на какой глубине расположен несущий слой грунта, и что он собой представляет. Вам остается лишь заглянуть в справочник и найти соответствующие характеристики.
Примерная таблица несущей способности грунтов:
| Тип грунта | Расчетное сопротивление (кг/кв. см) | |
| Глина | Полутвердая | 6 |
| Тугопластичная | 5 | |
| Мягкопластичная | 4 | |
| Суглинки и супеси | Полутвердая | 5,5 |
| Тугопластичная | 4,5 | |
| Мягкопластичная | 3,5 | |
Подобные таблицы содержатся не только в строительных справочниках, но и в СНиПах.
Порядок расчета несущей способности винтовых свай
Определив площадь подошвы лепестка и несущую способность грунта, можно приступать к расчету несущей способности опоры. Для этого надо просто перемножить эти две величины.
Например, если площадь подошвы составила 706,5 кв. см (при диаметре 300 мм), а сопротивление грунта – 6 кг/кв. см, несущая способность сваи составит:
706,5 х 6 = 4200 кг
Однако вышеприведенный расчет не соответствует реальной картине по одной просто причине: в нем не учтен такой важный параметр, как запас прочности винтовой сваи.
Для получения более точного результата следует произведение площади лепестка и сопротивления грунта разделить на коэффициент запаса прочности.
Его значение зависит от количества свай, которые будут установлены в основание постройки и находится в диапазоне 1,4-1,75. При установке пяти свай коэффициент запаса равен 1,75, двадцати – 1,4. Промежуточные значения рассчитываются методом интерполяции.
Если опорная способность грунта определялась при помощи эталонной сваи, коэффициент запаса следует принимать равным 1,25. При полноценном исследовании с привлечением лабораторий он будет равен 1,2.
То есть несущая способность сваи с диаметром лопасти в 300 мм на глине с учетом коэффициента запаса составит 4200/1,2 = 3500 кг.
Расчет необходимого количества свай
Для расчета количества винтовых свай для фундамента требуется два параметра:
- несущая способность одной сваи;
- полная нагрузка на фундамент.
Необходимое количество опор равно частному от деления полной нагрузки на несущую способность одной сваи.
Как определяется несущая способность сваи, мы уже разобрали. Осталось подсчитать общую нагрузку. Для этого складываются веса абсолютно всех строительных материалов, которые будут использованы при строительстве. К полученному результату надо прибавить ветровую и снеговую нагрузки – это и будет полная нагрузка на несущее основание.
Поскольку расчетная часть строительства проводится до начала строительства, необходимо теоретически определить потребность в материалах.
Это можно сделать, имея на руках хотя бы простейший эскиз будущей постройки с нанесенными на него размерами: длины, ширины и высоты здания, высоты конька крыши и угла ее уклона.
На эскизе должно быть указано, какой материал будет применяться при возведении того или иного элемента постройки. Подсчитав площадь каждого из них, можно подсчитать вес материала, необходимого для его устройства.
Иногда площади бывает недостаточно, тогда методом ее умножения на толщину элемента определяется его объем. Умножив объем на плотность строительного материала, можно узнать его вес.
Снеговые и ветровые нагрузки принимаются в зависимости от региона строительства. Их нормативные величины можно найти в строительной справочной литературе или в тех же СНиПах. Они даются из расчета на 1 кв. м крыши. Чтобы подсчитать нагрузку для конкретного случая строительства, надо норму умножить на площадь крыши.
Вам предстоит кропотливая работа по определению необходимого количества винтовых свай для фундамента: расчет нагрузки отнимает много времени, особенно у неопытных строителей. Но только таким образом можно рассчитать нагрузку на сваи правильно.
Последним действием вашего расчета будет деление полной нагрузки на несущую способность сваи. Таким образом вы узнаете, сколько свай вам необходимо завинтить в грунт, чтобы ваша постройка стояла крепко.
Может быть Вас интересует какие бывают виды свайных фундаментов?
Хотите узнать все про устройство водяного теплого пола под плитку?
Корректировка расчетного количества свай
В процессе расчета числа свай определяется их минимально допустимое количество. Но иногда может потребоваться корректировка результата в сторону увеличения: максимальное расстояние между винтовыми опорами не должно превышать 3 м.
Оно лимитируется прочностью ростверка. Так что принятое количество свай может быть больше расчетного.
Как видите, расчет фундамента из винтовых свай для дома – дело не совсем простое. Если у вас нет склонности к такого рода работе – воспользуйтесь услугами инженеров: для них это дело привычное.
Специалист выполнит расчет гораздо быстрее, ведь у него есть опыт, да и вся необходимая литература всегда под рукой.
Видео о расчете фундамента на винтовых сваях.
