Расчет винтовых свай для фундамента

Балансирование между необходимостью и избыточностью

Учитывая то, что в расходах на строительство загородного дома возведение фундамента составит немалую долю, вполне понятно желание индивидуального застройщика минимизировать параметры этой части здания. И если расчетные глубина и ширина фундамента – параметры, с которыми приходится смириться, то в отношении надземной высоты основания возможны варианты.

От чего зависит видимая (надземная) высота фундамента

Необходимо понимать, что эта часть основания служит связующим звеном, своеобразной перемычкой на смежном участке «грунт – внешняя среда». А этот участок, как никакой другой, в процессе эксплуатации здания подвергается воздействию внешних факторов – повышенной влажности и температурных колебаний. Фундамент необходимо поднимать выше нулевой отметки со следующими целями:

для устройства цоколя дома, когда часть фундамента берет на себя роль цоколя. Очевидно, что цельная конструкция отличается лучшими характеристиками, нежели конструкция «фундамент + цоколь»; для защиты стен дома от повышенной влажности. Даже несмотря на отмостку, боковая нижняя часть дома будет постоянно увлажняться, поэтому переход «фундамент – стены» лучше поднять как можно выше. Насколько конкретно? Минимум на 200 мм от земли, можно и выше. Наблюдательный застройщик в одну из зим может оценить толщину снежного покрова на участке, к которой можно добавить 100 мм и получить оптимальную высоту фундамента; нередко фундамент возвышается над землей ввиду устройства подвального помещения. В этом случае высота основания определяется исходя из проектных данных; для столбчатых и свайных фундаментов минимальный подъем над землей составляет также 200 мм, это требуется, чтобы пучинистый грунт не оказывал воздействия на постройку

Высота может быть больше, например, если рельеф строительной площадки имеет уклон; при расчете высоты фундамента необходимо также принимать во внимание возможную усадку дома, величина которой зависит от характеристик грунта и нагрузки на него со стороны сооружения; увеличение высоты в ряде случаев позволяет предотвратить разрушение материала стен здания. Особенно это касается деревянных построек, к примеру бань

В этом случае либо сразу устраивают высокий фундамент (около 500 мм), либо возводят цоколь из других строительных материалов

В этом случае либо сразу устраивают высокий фундамент (около 500 мм), либо возводят цоколь из других строительных материалов.

Резюмируя вышесказанное

Нужно определить высоту надземной части фундамента. Учитываем минимум в 200 мм. Оцениваем толщину снежного покрова и при необходимости изменяем параметры основания постройки. Чем выше фундамент расположен над землей – тем лучше и тем меньше необходимо усилий для сохранения нижней части дома. Оптимальными значениями считаются 350–400 мм над уровнем земли. Не забывайте о гидро- и теплоизоляции надземной части фундамента! Эти меры не только сохранят основание постройки (предотвратят просачивание влаги и разрушение арматуры фундамента), но и сократят тепловые потери.

Как определить коэффициент условий работы сваи

Чтобы определить γс, необходимо воспользоваться следующей формулой:

где γ1 может принимать значения 0,8, 1,0 или 1,2 при расстояниях между осями опор под дом равными 1,5, 2,5 и 5 м соответственно;

γ2 принимается равным 1,0 при нормальных режимах монтажа свай, либо 1,2 — при аварийном и монтажном режиме работы;

γ3 может принимать следующие значения:

• 1,0 – при промежуточном прямом распределении устройств;
• 0,8 – для промежуточных угловых, свайных, свайно-угловых, концевых распределениях порталов устройств;
• 0,7 – для специальных порталов устройств.

γ4 может быть равным 1,0 при использовании грибовидных оснований и анкерных плит с защемлёнными стойками в грунте, либо 1,15 для анкерных плит с шарнирными опорами на основание.

Конкретные цифры для расчётов

В случае, когда сложно либо невозможно определить несущую способность грунта, принимается значение 2,5 кгсм2,  это усреднённый показатель для грунтов российской средней полосы.

Исходные данные для расчёта свайных фундаментов

Максимальный шаг винтовых свай для малоэтажного и хозяйственного индивидуального строительства:

• строения из бревна или бруса 3 м;
• сооружения каркасного либо сборно-щитового типа 3 м;
• здания с несущими стенами из облегчённых блоков 2,5 м;
• дома из кирпича и полнотелых бетонных блоков 2 м;
• монолитные сооружения 1,7 м.

Для кустов свай под печи, колонны и подобные сооружения с сосредоточенной нагрузкой допустимое минимальное расстояние между сваями 1,5 м, для веранд и аналогичных построек 1,2 м.

Вес конструкций и частей зданий

Предпочтительный ориентир при отсутствии точной информации максимальное значение.

Стены :

• кирпичные 600-1200кгм2;
• бревенчатые 600 кгм2;
• газо- и пенобетонные 400-900 кгм2;
• каркасные и панельные 20-30 кгм2.

• листовая сталь, в т.ч. металлопрофиль и металлочерепица 20-30 кгм2;
• листы асбоцементные 60-80 кгм2;
• рубероид и другие мягкие покрытия 30-50 кгм2.

Перекрытия:

• деревянные с утеплителем 70-100 кгм2;
• цокольные с утеплителем 100-150 кгм2;
• монолитные армированные 500 кгм2;
• плитные пустотелые 350 кгм2.

Технические характеристики

К техническим характеристикам винтовых свай относится:

• длина и материал ствола;
• диаметр ствола;
• вид лопастей, способ их соединения с телом сваи.

Диаметр

Диаметр свайных стволов подбирают из стандартного ряда, соотнося с расчётной нагрузкой:

• ᴓ89мм (лопасть ᴓ250мм) — под несущую нагрузку не выше 5 тонн (каркасно-щитовые строения в 1 этаж);
• ᴓ108мм (лопасть ᴓ300мм) — под несущую нагрузку до 7 тонн (дома из бруса, пеноблоков, каркасные двухэтажные);
• ᴓ133мм (лопасть ᴓ350мм) — под несущую нагрузку до 10 тонн (строения из кирпича, газобетона, швеллера).

Длина

Длину свай подбирают, основываясь на показателях плотности грунта (по таблице) и перепадах высот на участке застройки:

• при залегании суглинков до 1 м от поверхности длина сваи — 2,5 м;
• рыхлый грунт или плывун — длина сваи определяется по длине бура, достигшего плотных слоёв;
• при перепадах высот рельефа длина свай может отличаться на 0,5 м для разных участков.

Количество опор и расстояние между ними

Оптимальное расстояние между опорами:

• 2-2,5 м — для деревянных каркасов и блочных строений;
• 3 м — для домов из бруса и бревна.

Важно: для обеспечения надёжности цоколь строения не должен подниматься над землёй выше, чем на 60 см, а длина сваи должна иметь запас 20-30 см. Произведя вычисления по формуле К = P*k/S, необходимо распределить положение свай в периметре для сбалансированности принимаемой ими нагрузки:. Произведя вычисления по формуле К = P*k/S, необходимо распределить положение свай в периметре для сбалансированности принимаемой ими нагрузки:

Произведя вычисления по формуле К = P*k/S, необходимо распределить положение свай в периметре для сбалансированности принимаемой ими нагрузки:

• под каждый угол сооружения;
• в местах пересечения несущих стен и внутренних перегородок;
• у входной группы;
• внутри периметра, руководствуясь шагом в 2 метра;
• под печью или камином (не менее двух свай);
• под несущими стенами со стороны балкона или мезонина.

К сведению! Объективные условия могут потребовать увеличения количества свай по сравнению с расчётным — такой запас прочности позволит не бояться перемен, возникающих в процессе эксплуатации.

Особенности строения винтовых свай

У винтовых свай существует 4 конструктивных элемента:

• наконечник, который обеспечивает легкое проникание опоры в землю;
• тело опоры в форме трубки;
• оголовок, который требуется для организации обвязки фундамента;
• лопасть опоры, при помощи этого элемента свая вкручивается в грунт.

Из вышеописанных деталей лишь непосредственно сама трубка, из которой сделана опора, и лопасть имеют главное значение, потому что именно за счет них вся конструкция сопротивляется возникающим нагрузкам.  При этом на трубу приходится большая часть нагрузки от дома, а лопасть позволяет увеличить общую площадь поверхности и уменьшить возникающее давление на подстилающий грунт.

Строение винтовой сваи

Винтовая свая имеет четыре основных элемента:

• Тело сваи в виде трубы
• Наконечник, обеспечивающий легкое проникновения сваи в грунт
• Лопасть сваи, с помощью которой свая вворачивается в землю
• Оголовок, необходимый для обвязки свай

Конструкция винтовой сваи

Из этих элементов только сама труба, из которой изготовлена свая, а также лопасть имеют определяющее значение для сопротивления сваи нагрузкам. Труба выступает опорным столбом, на который давит здание, а лопасть образует дополнительную площадку, увеличивающую площадь соприкосновения сваи с грунтом. Тем самым лопасть уменьшает удельное давление на грунт.

Пример подсчета основания на сваях

Расчет сваи предусматривает вычисление по сложным формулам, в которых представлено существенное количество показателей и коэффициентов. Информации о порядке проведения с указанием наглядных примеров в интернете множество, однако, большинство из них не в полной мере освещает исследуемый вопрос.

Для точного расчета количества опор необходимо подсчитать вес будущего дома

В связи с этим целесообразнее всего оставить точные подсчеты профессионалам. Вместе с тем, для прогнозирования расходов можно самостоятельно провести промежуточные расчеты для проверки наемных работников и составления сметы по следующему алгоритму:

• Вычисление удельного веса сооружения. Для определения общей массы необходимо посчитать вес каждого элемента здания: стен, перекрытий, кровельной и стропильной систем. Представленное мероприятие реализуется исходя из среднего веса 1 кв.м. используемого строительного материала.
• Расчет снеговой нагрузки. Для вычисления данного показателя необходимо установить нормативную снеговую нагрузку по своей климатической полосе. Затем, умножить найденное значение на площадь крыши.
• Расчет полезной нагрузки. В нее входит вес мебельных гарнитуров, бытовой техники, людей и иных предметов, планируемых к нахождению в доме.
• Установка несущей способности сваи.
• Расчет количества свай. Вычисление представленного показателя устанавливается путем деления всех нагрузок на несущую способность сваи.

Последствия неправильных рассчетов

сопротивление почвы определяется опытным путем и здесь возможны ошибки.

При расчете максимальной нагрузки учитывают коэффициент надежности, чтобы нивелировать недостоверность выбранного сопротивления грунта.

В противном случае значение предельной нагрузки на фундамент будет неточным и застройщик может неправильно выбрать количество свай и шаг между ними.

Когда максимально допустимая нагрузка фундамента значительно превышает реальную массу проектируемой конструкции, то это приводит перерасходу финансовых и трудовых ресурсов. В противном случае основание получается ненадежным, что увеличивает риск крена сооружения, появления трещин в стенах, а также преждевременного износа фундамента.

Согласно СП 50-102-2003

п. 15.2.24 Погружение винтовых и бурозавинчиваемых свай рекомендуется производить с помощью буровых установок типа СО-2, СО-1200 или специальных установок, развивающих крутящий момент не менее 32000 Н·м.

В процессе погружения свай через каждые 0,5 м должны фиксироваться и заноситься в журнал продолжительность погружения сваи и значения крутящего момента.

15.2.25 В целях минимального нарушения структуры грунта при погружении винтовых и бурозавинчиваемых свай и сокращения времени погружения значение осевой пригрузки должно приниматься в зависимости от плотности проходимого грунта. Осевую пригрузку корректируют таким образом, чтобы коэффициент погружения сваи  k_п, вычисляемый как отношение теоретического числа оборотов сваи на 0,5 м ее погружения n_т  к фактическому числу оборотов n, определяемому путем умножения скорости вращения выходного вала установки для погружения на продолжительность погружения сваи на 0,5 м, был возможно ближе к 1.

Примечание — Теоретическое число оборотов сваи на 0,5 м ее  погружения n_т определяют путем деления Δl =0.5  м на шаг спирали (винтовой лопасти).

15.2.26 При соответствующем обосновании расчетом и согласовании с проектной организацией допускается изменение расположения винтовых и бурозавинчиваемых свай с глухим наконечником в процессе производства работ (извлечение свай при встрече с местными скоплениями галечника, крупными валунами и т.п. и повторное погружение свай).

В подобных случаях (наличие включений) допускается применение лидерных скважин диаметром, не менее чем на 0.1d  меньшим диаметра ствола сваи d , и расположением их забоя не менее чем на 1 м выше отметки расположения нижних концов свай.

15.5.9 В состав показателей, контролируемых при устройстве фундаментов из винтовых и бурозавинчиваемых свай с глухим наконечником, входят те же показатели, что и при устройстве фундаментных конструкций из забивных, вибропогружаемых и вдавливаемых свай. Показатели и допустимые отклонения для них должны приниматься по 15.5.7.

15.5.7 В состав основных показателей, контролируемых при устройстве фундаментов из забивных, вибропогружаемых, вдавливаемых и завинчиваемых свай, входят их положение в плане, отметки голов и вертикальность оси свай.

Предельные отклонения фактического положения свай в плане от проектного при:

• однорядном расположении свай поперек оси свайного ряда составляют ±0,2d  ( d — диаметр или сторона сечения свай), а вдоль оси ряда ±0,3d;
• для кустов и лент с расположением в два и три ряда ±0,2d — для крайних свай поперек оси свайного ряда и  ±0,3d — для остальных свай и крайних свай вдоль оси свайного ряда;
• для сплошного свайного поля ±0,2d  для крайних свай и  ±0,4d — для средних свай.

Предельные отклонения фактических отметок голов свай от проектных при монолитном ростверке или плите составляют ±3 см, при сборном ростверке ±1 см, а в безростверковом фундаменте со сборным оголовком ±5 см.

Предельные отклонения осей погруженных свай от вертикали составляют ±2% их длины.

Что собой представляет масса здания?

Пример некоторых вычислений веса здания для определения нагрузки на фундамент

Многие проектировщики считают, что для расчета массы здания будет достаточно получить данные о несущих стенах и перекрытиях. На самом деле, все не так просто.

Масса здания – это суммарная масса всех строительных материалов, необходимая для возведения несущих и промежуточных стен, а также способность стен выдерживать массу перекрытий и конструкций крыши с учетом снегового фактора. Поэтому, масса здания – это сумма:

• Масс конструкций несущих стен, промежуточных стенок, перегородок и перекрытий.
• Массы крыши вместе с кровельными материалами, несущими балками и стопорами, обеспечивающими способность зданию выдерживать резкие порывы ветра.
• Вес коммуникаций, труб и канализационных систем, проектируемых и будущих.
• Массы строительных материалов и изделий для фундамента, обеспечивающих способность выдерживать грунтовые подвижки и воздействие влаги.
• Мебели и бытовой техники (принимается часто 1−5% от массы несущих стен здания).

Таким образом, провести расчет массы самого здания можно только по проекту. Причем, часто сделать это правильно, технически не представляется возможным.

Обычный сбор информации о сооружении тут не поможет, нужно обращаться к услугам производителей, которые предоставят всю информацию о строительных материалах, запроектированных в данном индивидуальном здании. Также возможны ошибки в расчетах, поэтому лучше сразу использовать готовые формулы.

Факторы, влияющие на длину опор

От правильного определения длины свай зависит крепость будущей конструкции, и если эти важные элементы фундамента окажутся короткими, дом может просесть под своей тяжестью после его введения в эксплуатацию. Длина свай определяется с учетом анализа грунта и ландшафта, а именно:

1. Плотность почвы.
2. Перепад высоты между разными точками участка.

Плотность грунта

Глубина погружения опоры Анализ грунта лучше всего проводить на основании геологических исследований местности. Если исследования характеристики грунтов не проводились на данной территории, то можно воспользоваться упрощенным методом выяснения его плотности.

Итак, нужно выкопать неглубокую канаву (до 1 м) в нижней точке участка. Если на такой глубине залегания вы увидите глинистую массу или песок, то выбор лучше сделать в пользу свай, длина которых достигает 2,5 м. В том случае если вы обнаружите породы с низкой плотностью (торф), плывун или грунтовые воды, придется продолжить углубление до тех пор, пока не дойдете до твердых пород. Здесь устанавливаются сваи, длина которых равна длине бура.

Перед вами таблица плотности и несущей способности различных почв.

Вид грунта	Плотный грунт	Грунт средней плотности
Песок (крупная фракция)	6	5
Песок (средняя фракция)	5	4
Супесь (в сухом виде)	3	2.5
Супесь пластичная (влажная)	2.5	2
Песок (мелкая фракция)	4	3
Песок влажный (мелкая фракция)	3	2
Глина	6	2.5
Глина влажная	4	1
Суглинок	3	2
Суглинок влажный	3	1

Факторы для подсчета и расстояние между сваями.

Для правильной установки данного типа основания дома мы должны учитывать множество факторов, а именно: какую нагрузку он сможет выдержать, сколько именно балок нужно, и какое должно быть расстояние между ними. Для расчета основания дома на опорах нам нужно знать:

• длину и ширину дома;
• высоту потолков и количество этажей;
• число внутренних несущих стен;
• тип кровли;
• материалы стен дома;
• тип перекрытий;
• полезную нагрузку;
• вид винтовой опоры;
• тип и плотность грунта;
• расстояние между сваями.

Длина и ширина дома играют важную роль при расчете фундамента и столбов. Так, чем длиннее и шире дом, тем больше столпов потребуется.

Тоже самое касается наличия нескольких этажей и высоты их потолков. От этих факторов зависит расчет точной нагрузки на будущий дом.

Большое число несущих стен дома позволяет ему быть более устойчивым по всему периметру, но и повышает нагрузку на столп.

Что касается типа кровли, то чаще всего дома перекрывают шифером, рубероидом или профнастилом. Рубероид и профнастил почти не отличаются в общем весе, шифер же имеет большую массу и требует много столпов.

Если вы собрались строить дом на опорах, то из материалов лучше всего применить каркасные стены, бревно и брус, пено или газобетон.

ПН – нагрузка создаваемая при эксплуатации помещения людьми.

Среди видов основ с лопастями существуют: ВСК 76х200х2500, выдерживает груз до 1 тонны; ВСК 89х250х2500, допустимая грузоподъемность — до 2000 кг; ВСК 108х300х2500, максимальный предел — 2500 кг;

Среди самых подходящих грунтов можно выделить глины, суглинки, супеси и песок. С понижением их плотности и повышением влажности может потребоваться большее количество столпов.

Снеговая нагрузка в РФ

Расстояние между сваями не должно превышать трёх метров, иначе ваша постройка провиснет. Так же помимо всех этих факторов стоит учитывать ветровые и снежные нагрузки.

Совет: после составлении чертежа установки покажите его профессионалу.

Фундамент глубокого заложения

Другой вариант заложения свайного фундамента – глубокий. Для определения глубины пользуются также качественными показателями почвы, на которой возводится конструкция. При изысканиях выявляют максимально плотный грунт, на который опора будет надежной и устойчивой, в этом месте и ставят отметку глубины заложения.

Бурение и установка свай бригадой рабочих.

Используется глубокий тип заложения в таких случаях:

• когда необходимо возвести сооружения большой массы, высотных, построенных из кирпича;
• когда уровень, на котором промерзает почва в данном районе не больше 2.5 метров;
• расположение уровня вод в грунте меньше ГПГ.

Для чего нужен цоколь и отмостка

Цоколь – это надземная часть фундамента, своего рода переходник между основанием и стенами, главной задачей которого является равномерное перераспределение веса и защита стен и перекрытий. Кроме того, многие застройщики обустраивают цокольный этаж, получая дополнительную полезную площадь не за счет подъема, а за счет углубления.

Живу с цоколем почти двадцать лет. Лента, шириной 80 см, высота 40 см. Дальше ФБС блоки и лента из полнотелого кирпича. Высота потолка 220 см. Сухо. Пятистенок 10х10 м, половина – гараж на две машины, еще половина – кладовка и котельная-сауна. Гидроизоляцию делал, наклеивая стеклоизол на ФБС. По грунту стеклоизол и армированный полиэтилен в два слоя. В гараже две трубы 200 мм закопаны вертикально для приёма воды с машин. Стены утеплены 100 мм ППС изнутри и оштукатурены по сетке. При повторе сделал бы сразу плиту на всю площадь. Проще, экономней по труду, надёжнее.

Высота цоколя варьируется в широком диапазоне – это может быть и минимум по СНиП – 20 см, а может и 2 метра. Однако, чтобы цоколь эффективно выполнял свои защитные функции, не рекомендуется делать его ниже 40-50 см.

Отмостка – это защита уже для самого цоколя и для здания в целом, в виде полосы непроницаемого покрытия, опоясывающего дом по всему периметру. Отмостка предназначена для отведения от фундамента воды, чтобы грунт в непосредственной близости к основанию оставался сухим. Она защищает фундамент не только от подмокания, но и от воздействия сил пучения, возникающих в промерзшем грунте. Ширина полосы не должна быть меньше 60 см, на верхнюю границу влияют как эстетические, практические и финансовые соображения, так и длина свеса кровли – покрытие должно быть шире на 15-20 см. Глубина отмостки, в среднем, около 30-40 см.

Отмостка нужна всегда! Ее функция – отвод воды от фундамента обычно на 1 м. При мелкозаглубленном фундаменте это более актуально. Нет отмостки – больше воды будет просачиваться под фундамет. Полезно ли это? Я думаю, что нет, по многим причинам.

Так как цоколь непосредственно контактирует с грунтом, материалы для его отделки должны быть рассчитаны на повышенную влажность, а также быть устойчивыми к механическим повреждениям. То есть, цокольная отделка должна быть влагостойкой, максимально прочной и износостойкой, так как на нее приходится «первый удар». Это же касается и материалов для мощения или засыпки отмостки.

Взаимосвязь размеров и несущей способности сваи

В зависимости от типа конструкции сваи выбираются по параметру нагрузки:

1. Для малонагруженных конструкций. Сюда подойдут однолопастные (диаметр лопасти до 500 мм, толщина лопасти до 6 мм, толщина стенки ствола до 4,5 мм) и многолопастные (диаметр лопасти до 300 мм, толщина лопасти до 5 мм, толщина стенки ствола до 3,5 мм). Оба типа могут применяться в ИЖС и для небольших промышленных объектов, где позволяет нагрузка.
2. Для конструкций с большой нагрузкой. Однолопастные подойдут при условии диаметра лопасти от 400 мм, толщины лопасти от 6 мм, толщины стенки ствола от 4,5 мм; многолопастные с диаметром лопасти от 300 мм, толщиной лопасти от 5 мм, толщиной стенки ствола от 3,5 мм. Используются при возведении больших зданий в один или несколько этажей, крупных промышленных объектов.

Допустимая нагрузка на винтовую сваю зависит от следующих факторов:

1. диаметр трубы и лопастей;
2. прочность грунта основания;
3. длина сваи.

При выполнении простейших расчетов для частного дома потребуется знать только прочностные характеристики основания и площадь лепестковой подошвы (лопасти).

• N — несущая способность винтовой сваи (сколько она способна выдержать),
• F — значение несущей способности (неоптимизированное),
• γк — коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый в зависимости от количества опор для здания и способа выполнения геологических изысканий.

Коэффициент γk назначается равным следующим значениям:

1,2 при проведении точных геологических испытаний грунта основания, путем выполнения зондирования и лабораторных исследований. Выполнить это самостоятельно невозможно. Способ не подходит для частного домостроения из-за высокой стоимости, которая сильно увеличит бюджет строительства.

• 1,25 при проведении испытаний с помощью сваиэталона. Хотя этот способ проще, чем предыдущий, определить, сколько сможет выдержать грунт, способен только человек, имеющий знания в области геологии.
• При самостоятельных исследованиях почвы и использовании табличных показателей прочности коэффициент принимается в зависимости от количества опор. Если несущая способность определяется для винтовой сваи с низким ростверком, то значение составит 1,41,75 при количестве опорных элементов в пределах 520 штук.

Чтобы найти F, потребуется выполнить вычисления по следующей формуле: F = S*Rо .

S — площадь лопасти, которая вычисляется по формуле для круга (S = πR² = (πD²)/4). Исходные данные приводятся производителем винтовой сваи.

После того, как определено, сколько составляет площадь лепестковой подошвы винтовой сваи, нужно выяснить прочностные характеристики грунта основания (в формуле буква Rо). Для этого потребуется выполнить как минимум простейшие геологические изыскания с помощью ручного бурения или отрывки шурфов. Грунт можно изучить визуально и на ощупь, рекомендуется выполнять определение с применением ГОСТ «Грунты. Классификация».

ГОСТ «Грунты. Классификация».

Зная сколько способен выдержать грунт на один квадратный сантиметр и площадь опорной части винтовой сваи можно найти предварительное значение несущей способности F (без учета коэффициента по надежности). Значение подставляют в первую формулу и находят окончательную максимально допустимую нагрузку на один элемент фундамента. Более подробно определить, сколько сможет выдержать свая можно по формуле 7.15 пункта 7.2.10 СП «Проектирование и устройство свайных фундаментов». Здесь учитываются все моменты, которые способны повлиять на несущую способность, а именно:

1. условия работы;
2. характеристики грунта;
3. глубина залегания лопасти (прибавляется боковое трение);
4. диаметр лопасти;
5. характер работы сваи (на выдергивание или на сжатие).

Выполнить расчет достаточно сложно, потребуется найти множество коэффициентов и характеристик грунта (здесь учитывается не только несущая способность, но и угол внутреннего трения, удельное сцепление, удельный вес и др.). Для упрощения работы можно воспользоваться таблицами, которые приводятся для наиболее распространенных диаметров свай (чаще всего для частного домостроения используют 89 мм, 108 мм, 133 мм).

Для свай диаметром 89 и 108 мм можно привести следующую таблицу:

Расчет свай на фундамент

Несущая способность элементов диаметром 89 достаточна для того, чтобы использовать их в качестве фундаментов под одноэтажные дома из легких материалов (каркасные, бревенчатые, брусовые). При возведении двухэтажных строений лучше вместо 89 диаметра выбрать 108 или больший. Если опирать на такие свайные фундаменты кирпичные и бетонные здания, при расчете получится очень большой диаметр элементов и частое их расположение (зависит от характеристик грунта), да и не в каждой компании найдется специалист способный рассчитать массивное здание на винтовых сваях. Выгоднее использовать другие типы фундаментов.

Пример упрощенного расчета

Исходные данные для расчета фундамента под двухэтажный брусовой дом с размерами в плане 6 на 6 метров:

1. грунты на участке — глина;
2. диаметр используемых свай — 133 мм, диаметр лопасти — 350 мм;
3. масса дома, полученная в результате сбора нагрузок от стен, перегородок, перекрытий, полезного и снегового нагружения — 59 тонн.
4. периметр наружных стен — 24 м, внутренних несущих стен нет.