Технология расчета свайного фундамента: как рассчитать количество свай

Выбор основания зависит от места строительства, результатов проведения различных видов изысканий, вида возводимой постройки и ее предназначения, ряда других факторов. В этой статье рассмотрим, что такое свайный фундамент под дом, как производят расчет материалов для работ и какое программное обеспечение применяют для проектирования.

Основания такого типа равномерно делят нагрузку на почву. При грамотном устройстве трещины и неравномерная усадка отсутствуют. Их применяют на местности с подвижными грунтами – основные элементы выдерживают вес строения, укрепляют почву, минимизируя ее смещение.

Классификация

Существует несколько видов фундамента, отличающихся по типу применяемых опор:

1. Из винтовых – применяются для строительства малоэтажных зданий на грунтах с наличием подземных вод на глубине более 3-х метров от поверхности. Это металлическая труба с буром. Расчет фундамента на сваях такого типа проводят с учетом характеристик материала опоры. Это единственный тип подобного основания, который можно обустроить без использования спецтехники. Однако нужно помнить, что металл при долгом контакте с грунтом поражается коррозией и теряет конструктивные свойства.

2. Из железобетонных – обладают способностью выдерживать длительные и усиленные нагрузки без деформации несущих составляющих опор. Прочность подбирают под конкретную постройку индивидуально, применяя бетон и арматуру разных классов и марок.

3. Из буронабивных – хорошо зарекомендовали себя при вертикально и горизонтально направленных воздействиях. Применяют для строительства зданий с количеством этажей более трех. Для малоэтажных строений этот тип устройства фундамента экономически невыгоден – он предполагает привлечение нескольких единиц спецтехники, большие затраты на материалы и подготовительные работы.

Перед тем как рассчитать свайный фундамент под дом, проводят комплекс проектно-изыскательных работ. На базе полученных результатов разрабатывают проектную документацию, чтобы максимально обеспечить прочность будущего основания и конструкции. Для этих целей идеально подходит программа Geonium от ZWSOFT. В софт можно внести все результаты изысканий, они автоматизировано сводятся в таблицы и документацию. Утилита может быть установлена на базовый САПР – ZWCAD профессиональной версии.

Общие сведения о технологии

Расчет количества винтовых свай для свайного фундамента проводят с учетом предельных состояний по группам.

К 1-й относят:

• несущую способность грунта;

• основания при наличии сильных нагрузок;

• прочность материалов свай и ростверков (верхней части опор, распределяющей вес).

Во 2-ю входят:

• смещения, повороты при горизонтальном давлении;

• осадки оснований при воздействии вертикальных взаимодействий;

• возможность образования трещин, деформации в ж/б конструкциях.

Проектирование такого типа фундамента разрабатывают на базе законодательных и нормативных актов:

1. СНиП 2.03.01. «Конструкции из бетона и железобетона».

2. СНиП 2.17.77 «Свайные фундаменты».

Выполнения установленных в этих документах требований обязательно.

Перед тем как воспользоваться услугами строительной компании, можно самостоятельно провести расчет свайно-винтового фундамента онлайн. Результат может быть неточным. Рекомендуем обратиться к профессионалам. Они используют специализированное ПО для проведения вычислений и проектирования. Популярные программы:

1. AutoCAD.

2. ZWCAD – по функциям является аналогом более дорогостоящего ACAD.

3. Модули, надстройки – СПДС Железобетон, СПДС Стройплощадка и другие.

Использование подобных технологий позволяет точно разработать модель будущего фундамента, предотвращая возможные разрушения конструкции.

Преимущества технологии

Выбор фундамента из железобетонных свай рассматривают, исходя из целей и задач будущего строительства. В сравнении с другими типами оснований они имеют достоинства:

• высокая устойчивость к силовым нагрузкам как продольного, так и поперечного направления;

• долговечность обусловлена включением металлических конструкций и высокого качества бетона;

• большой запас прочности дает возможность застройщику изменять постройку путем добавления еще одного этажа;

• надежность.

Такая разновидность опоры пригодна для строительства зданий высотой 9 и выше этажей, сооружений с повышенными требованиями к эксплуатации.

Причина надежности свайного фундамента обусловлена особенностями свай, к которым приварены лопасти. Они уплотняют почву и создают прочную опору.

Недостатки технологии

Несмотря на достоинства, этот вид фундамента все же имеет ряд минусов:

1. Для монтажа необходимо использовать спецтехнику.

2. Установка свай требует применения специальных молотов, которые вызывают сильное продольное колебание грунта и может нанести ущерб окружающим постройкам.

3. Для свободного маневрирования специальной строительной техники необходима довольно большая территория.

Несмотря на все свои недостатки, свайная основа из железобетона – это лучшее решение для строительства загородного коттеджа из-за своей прочности и долговечности.

Что нужно учесть при проектировании

При разработке проекта свайного фундамента под здания следует особое внимание уделить его максимальной долговечности, так как это основание достаточно дорогостоящее.

Срок службы сооружений (класс ответственности), согласно строительным нормам, делится на 4 группы:

• временные постройки с возможностью эксплуатации до 20 лет;

• дома высотностью до 5 этажей – 20-50 лет;

• здания выше 9 этажей – до 50-100 лет;

• группы общественных строений – более 100 лет.

Грамотно спроектированное основание продлит эксплуатацию постройки на длительное время. Для этого специалисты используют программное обеспечение, позволяющее сократить затраты времени и труда.

Исходные данные

Фундамент из свай проектируется строго в соответствии с нормами, установленными действующим законодательством, что указано в документации – СНиП, СП.

Инженерно-геологические и гидрологические исследования должны предоставить данные о:

• наличии слабых или неустойчивых грунтов, при этом указываются механические и физические (пористость, плотность, удельная влажность) характеристики.

• положении и химическом составе подземных вод;

• глубине промерзания почвы.

Данные о здании или сооружении должны содержать сведения о:

• этажности;

• наличии или отсутствии подвального помещения;

• конструктивных особенностей, материала строительства;

• классе ответственности;

• предельно допустимых показателях и возможность изменения постройки к осадке.

Сведения о нагрузках на фундамент:

• постоянные;

• временные, которые также делят на: длительные, кратковременные (нагрузка от снега, льда, крана, гололеда, температуры) и особые (сейсмические).

Когда производят расчет, эти факторы объединяют:

• основное (постоянные + все временные длительные нагрузки + кратковременные);

• особое (основное + временные особые).

В результате полученных данных начинают разработку проектной документации и изготавливают чертеж свайного фундамента.

Особенности проектирования фундаментов на железобетонных забивных сваях

Устройство такого типа постройки начинают с проведения исследований:

• гидрогеологических;

• инженерно-геологических.

После получения результатов изысканий приступают к проектированию, имея информацию о типе породы, глубине залегания подземных вод, отметке промерзания почвы в местности, где расположен объект строительства.

Осуществление этих работ имеет свои нюансы, поэтому нужно придерживаться правил:

• специалисты выкапывают или бурят шурф для исследований на глубину 2,5 метра и более;

• мероприятия проводят весной при максимальном поднятии уровня грунтовых вод;

• берут несколько отдельных проб породы для представления о ее составе в комплексе;

• в случае обнаружения на участке слишком высокого УГВ, при проектировании закладывают меры по защите фундамента от деформационного воздействия влаги.

На этой стадии определяют:

• необходимые материалы;

• вид свайных конструкций с его техническими характеристиками;

• несущую способность каждой опоры отдельно и общего поля.

Существует 2 способа, как рассчитать количество свай для свайно-винтового фундамента на дом из железобетона:

1. На онлайн-калькуляторе – для этого нужно иметь необходимые данные и просто ввести их в предложенную форму.

2. На месте – цифры могут быть не такими точными, как в предыдущем пункте, однако, это легко сделать самостоятельно.

Для вычислений нужно иметь данные:

• тип, плотность грунта;

• результаты анализа природного рельефа;

• определенное расстояние, где залегают более плотные грунты.

Для расчета необходимого количества опорных элементов нужно сосчитать углы, стыки внешних стен, соединенные с несущими перегородками. Именно здесь должны располагаться сваи – по периметру здания, с шагом не больше 3-х метров.

Подготовка площадки для строительства

После того как проект будущего объекта готов, начинают организационный этап. Размечают границы участка таким образом, чтобы со всех сторон от планируемого основания было еще минимум 2 метра. Далее проводят работы:

• срезают дерн (весь растительный покров) глубиной 15-20 см;

• убирают камни, мусор, корни;

• при наличии глинистого слоя, засыпают всю площадь подушкой, состоящей из песка и гравия;

• максимально выравнивают поверхность – удаляют холмы, засыпают впадины, результат проверяют уровнем.

Это важные действия, так как это влияет на прочность и безопасность будущего объекта.

Этапы возведения свайного фундамента – как рассчитать сваи под дом и начать строительство

Различают два типа таких оснований – наливные и винтовые. Их отличает устройство свайного основания:

• первые делают непосредственно на строительной площадке – стальная сетка заливается бетоном;

• вторые – представляют собой трубы, на заостренном конце которых приварены лопасти. Это более простая и менее затратная технология использования винтовых свай для фундамента.

При его устройстве необходимо соблюдать следующие этапы:

1. Разметка. Наносится путем рытья лопатой небольших углублений согласно чертежу.

2. Установка свай. Справиться с этим этапом можно самостоятельно силами двоих человек. Специальный прут монтируют в предназначенные для этого пазы. Когда вкручены все элементы, внутрь полости заливают раствор бетона. Этот материал обеспечивает фундаменту дополнительную целостность, надежность и устойчивость. Для дальнейшего крепления ростверка к сваям сверху приваривают горизонтальные швеллера. Расчет количества винтовых свай для свайного фундамента производится индивидуально для каждого здания или сооружения.

3. Последний этап – монтаж ростверка: его петли привариваются к опорам, затем все стыки замазываются раствором бетона.

Грамотное проектирование даст гарантию надежности будущей постройки.

Пример программного обеспечения для создания проекта

Проведение расчетов проводится в полевых условиях и при камеральной обработке результатов. Разработкой проекта объекта строительства должны заниматься только подрядные организации с лицензией на конкретный вид деятельности. Уровень квалификации и опыт работы специалистов – важная составляющая в этой сфере. Ошибка в проекте влечет за собой деформацию, нарушение целостности конструкции.

Профессионалы используют компьютерные программы, разработанные для осуществления максимально точных вычислений. Использование новейших технологий в проектировании устройства свайного фундамента и оснований снижает ресурсные затраты, экономят время, а также существенно снижают риск влияния человеческого фактора.

Компания ZWSOFT реализует серию специализированных программ, разработанных для инженеров, геологов, геодезистов, конструкторов и специалистов других областей. Цена лояльна для индивидуального приобретения и для крупных строительных компаний. Пользователь может выбрать базовый софт и приложения к нему.

В основном наши клиенты используют ПО ZWCAD.

Вместе с ними выбирают дополнения:

1. СПДС Железобетон – пакет программ, помогающих автоматизировать оформление двухмерных схем с маркировкой КЖИ, КЖ. Дополнение применимо вместе с надстройкой СПДС GraphiCS к ACAD/ZWCAD. Библиотека включает параметрические объекты арматурных изделий и элементов, благодаря чему пользователь получает динамические таблицы спецификаций конструкций и ведомости по движению металла.

2. VetCAD++ для ZWCAD является модулем, увеличивающим функционал САПРа. Имеет обширную пополняемую библиотеку свай, фундаментных балок и прочих элементов. VetCAD++существенно облегчает процесс заполнения документации по строительству. Позволяет изменять уже готовый образец, дополняя его новыми параметрами. Удобство для специалиста заключается в автоматизации рабочего процесса и в широкой доступности его применения.

Используйте предложенные программы для решения сложных задач!