Пример расчета для каркасного дома
Чтобы рассмотреть более подробно, как рассчитать фундамент на винтовых сваях, приведем пример для одноэтажного каркасного дома с мансардой. Кровля строения металлическая вальмовая, поэтому все наружные стены имею одинаковую высоту (нет фронтонов). Внутренние перегороди из гипсокартона толщиной 80 мм без утепления, стены с утеплением толщиной 150 мм. Перекрытия деревянные по балкам. Высота этажа — 3 м, высота помещения — 2,7 м. Размеры дома в плане — 6 на 6 метров. Высота наружных стен мансардного этажа — 1,5 м. Внутренняя стена одна длиной 6 м, общая длинна перегородок на оба этажа — 25 м.
Глинистые грунты располагаются на расстоянии 3 м от поверхности земли, существенных перепадов высот на участке нет. Снеговая нормативная нагрузка 180 кг на квадратный метр.
Принимаем свайно-винтовые изделия диаметром 108 мм и длиной 3,5 м (необходимо предусмотреть дополнительный запас, поэтому лучше купить сваи длиной 4 м). В расчет нагрузок берем примерное количество, равное 9 шт (по всем углам + середина стен).
Расчет начинается со сбора нагрузок. Его выполним в табличной форме.
| Тип нагрузки | Коэф-т надежности | Вычисление |
| От наружных стен | 1,1 | Длина стен*высота стен*массу = 4шт*6м*4,5м*50 кг*1,1 = 6600 кг |
| От внутренних стен | 1,1 | 2шт(на два этажа)*3м(высота этажа)*6м(длина)*50 кг*1,1 =1980 кг |
| От перегородок | 1,2 | 25м*2,7м(высота этажа)*27,2 кг*1,2 = 2204 кг |
| От перекрытий | 1,1 | 2 шт(пол первого этажа и пол мансарды)*6м*6м*150кг*1,1 = 11880 кг |
| От кровли | 1,2 | (6м*6м*60кг*1,2)/cos45ᵒ(угол наклона кровли) = 3702 кг |
| От фундаментов (предварительно) | 1,05 | 9шт*40кг (масса одной сваи)*1,05 = 378 кг |
| Полезная | 1,2 | 2 этажа*(150кг*6м*6м)*1,2 = 12960 кг |
| Снеговая | 1,4 | 180кг*36м*1,4 = 9072 кг |
Сумма всех нагрузок на свайно-винтовой фундамент равна 48776 кг. В расчет принимаем округленное значение 48,8 тонн. Далее проводится расчет количества опор. Несущая способность одного изделия принятого диаметра — 5-7 тонн. Принимаем значение 6 тонн.
Количество необходимых опор = 48,8т/6т = 8,13 шт. Округляем до целого в большую сторону. Значение соответствует предварительному — 9 шт, окончательно его принимаем. Опоры устанавливаются по углам и серединам наружных и внутренних стен.
Приведенные выше вычисления позволят не ошибиться при строительстве и рационально расходовать ресурсы. Они не займут большого количества времени, но решат многие проблемы, которые могут возникнуть в будущем.
Хорошая реклама
Сколько стоят основные материалы?
Расходы на строительство фундамента составляют 40–50% от общих издержек на возведение дома, поэтому застройщику целесообразно проанализировать актуальные цены на стройматериалы прежде, чем выбирать тип свай:
| Расходный материал | Стоимость материал (руб.) в городах РФ | ||||
| Москва | Санкт-Петербург | Ростов-на-Дону | Екатеринбург | Новосибирск | |
| Ж/б стержень L=3 м | 3500 | 3500 | 3200 | 3500 | 3400 |
| Винтовая свая d=108 мм и L=2,5 м | 3100 | 3200 | 3100 | 3000 | 3000 |
| Бетон М250 за м3 | 2800 | 2800 | 2600 | 2700 | 2800 |
| Бетон М100 за м3 | 2250 | 2200 | 2150 | 2150 | 2250 |
| Арматура класса A за тонну3 | 25000 | 27000 | 24000 | 24500 | 26000 |
| Битумно-полимерный гидроизоляционный материал за кг | 170 | 200 | 150 | 170 | 170 |
| Доска для опалубки за м3 | 4500 | 4200 | 4250 | 4300 | 4400 |
Как рассчитать количество свай для фундамента
Правильный расчет количества используемых свай нуждается в предварительной геодезической разведке. Прежде всего, необходимо рассчитать уровень промерзания грунта в зимний период, учитывая, что данный показатель отличается в разных регионах. Для прочной установки сваи ее нижний конец должен находиться ниже этого уровня.
А также необходимо выяснить степень плотности слоев грунта. Чем выше плотность, тем меньшую глубину сваи следует закладывать на этапе проектирования. К примеру, для полускальных и крупноблочных пород она будет минимальной (но не меньше 0,5 метра), а для песчаных и глинистых грунтов придется углубляться по максимуму.
1. Вычисление потенциальной предельной нагрузки на сваи
Перед началом расчета количества свай для фундамента следует выяснить несущую способность отдельной сваи. Общий вид формулы выглядит следующим образом:
В этом случае W является искомой фактической несущей силой, Q – расчетное значение несущей силы, рассчитанное для отдельной сваи по материалу, размерам и характеристикам грунта; k – дополнительный «коэффициент надежности», расширяющий эксплуатационный запас фундамента.
2. Вычисление расчетной нагрузки на сваи
Далее нам необходимо найти параметр Q, без которого расчет свайного фундамента невозможен. Расчетная нагрузка определяется по формуле:
Где S равно площади поперечного сечения лопастей сваи, а Ro – это показатель грунтового сопротивления на глубине размещения лопастей. Сопротивление грунта можно брать из готовой таблицы:
Таблица 2
Что касается «коэффициента надежности» условного фундамента, его величина может варьироваться в пределах 1,2-1,7. Логично, что чем меньше коэффициент, тем ниже себестоимость фундамента на этапе проектирования, поскольку для достижения заданного значения несущей силы не потребуется использования большого количества свай. Чтобы уменьшить коэффициент следует провести качественный и достоверный анализ грунта на стройплощадке, привлекая специалистов.
3. Расчет нагрузки от конструкции здания
На завершающем этапе проектирования свайного фундамента проводится расчет количества свай. Для этого потребуется просуммировать все элементы конструкции здания: от капитальных стен и перекрытий, до стропильной системы и кровли. Провести точное вычисление всех компонентов довольно сложно, поэтому рекомендуем воспользоваться одним из специализированных калькуляторов. И также в калькулятор расчета вносятся эксплуатационные нагрузки, включающие предметы интерьера, мебель, бытовую технику и даже проживающих в доме людей.
4. Подсчет требуемого количества свай
Перед тем как рассчитать количество задействованных свай нам нужно получить на предыдущих этапах две величины: совокупную массу здания (M) и несущую способность сваи (W) умноженную на «коэффициент надежности». Значение несущей способности можно взять из Таблицы 1. Итак, если масса равна 58 тонн, а скорректированная несущая способность сваи СВС-108 равна 3,9 тонн, то:
Как показал пример расчета, для дома весом в 58 тонн потребуется 15 свай марки СВС-180. Следует отметить, что это значение приблизительно и не учитывает правила точного распределения свай согласно СНиП:
- Первые должны быть установлены в точках пересечения несущих конструкций;
- Остальные монтируются равномерно между обозначенными углами;
- Минимальное расстояние между отдельными сваями 3 метра;
5. Глубина установки свай и расстояние между ними
Базовое значение глубины установки сваи рассчитывается исходя из глубины промерзания грунта в конкретно регионе, плюс 25 сантиметров. И также перед тем как рассчитать свайный фундамент, необходимо выяснить:
- Уровень прочности сваи по материалу и конструкции;
- Несущую способность грунта;
- Провести расчет осадки свайного фундамента, со временем возникающей под нагрузкой здания;
- Дополнительные параметры (температурный режим в течение года, объем осадков, нагрузки от ветра и др.).
Расчет несущей способности сваи в конкретных условиях.
Перед началом строительства дома из пеноблоков были проведены исследования грунта на глубине 3 метров. Результаты показали следующее распределение почв:
- 0-2 метра – суглинистые почвы;
- 2-3 метра – глинистые почвы.
Расчет несущей способности сваи по грунту зависит от параметров самой опоры. В соответствии со Строительными правилами «Свайные фундаменты» предположим первоначально ее длину 3 метра. Минимальный рекомендуемый диаметр для таких опор составляет 300 мм.
Исходя их геометрии и почвенных условий, можно рассчитать несущую способность сваи по ее торцевой части и боковой поверхности. Для этого высчитаем площадь нижнего конца опоры:
Sторца=3,14D2/4=3,13*0,3*0,3/4=0,07,
где D – диаметр круга. Следующий параметр, необходимый для определения несущей способности свай – периметр опоры:
U бок=2*3,14*R=2*3,14*0,15=0,94.
Исходя из перечисленного, несущая способность буронабивной сваи по грунту будет определяться по следующей формуле:
Pтор=0,7Pнорм*S=0,7*90*0,07=4,41т,
где Pтор – несущая способность по торцу сваи, 0,7 – общепринятый коэффициент по грунту, Pнорм – нормативная несущая способность (табличная величина из соответствующих справочников), S – площадь основания. Аналогично рассчитаем несущую способность буронабивной сваи по ее боковой поверхности:
Pбок=0,8*U*fiн*h,
где Pбок – несущая способность по боковой поверхности сваи, 0,8 – коэффициент по условиям работы сваи в почве, U – периметр боковой поверхности, fiн – сопротивление грунта воль боковой поверхности (также табличная величина, зависящая от вида грунта и глубины его расположения), h – высота того или иного слоя грунта, через который проходит свая. Подставляя известные и рассчитанные величины получим:
Pбок=0,8* (2,8*2 + 4,8*1)*0,942=7,8т.
Исходя из проведенных вычислений, можем выполнить определение несущей способности свай. Для этого достаточно суммировать Рбок и Ртор:
Р=Рбок+Ртор=4,41+7,8=12,21т.
То есть каждая свая с указанными выше параметрами в том грунте, который располагается в зоне строительства согласно нашему примеру, способна выдержать нагрузку в 12 тонн 210 кг. Исходя из этой величины, необходимо рассчитать необходимое и достаточное количество опор буронабивного фундамента. Для этого определим общую массу строения.
Пример расчета несущей способности свай
Вес дома определяется как сумма веса всех входящих в него частей – перекрытий, перегородок, стен, стропильной системы, кровельного материала, переменной нагрузка от снега и ветра, массы отделки снаружи и внутри строения, а также предполагаемой к установке в доме мебели и бытовой техники. Предположим, что посчитав все искомые величины, получили общую массу строения, равную 124 тонны.
Следующий необходимый параметр – длина стен и перегородок, под которыми предполагается установка свай. Данная величина позволит распределить опоры дома равномерно с равным шагом. Предположим, что длина стен составила 29 метров. Тогда нагрузка на 1 п.м. будет определяться по формуле:
Q=124/29=4,3 т.
Шаг установки опор определим как отношение несущей способности сваи на величину Q:
L=P/Q=12,21/4,3=2,8
Используя полученные данные, рассчитаем и количество опор буронабивного свайного фундамента через отношение периметра стен к шагу установки опор:
N=29/2,8=10,3.
Принимаем ближайшее большее количества для получения определенного запаса прочности фундамента.
Таким образом, даже не обладая необходимым инженерным строительным образованием можно самостоятельно рассчитать несущую способность свай фундаментов того или иного вида, а также шаг установки опор и их количество. Необходимо это и для контроля работ, проводимых нанятой строительной бригадой, и для предварительного экономического расчета расходов на строительство основания дома.
6.3 Расчет буронабивных свай
6.3.1 Расчеты свайных фундаментов и их элементов выполняются в
соответствии с общими положениями СП
24.13330.2011, МГСН 2.07-01
[], МГСН 5.02-99 [].
6.3.2 При расчете буронабивных свай из
виброштампованного бетона по прочности материала расчетное сопротивление бетона
следует принимать с учетом коэффициента условий работы γcb= 1 и коэффициента условий работы, учитывающего влияние
способа производства работ при наличии в скважине воды и извлекаемых обсадных
труб, γ’cb= 0,9.
6.3.3 Сваю в составе фундамента и одиночную по
несущей способности грунта основания следует рассчитывать исходя из условия
(1)
где N — расчетная вертикальная
нагрузка, передаваемая на сваю, кН;
Fd — несущая
способность (предельное сопротивление) грунта основания одиночной сваи, кН,
называемая в дальнейшем несущей способностью сваи;
γ, γn,
γk — коэффициенты, принимаемые согласно п.
7.1.11 СП 24.13330.2011.
6.3.4 Несущую способность Fd буронабивной
сваи, работающей на сжимающую нагрузку, следует определять по формулам:
а) при объемном
виброштамповании укладываемой бетонной смеси
Fd = γc(γcRRA
+ UΣγcffihi), (2)
где γс — коэффициент условий работы
сваи, γc = 1;
γcR — коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи (для
песков и супесей γcR = 1,1; для глин и суглинков
γcR = 1; в остальных случаях, согласно п. 7.2.6 СП
24.13330.2011);
R — расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа,
принимаемое, согласно п. 7.2.7 СП
24.13330.2011;
А — площадь опирания сваи, м2,
принимаемая равной:
— для буронабивных свай без уширения —
площади поперечного сечения ствола сваи в уровне подошвы;
— для буронабивных свай с уширением —
площади поперечного сечения уширения в месте наибольшего его диаметра;
U — периметр поперечного сечения ствола сваи, м;
γcf — коэффициент условий работы грунта на
боковой поверхности сваи (для любого типа грунта γcf = 0,9);
fi — расчетное сопротивление i-го слоя грунта на боковой
поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице приложения ;
hi — толщина i-го слоя грунта,
соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;
б) при вибровтрамбовывании
щебня в грунт ниже забоя скважины или сваи-оболочки, погружаемой с выемкой
грунта
Fd = γc(γcR1RA + UΣγcffihi), (3)
где γс — коэффициент условий работы сваи, γс = 1;
γcR1 — коэффициент условий работы, учитывающий особенности совместной
работы щебеночного «ядра» в основании сваи и окружающего уплотненного грунта,
принимаемый по таблице ;
R — расчетное сопротивление уплотненного грунта под подошвой
буронабивных свай, сооружаемых с вибровтрамбовыванием жесткого материала в
забой, кПа, принимаемое по таблице
приложения ;
А — площадь опирания сваи, м2,
принимаемая равной:
— для буронабивных свай без уширения —
площади поперечного сечения ствола сваи в уровне подошвы;
— для свай-оболочек, заполняемых бетоном, —
площади поперечного сечения оболочки брутто;
U — периметр поперечного сечения ствола сваи, м;
γcf — коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности
сваи, принимаемый:
— при объемном виброштамповании укладываемой
бетонной смеси (для любого типа грунта γсf = 0,9);
— в остальных случаях, согласно п. 7.2.6 СП
24.13330.2011 в зависимости от способа образования скважины и условий
бетонирования;
fi — расчетное сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое
по таблице приложения ;
hi — толщина i-го
слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м.
Таблица 1 — Значения коэффициента γcR1
Значение коэффициента для пылевато-глинистых грунтов | |||||||
0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | ||
для песчаных грунтов | |||||||
гравелистых | крупных | — | средней крупности | мелких | пылеватых | — | |
Пески средней плотности | — | — | — | 0,8 | 1,0 | 1,1 | — |
Супеси, суглинки и глины | — | — | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,1 | 1,2 |
Примечания
1 Для
промежуточных значений IL значения коэффициента γcR1 определяются интерполяцией.
2 Для гравелистых, крупных
песчаных и пылевато-глинистых грунтов с показателем текучести IL < 0,2 определение
сопротивлений производится по результатам опытных работ. Для предварительной
оценки сопротивления основания под нижним концом сваи по формуле () допускаются принимать γcR1 =
0,5.
6.3.5 При определении несущей способности
буросекущихся и бурокасательных свай, воспринимающих сжимающую нагрузку в составе
конструкций типа «стена в грунте», следует учитывать уменьшение трения грунта
на боковой поверхности сваи, вызванное объединением сечений соседних свай в
ряду.
Общие сведения по результатам расчетов
- Общая длина ростверка
– Периметр фундамента, с учетом длины внутренних перегородок. - Площадь подошвы ростверка
– Соответствует размерам необходимой гидроизоляции. - Площадь внешней боковой поверхности ростверка
– Соответствует площади необходимого утеплителя для внешней стороны фундамента. - Общий Объем бетона для ростверка и столбов
– Объем бетона, необходимого для заливки всего фундамента с заданными параметрами. Так как объем заказанного бетона может незначительно отличаться от фактического, а так же вследствие уплотнения при заливке, заказывать необходимо с 10% запасом. - Вес бетона
– Указан примерный вес бетона по средней плотности. - Нагрузка на почву от фундамента в местах основания столбов
– Нагрузка на почву от веса фундамента в местах основания столбов/свай. - Минимальный диаметр продольных стержней арматуры
– Минимальный диаметр по СНиП, с учетом относительного содержания арматуры от площади сечения ленты. - Минимальное кол-во рядов арматуры ростверка в верхнем и нижнем поясах
– Минимальное количество рядов продольных стержней в каждом поясе, для предотвращения деформации ленты под действием сил сжатия и растяжения. - Минимальный диаметр поперечных стержней арматуры (хомутов)
– Минимальный диаметр поперечных и вертикальных стержней арматуры (хомутов) по СНиП. - Минимальное кол-во вертикальных стержней арматуры для столбов
– Количество вертикальных стержней арматуры на каждый столб/сваю. - Минимальный диаметр арматуры столбов
– Минимальный диаметр вертикальных стержней для столбов/свай. - Шаг поперечных стержней арматуры (хомутов) для ростверка
– Шаг хомутов, необходимых для предотвращения сдвигов арматурного каркаса при заливке бетона. - Величина нахлеста арматуры
– При креплении отрезков стержней внахлест. - Общая длина арматуры
– Длина всей арматуры для вязки каркаса с учетом нахлеста. - Общий вес арматуры
– Вес арматурного каркаса. - Толщина доски опалубки
– Расчетная толщина досок опалубки в соответствии с ГОСТ Р 52086-2003, для заданных параметров фундамента и при заданном шаге опор. - Кол-во досок для опалубки
– Количество материала для опалубки заданного размера.
Расценки на монтаж свай
Практический подход к изучению стоимости свайного фундамента требует цифр. Ниже в таблице приведены среднерыночные цены на закладку отдельных опорных элементов и целого свайного поля площадью 6 на 6 м.
Минимальное количество свай для такой постройки – 9 штук с шагом не больше 3 м, но на практике количество опор может отличаться из-за особенностей геологических условий на участке.
| Тип свай по материалу изготовления | Стоимость монтажа за штуку, руб. |
| стальные | от 1300 |
| бетонные | от 2100 |
| жб | от 6000 |
| деревянные | от 6000 |
| комбинированные | от 6000 |
Стоимость закладки основания складывается из:
- расценок за погонный метр;
- глубины погружения;
- количества задействованных свай.
За перебазирование техники и обвязку заказчику придется дополнительно заплатить еще 20–30 тыс. руб.
| Тип силовой конструкции (по способу устройства в грунте) | Стоимость монтажа 1 сваи, руб. | Цена закладки фундамента площадью 6 на 6 м. (без стоимости самих свай) |
| винтовые стержни | от 1300 | от 24000 |
| забивные опоры | от 6000 | от 30000 |
| буронабивные сваи | от 5000 | от 40000 |
| Забивные сваи в подготовленных скважинах | от 9000 | от 60000 |
Прежде, чем задуматься об экономии на строительстве свайного фундамента, собственнику стоит представить себе желаемый результат и сравнить предложения компаний со среднерыночными ценами в регионе.
Например, стоимость услуги в Московской области будет выше, чем в других регионах, но в большей степени на окончательную смету влияют особенности почвы под опорной площадью дома и конструктивные особенности возводимого сооружения.
Цена возведения свайного фундамента 6*6
Подсчитать точную стоимость постройки фундамента для вашего строения смогут только в строительной организации, куда вы обратитесь с соответствующим запросом. При формировании сметы учитываются следующие факторы:
- Необходимое количество свай, их длина и диаметр;
- Материал, из которого они изготовлены;
- Характеристики вашего участка, возможные сложности при проведении работ;
- Установка ростверка (при необходимости);
- Отделка фундамента.
Сроки строительства – несколько дней. Для этого не потребуется большой бригады рабочих, потому стоимость работы будет приемлемой.
Фундамент 6×6 – это надежная опора для вашего строения. При соблюдении техники выполнения работ и использовании качественных материалов результат будет радовать вас долгие годы.
