Как рассчитать свайное поле. Как рассчитать свайный фундамент

На этой странице мы представляем подробное сравнение различных типов фундаментов и демонстрируем методику расчета свайного фундамента. На основе предоставленной информации вы сможете самостоятельно принять решение о том, какой из видов фундамента окажется более выгодным для вашего проекта.

Как рассчитать свайный фундамент

В тех регионах, где грунты характеризуются мягкостью и низкой несущей способностью, наиболее подходящими вариантами оснований для жилых и нежилых строений являются свайные и сваи с ростверком. Особенно это актуально при строительстве загородных домов в пригородах крупных городов, таких как Москва и Санкт-Петербург, а также в других городах европейской части России.

Установка свайного фундамента осуществляется в три основных этапа:

1. Подготовительный этап: в ходе него разрабатывается проект, проводятся испытания свай, а также осуществляется расчет необходимого количества материалов.
На данном этапе определяется не только тип фундамента, но и вид свай, их количество, технические параметры, а также особенности их расположения на строительной площадке.

2. Погружение свай. В зависимости от объема работ и сложности выполнения операции, сваи могут быть установлены как вручную, так и с использованием специальной техники. Существуют несколько распространенных методов погружения свай:

ударный метод;
вибрационный метод;
виброударный метод;
завинчивание (для винтовых свай);
бурение (для буронабивных свай).

Сваи могут располагаться одним из следующих способов: одиночным, ленточным, кустовым, сплошным или в виде поля (полосами или шахматным порядком).

Как правило, после завершения погружения следует обрезка или срезка оголовков свай.

Проект может предусматривать несколько типов ростверков: монолитный, сборный и сборно-монолитный. Ростверки также отличаются по степени заглубления: они могут быть низкими (утопленными в грунт), повышенными (на уровне поверхности грунта) и высокими (выше уровня грунта).

Из чего складывается цена на свайный фундамент

Цена свайного фундамента формируется из множества компонентов:

Составление проекта и сметы.
Испытание свай.
Стоимость самих свай.
Стоимость их транспортировки и погружения в грунт.
Монтаж ростверка (если он предусмотрен в проекте): материалы, их доставка, трудозатраты.

Виды свай для фундамента

Существуют две основные категории свай, которые различаются по механизму сопротивления осадкам свайных фундаментов: это стоечные и висячие сваи. Устойчивость висячей сваи обеспечивается за счет силы трения между её внешней поверхностью и окружающим грунтом, который сохраняет свою структуру после погружения. Стоечные сваи, в свою очередь, основаны на упоре, который находится у самого основания сваи и удерживает конструкцию на плотных слоях грунта, залегающих под ней. Кроме того, упор могут обеспечивать лопасти винтовых свай, которые уплотняют грунт во время установки.

Виды свай по методу установки:

Забивные сваи погружаются в грунт с помощью специальных механизмов, таких как строительные пневмомолоты. Ключевым моментом при их установке является то, что сила, действующая на свая, заведомо рассчитывается в контексте свайного фундамента. Это позволяет погрузить свая на столько глубоко, чтобы она достигла прочного слоя грунта, способного выдержать рассчитанную нагрузку. Данный тип свай считается весьма устойчивым, поскольку забивание дополнительно уплотняет грунт вокруг и под сваей. Тем не менее, монтаж забивных свай частенько не используется в строительстве малых и частных домов, так как требует применения специализированной тяжелой техники.

Это интересно: Как правильно паять паяльником с канифолью

Забивные сваи могут быть как цельнометаллическими, так и состоять из стальной трубы с приваренными лопастями на нижней части. Цельнолитые конструкции, естественно, предпочтительнее с точки зрения долговечности. Лопасти способствуют внедрению сваи в грунт во время завинчивания, а после установки они помогают распределить нагрузку на свайный фундамент, предотвращая его проворачивание. При этом в верхней части сваи есть специальные отверстия, которые позволяют ввинчивать ее в землю. Процесс монтажа вполне может выполняться вручную, с контролем вертикальности. Внутреннее пространство сваи заполняется бетоном для увеличения общей массы и защиты от коррозией.

Системы буронабивных свай не требуют предварительного использования металлоконструкций. В этом случае сваи создаются путем заливки бетона в предварительно пробуренные скважины. Если грунт недостаточно плотный, потребуется также установить опалубку. Данный способ является достаточно простым в применении и может быть использован при индивидуальном строительстве. Однако в процессе возникает риск того, что расчетная нагрузка на сваю может оказаться чрезмерной для выбранного слоя грунта.

В дальнейших примерах статьи будут использованы параметры предельной нагрузки винтовых свай, поскольку они являются наиболее распространенными. В таблице ниже представлены основные марки данных изделий.

Подробно о свайном фундаменте с ростверком

С одной стороны, ростверк представляет собой связующий элемент для отдельных свай, а с другой стороны, он служит основой для всего здания. Ростверк и сваи объединяются по-разному: либо попарно (ленточный тип связки), либо все оголовки объединяются в единую структуру (плиточный тип). Ростверки могут быть выполнены из следующих материалов:

Армированный бетон. Лента из бетона укладывается на оголовки свай, расположенные на уровне земли. В процессе проектирования также указываются места прокладывания неглубоких траншей, которые проходят вглубь ростверка.
Бетонный ростверк подвесного типа. Подобный принцип заключается в том, что между грунтом и ростверком оставляется промежуток. Этот зазор позволяет компенсировать возможные изменения в грунте, которые, тем не менее, должны быть в рамках допустимых норм.
Ростверк из железобетона. В этом случае в основу ставится двутавр и швеллер (СНиП рекомендует использовать швеллер с размерами 30 для монтажа под несущие стены).
Деревянные конструктивные элементы. Хотя их применение в последние годы существенно сократилось.

От чего зависит цена

Цена свайного фундамента зависит от нескольких ключевых факторов, наиболее заметными из которых являются условия работы и объем: характер и тип грунта, размеры строительного объекта, его удаленность от технических баз.

Это интересно: Что выгоднее для частного дома — три фазы или одна.

Важные параметры, зависящие от характера грунта:

Тип фундамента, который будет применяться;
Глубина забивки свай;
Основные технические характеристики свай (включая диаметр, длину и конструктивные особенности).

С точки зрения объема выполняемых работ необходимо учитывать:

Общее количество свай;
Тип и конструкция ростверка (установка монолитного бетонного ростверка, как правило, существенно дороже и требует больше времени);
Тип и количество применяемых единиц техники.

Удаленность объекта определяет километраж перемещения техники, что также отражается на общей стоимости.

Расчет ростверка свайного фундамента

Ростверк представляет собой критически важный компонент свайно-винтового фундамента, который соединяет отдельно стоящие стволы в единую систему и обеспечивает равномерное распределение нагрузки от веса строения на грунт.

Рекомендация специалиста: В отличие от определения количества свай, расчет ростверка следует поручать исключительно профессионалам, занимающимся проектированием фундаментов, поскольку учесть все факторы, влияющие на обвязку основания, крайне сложно без специальных знаний.

Рисунок: Варианты ростверков для обвязки винтовых свай

Расчет осуществляется по двум основным группам предельных состояний ростверка. Первая группа включает в себя:

Нормативная прочность материалов (железобетона, бруса, двутавровой балки или швеллера), которые используются для обвязки фундамента;
Несущие характеристики грунта, в который погружены сваи;
Несущая способность опорных столбов.

Вторая группа предельных состояний включает в себя:

Нормативная усадка свай под воздействием вертикальных нагрузок от веса здания;
Возможность смещения или крена свай под действием горизонтальных сил, которые могут возникнуть из-за перемещений грунта;
При проектировании железобетонных ростверков необходимо дополнительно учитывать факторы, которые могут привести к образованию трещин и их влияние на прочность конструкции.

Совет специалиста: Все расчеты проводятся в соответствии с нормами СНиП 2.03.01-84 «Пособие по проектированию ростверков под свайные фундаменты».

Ключевым этапом расчетов становится определение устойчивости ростверка к изгибающим воздействиям, которое вычисляется для каждой отдельной грани обвязки. Для этого используют специальные формулы:

Мхі и Муі — момент изгибающей силы на сечениях ростверка;
Fі — проектная нагрузка на свайную опору;
хі и уі — расстояние от осевой линии сваи до анализируемого сечения ростверка.

На основании проведенных расчетов определяются оптимальные размеры ростверка и его высота над уровнем грунта. Для устройства монолитного железобетонного ростверка минимальная ширина ленты должна составлять не менее 40 сантиметров, а высота — как минимум 30 сантиметров.

Для формирования железобетонной обвязки используется бетон марки не ниже М200 или М150, вся конструкция должна быть усилена каркасом из арматурных стержней класса А2 и А3, диаметр которых составляет от 10 мм.

При определении количества свай необходимо учитывать расстояние между сваями:

2 метра – для домов из легкого камня;
3 метра – для построек из бруса, каркасных домов и срубов; для деревянных ограждений;
3-3,5 метра – для легких конструкций, например, для заборов.

Это интересно: Как посадить абрикос весной: особенности и пошаговые рекомендации.

Для определения расположения свай рекомендуется ориентироваться на план первого этажа. Необходимо размечать значками каждый угол фундамента, где будут установлены сваи, а также точки стыка внешних стен с несущими перегородками. Далее следует двигаться по периметру внешних и внутренних стен, располагая сваи согласно предварительно установленному шагу (определенному для каждого типа строения, как было изложено выше). После выполнения этих шагов, можно будет заполнить оставшееся пространство, продолжая придерживаться выбранного шага расположения для свай.

Если в проекте предусмотрены элементы, такие как камин, балкон или терраса, стоит помнить о необходимости учета увеличенных коэффициентов для свай, особенно в зависимости от веса камина, и пометить сваи на внешних углах балкона или террасы. Если длина пристройки превышает 2-3 метра, нужно добавить сваи с учетом установленного шага.

После того, как расположение свай будет проведено на плане, следует произвести подсчет общего их количества.

Следует отметить, что расчет свайного поля технически возможен для самостоятельного осуществления. Однако мы настоятельно рекомендуем обращаться к специалистам, чтобы быть уверенным в том, что все расчитано без ошибок, а это, в свою очередь, гарантирует, что ваш фундамент будет выполнен в строгом соответствии с нормами и правилами, что обеспечит его долговечность.

Вы всегда можете обратиться к нам по электронной почте info@sv-fundament.ru или по телефону, чтобы задать любые интересующие вас вопросы, вызвать специалистов для проведения необходимых расчетов или исследований.

Расчет фундамента на винтовых сваях (свайного поля):

Пример

Рассмотрим пример, в котором мы посчитаем стоимость фундамента для террасы размером 4х3 метра под ключ при заказе на нашем заводе:

Выбираем категорию «Терраса».
Указываем размеры постройки — длина 4 метра, ширина 3 метра.
Длина свай — стандартная 2,5 метра.
Диаметр — рекомендуемый, составит 76 мм.
Тип обвязки — уголком с полной клеткой.
Адрес доставки — поселок Токсово.
Тип монтажа — с ручной установкой.

Нажимаем на кнопку расчета — у нас появляется результат с детальной разбивкой по пунктам. Общая стоимость заказа составляет 37 300 руб. Вы также имеете возможность изменять различные параметры и наблюдать, как меняется конечная цена: например, заменив уголок на профильную трубу или выбрав специальную технику вместо ручной установки.

Не забывайте, что все полученные вами данные считаются предварительными. Иногда требуется, чтобы специалист выехал на объект и произвел испытания грунта. По их результатам станет известен оптимальный типоразмер опор без ненужных переплат.