Как рассчитывать свайный винтовой фундамент для дома или коттеджа

Перед тем, как приступить к возведению фундамента, необходимо выполнить расчет фундамента. Для свайного фундамента расчет сводится к определению шага свай, к их разбивке на плане фундамента как по периметру дома, так и внутри него, под внутренними стенами.

Для расчета любого фундамента необходимо определить его несущую способность, определяемую грунтом и площадью опоры фундамента, а также оценить вес, приходящий на него.

Вес дома складывается из многих составляющих:

Вес снегового покрова:

• для средней полосы России определяется по нагрузке в 100 кг/ м²;
• для юга России — 50 кг/м²;
• для севера России — до 190 кг/м².

(при острой крыше нагрузка от снега не учитывается).

Нагрузка от элементов крыши (стропила, обрешетка, кровля):

• для кровли из листовой стали — 20 — 30 кг/м²;
• рубероидное покрытие — 30 — 50 кг/м²;
• асбоцементные листы — 40 — 50 кг/м²;
• черепица гончарная — 60 — 80 кг/м².

Нагрузка от перекрытий:

определяется материалом самих перекрытий и плотностью используемого утеплителя или слоя звукозащиты.

С некоторым запасом предложим расчетную нагрузку от 1 кв. м перекрытия при пролете в 6 метров:

• чердачное по деревянным балкам с плотностью утеплителя 200 кг/м³ — 70 — 100 кг/м²;
• чердачное по деревянным балкам с плотностью утеплителя 500 кг/м³ — 150 — 200 кг/м²;
• цокольное по деревянным балкам с плотностью утеплителя 200 кг/м³ — 100 — 150 кг/м²;
• цокольное по деревянным балкам с плотностью утеплителя 500 кг/м³ — 200 — 300 кг/м²;

При определении давления перекрытий на стены необходимо учитывать, что нагрузка от них и от эксплуатационной нагрузки в большей степени распределяется между несущими стенами, на которые опираются балки перекрытий.

Эксплуатационная нагрузка (мебель, оборудование…):

Условно принимается равномерное распределение  нагрузки по всей площади перекрытий:

• для цокольного и межэтажного перекрытия — 210 кг/м²;
• для чердачного перекрытия — 105 кг/м²;

Вес от стен:

определяется для каждого конкретного случая, исходя из веса строительных и отделочных материалов.

При расчете веса дома необходимо учитывать и предполагаемую в дальнейшем перепланировку помещений, и увеличение этажности дома (если это предусматривается).

Несущая способность опор:

определяется типом грунта.

В таблице приведена несущая способность одной винтовой сваи. Она определена, исходя из прочности грунта и диаметра его опорной поверхности.

Твердое состояние глины соответствует нормальной её влажности. Высокая пластичность глины соответствует предельному насыщению глины водой при высокой пористости и встречается крайне редко.

В большинстве случаях, при выборе расчетной несущей способности грунта рекомендуется назначить среднюю её величину (среднюю для низкой и высокой пластичности).

Несущая способность винтовых свай.

При определении количества винтовых свай, необходимо увеличить расчетную нагрузку на 25 — 30%, для создания некоторого запаса прочности, перекрывающего неточности в выборе исходных данных. Кроме того, под внутренней несущей стеной, загруженной балками перекрытий с двух сторон, желательно шаг свай уменьшить на 20 — 30% по сравнению с внешними стенами.

Шаг винтовых свай, при возведении стен, не следует делать больше чем 2-Зм. Это позволяет обойтись небольшим поперечным сечением фундаментной балки. Винтовые сваи по внешнему периметру фундамента располагают по его углам и на пересечении с внутренними стенами дома.

Пример:

Определим разбивку свайного фундамента для двухэтажного дома 6×8 метров с внутренней силовой стеной и пологой крышей.

Строительство выполняется на глинистой, тугопластичной почве (несущая способность грунта принимается  — 4,5 кг/см2).

Исходные данные:

• Площадь кровли 50 м²;
• Площадь чердачного перекрытия 50 м²;
• Общая площадь перекрытий 1 и 2 этажа составляет 100 м²;
• Площадь внешних стен 160 м²;
• Площадь внутренних силовых стен 50 м²;
• Общий периметр фундамента 34 м²;

Итого:

Вес кровли с асбоцементными листами (50 кг/м²) — 2,5 т
Вес чердачного перекрытия (70 кг/м²) — 3,5 т
Вес перекрытий 1 и 2 этажа (100 кг/м²) — 10 т
Вес внешних стен (100 кг/м²) — 16 т
Вес внутренних стен (100 кг/м²) — 5 т
Вес фундамента (ростверк и сваи 85 кг/пог. м) — 3 т
Вес полезной нагрузки (люди, оборудование, мебель) — 26 т
Вес снегового покрова (100 кг/м2) — 5 т
Общий вес дома — 71 т

Для определения расчетной нагрузки увеличим общий вес на 30%, т. е. считаем, что он составляет: 92,3 т.

Т. к. внутренняя стена загружена перекрытиями с двух сторон, то принимаем шаг винтовых свай под внутренней стеной на 30% чаще, чем под внешней.

Одна винтовая свая по несущей способности грунта выдерживает 4,65 т.

Таким образом, необходимо 20 винтовых свай.

Из данного расчета можно дать и некоторые рекомендации по выбору материалов. При строительстве на слабых грунтах желательно использовать деревянные перекрытия и несущие стены минимального веса.

Расчет выполнен на основе:

СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ СНиП 2.02.03