Расчет винтовых свай: подробное описание, формулы, примеры

Можно ли самостоятельно выполнить расчет количества винтовых свай, а также узнать необходимое положение на плане, расстояние между прутьями, диаметр и длину? Да, если вы дружите с математикой и способны использовать формулы. Если же вы не уверены в своих силах, то расчет количества свай и других параметров фундаментов лучше доверить профессионалам. Но изучить данный материал будет полезно всем хозяевам, которые собираются строить дом. Чтобы материал лучше закрепился, мы подробно разберем пример, где будет проведен расчет винтового фундамента.

Факторы, которые стоит брать в расчет:

• Наличие места для монтажа каждого прута;
• Уровень заглубления для винтовых опор;
• Количество прутьев;
• Последнее – тип почвы.

Чтобы посчитать общее количество, в расчет стоит брать такие характеристики, как диаметр, расстояние между сваями, а также несущая способность изделий вместе с длиной. Иногда мастера используют в строительстве сразу несколько видов винтовых опор. Этот шаг делается для этого, чтобы обеспечить максимальную устойчивость и долговечность постройки.

Расчет количества

Состоит расчет количества прутьев из 3-х этапов, на первом из которых определяется общая нагрузка. Сам этап можно поделить еще на несколько пунктов для облегченного восприятия:

1. Масса будущего дома. Сюда входят все элементы: фасадная отделка, межэтажные перекрытия, а также элементы интерьера.
2. Расчетная нагрузка, которая проявляется после заселения и постоянной эксплуатации здания людьми. В нормативных документах есть отдельный СНиП, посвященный нагрузкам и воздействием. В документе указано, что полезная нагрузка не должна превышать 150 кг/м2 для частного дома или 200 кг/м2 для офисного здания.
3. Нагрузка в зимний период от снежной массы. Особенно этот пункт важен в холодных регионах, где за зиму может выпасть много снега. Для примера можно взять третий снеговой район РФ. Для него в нормативных документах указано, что давление не должно быть больше 180 килограмм на каждый квадратный метра крыши.
4. Нагрузки, полученные из предыдущих пунктов, должны быть сложены и перемножены на 1,1-1,2 – общий коэффициент. В итоге получится цифра общей нагрузки, с её помощью можно будет посчитать не только количество, но и определить нужно расстояние между сваями.

Следующий этап – это поиск показателя несущей способности земли на участке, где будет вестись строительные работы. Благодаря этому параметру можно узнать, какую нагрузку может выдержать одна опора. Помимо почвы на этот показатель влияет и климатические особенности. К примеру, в холодных регионах глубина промерзания грунта больше, если сравнить с теплыми районами страны.

Существуют два варианта, которые позволяют определить несущую способность земли:

1. Специалисты проводят геологические исследования, которые подробно описаны в пункте 4.10 СНиП, относящемся к свайным основаниям.
2. Использование готового показателя. Этот вариант выбирается в том случае, если нет возможности провести исследования. В строительных документах присутствует расчетная нагрузка практически для каждого типа грунта.

Тут вы можете найти расчетную минимальную нагрузку для каждого типоразмера опорного элемента фундамента:

[ads-mob-1]

Определение расстояния между опорами

Расстояние между сваями должно быть примерно 2-3 метра, при частном строительстве четкие параметры редко соблюдаются. Но такое расстояние между сваями подойдет для дома с обычной нагрузкой (одноэтажная или двухэтажная стандартная постройка). Если жилище будет большим, а расстояние между сваями не будет превышать 3 метров, то дом может осесть.

В любом случае, решать, какое должно быть расстояние между сваями должен профессионал. К примеру, если здание будет построено на участке, где постоянно присутствуют ветра, то нагрузка на опоры уже изначально будет на 20% больше. Чтобы перестраховаться от несчастных случаев, инженеры добавляет не 20%, а 30-35% нагрузки. Есть такие нагрузки, которые начинают проявляться только после завершения строительства.

Пример расчетов

Для примера будет взята Новосибирская область, где мы будем возводить постройку из деревянного бруса. В проектной документации указано, что несущие стены должны быть сделаны из бруса с размером 150х150 миллиметров. Высота несущих стен по плану составляет 3,5 метров, а периметр будущей постройки и фундамента – 20 м (сруб составляет 4х6 метров). Жилище будет состоять из 4-х стен, потолка, пола, внутренних перегородок, сделанных из бруса, печки и деревянной мебели.

Удельная масса такого материала для строительства составляет 600 кг/м3. Чтобы понять, сколько нужно сруба, следует сложить все стены и перемножить на высоту: 9,45 м3. Внутренняя нагрузка на один квадратный метра дома составляет 100 килограмм. Теперь можно получить общий вес: 9,45+600+24×100=8070 килограмм.

Чтобы понять, какое должно быть расстояние между сваями и сколько должно быть опор, также нужно знать динамическую нагрузку постройки. В нашем случае это 350 кг/м2. В проекте будущего дома нагрузка будет 24×350=840 кг. Общее давление на почву будет равно 23010 кг – этот показатель можно получить при сложении всех полученных нагрузок. Расстояние между сваями в этом случае должно быть не более 3 метров, так как нагрузка от конструкции из бруса будет маленькой.

Для нашего примера идеальным количество будут 12 свай, диаметр сечения которых составит 150х150 мм. Четыре опоры будут расположены по углам постройки, под длинными стенами дома будет по две сваи, а под короткими – по одной. Две опоры будут использоваться для укрепления перегородок внутри постройки. Теперь можно найти и несущую способность каждого прута, для 23010 делим на 12, в итоге получается 1917,5 кг.

Полезная формула

Профессионалы выполняют расчет нагрузки на одну опору при помощи основной формулы, которая выглядит следующим образом:

(TTd2/4)xR

Выглядит сложно, но если разобраться во всех переменных, то понять формулу сможет даже человек, незнакомый с высшей математикой:

• R – радиус;
• ТТ- число Пи, которые вы наверняка знаете – 3,14;
• d –диаметр болта.

Для примера возьмем диаметр болта 30 см, а радиус будет составлять 4 кг. Если выполнить расчет, то получится 2826 кг.