Методы расчета веса дома для свайного фундамента

Чтобы рассчитать вес дома на фундамент из свай, необходимо сначала определить общий вес строения, который включает вес материалов, мебели и оборудования. Это можно сделать, сложив веса всех строительных элементов, таких как стены, крыша и перекрытия, а также добавив вес внутренней отделки и мебели.

Затем следует учитывать площадь, которую займут сваи, чтобы рассчитать распределение нагрузки. Вес дома делится на количество свай и их несущую способность, чтобы убедиться, что выбранный тип фундамента сможет поддерживать данное строение без перераспределения нагрузки и деформации.

Какую нагрузку выдерживает фундамент свайно-винтовой

Какую нагрузку выдерживает фундамент из винтовых свай

Свайно-винтовой фундамент для дома из СИП панелей

Один из наиболее популярных типов фундамента для каркасных зданий и зданий из СИП панелей — это конечно свайно-винтовой фундамент. Конечно есть альтернативы в виде железобетонных свай, буронабивных свай (тисэ), ленточного фундамента, столбчатого, плитного. Но сейчас мы постараемся разобраться какую все-таки нагрузку выдерживает фундамент из винтовых свай. Какой длины они нужны и как понять, что этот фундамент подходит для вашего дома. Сначала поговорим о наиболее важных моментах, а затем рассмотрим все на общем примере с простейшими расчетами.

Критерий №1 — Глубина промерзания

Очень важный момент при выборе длины сваи — это конечно глубина промерзания грунта в вашем регионе. Почему это так важно? Все дело в том, что в процессе замерзания, влажный грунт увеличивается в объеме. Происходит это из-за того, что вода переходя из жидкостного агрегатного состояния в твердое увеличивается примерно на 12%.

В различных регионах глубина промерзания имеет разные показатели. Эти показатели имеют данные о глубине промерзания в наиболее холодную и бесснежную зимы. Снежный покров создают некую перину для грунта и не дают промерзать ему столь сильно.

Так, например для Новосибирской области расчетная глубина промерзания грунта составляет 220 см. Фактическая может отличаться в каждый отдельновзятый год. Именно поэтому длина сваи должна выбираться с учетом данного критерия. В обратном случае фундамент может подвергаться пучинистости грунта. Об этом в следующем разделе.

Критерий №2 — Пучинистость грунта

Соответственно, чем больше воды в зоне промерзания, тем более пучинистый грунт в период его промерзания. Грунты делятся на:

• сильнопучинистые (пучение может составлять до 12%)
• среднепучинистые (до 8%)
• слабопучинистые (до 4%)

Пучиность грунта определяется его составом, уровнем грунтовых вод (УГВ) и пористостью. Так например глинястые и мелко песчаные являются пучинистыми, а крупнозернистые песчаные и гравийные — к непучинистым. С чем это свзяано. Дело в том, что по глинястым и мелкопесчаным грунтам легко поднимается влага от (УГВ) за счет капилярного эффекта и хорошо удерживаются в таком грунте.

В глиняных грунтах высота капилярного поднятия достигает 8 м и даже больше, в суглинках 4 м, в супесях — 1.5 м, в мелкозернистых песках 1 м, в среднезернистых 0,4 м, в крупнообломочных этот эффект не имеет почти никакого значения. Каппилярное поднятие осуществляется только в сообщающихся порах и пустотах капилярного размера. То есть, чем тоньше структура грунта (чем более мелкая фракция), тем его можно отнести к более пучинистым грунтам. В связи с эти пучинистость грунта зависит не только от состава грунта, но и от глубины залегания грунтовых вод.

Процесс промерзания грунта происходит сверху вниз и происходит с некоторой скоростью, которая зависит от погоды. Влага превращается в лед и вытесняет воды в нижние слои грунта. Пучинистость также определяется тем, успеет ли влага просочиться через структуру грунта или нет, хватит ли степени фильтрации, чтобы этот процесс прошел с пучением или без. Если крупноструктурные грунты не создают влаге никакого сопротивления, то глина не успевает пропустить через себя нужный объем воды и тем самым создает пучинистость.

Наличие давления от веса строения также сказывается на проявлении пучинистых явлений. Если слой грунта под подошвой фундамента сильно уплотнить, то и степень пучинистости его уменьшится.

Основная опасность пучинистости грунта заключается в том, что она происходит неравномерно!

Критерий №3 — Слои грунта

Для того, чтобы фундамент выдерживал наибольшие нагрузки по весу, он должен опираться на плотные грунты с высоким уровнем сопротивления. Все мы знаем, что грунт не является однородным и располагается слоями. Для того чтобы понимать на какой глубине располагается плотный слой грунта — делаются пробные бурения (геологическое изыскание грунта).

Наибольшее сопротивление имеет твердые глины, крупные пески и щебень. Ниже приведена таблица с плотностью грунтов. Чем выше значение, тем лучше этот грунт для опирания на него фундамента.

Тип грунта и показатель его сопротивления в: кг/см2

Щебень, гравий — 5 кг/см2 , Пески крупные, гравелистые — 4 кг/см2 , Глины твердые — 4 кг/см2, Пески средней крупности — 3 кг/см2, Супеси плотные и пластичные — 2,5 кг/см2,

Пески мелкие и пылеватые плотные — 2 кг/см2, Суглинки твердые и пластичные — 1,5 кг/см2, Пески мелкие средней плотности — 1,5 кг/см2, Глины пластичные- 1,5 кг/см

Расчет веса одного дома из СИП панелей

Для расчета возьмем:

• дом площадью 100 м2 со стропильной системой из пиломатериала естественной влажности.
• кровельное покрытие — металлочерепица 0,45
• окна 2-х камерные, 5-ти камерный профиль
• внешняя отделка — планкен
• внутренняя отделка вагонка
• стяжка 8 см под теплые полы

1. Рассчитаем вес комплекта СИП панелей. В одном из наших проектов количество панелей составляет 121 штуку. Плотность используемого пенополистирола 25 кг/м3 и две OSB-3 плиты 12 мм. Вес 1 м2 такой панели 174 мм составляет 19 кг. А в сравнении вес 1 м2 стены кладкой в один кирпич (25 см) будет весить в районе 400 кг. Итого одна панель весит: 3,125 х 19 = 60 кг . Тогда 60 х 121 = 7260 кг или 7 тонн 260 кг.
2. Считаем вес пиломатериала камерной сушки: Пиломатериала камерной сушки в данном проекте 10,6 м3. Масса одного кубического метра пиломатериала хвойных пород камерной сушки составляет 500 кг. Тогда 10,6 х 500 = 5300 кг или 5 тонн 300 кг
3. Считаем вес пиломатериала естественно влажности: Его 6 м3. Масса одного м3 пиломатериала хвойных пород ест.вл. составляет 800 кг. Тогда 6 х 800 = 4800 кг или 4 тонны 800 кг
4. Считаем кровельное покрытие металлочерепицу: Вес 1м2 металлочерепицы с толщиной металла 0,45 составляет 3.633 кг. Тогда 98 х 3.633 = 356 кг, добавляем коэффициент на планки 1.15 и получаем 410 кг.
5. Считаем окна 2-х камерные. Приблизительно вес 1 м2 окна составляет 40 кг. Тогда 21 м2 окон это 21 х 40 = 840 кг
6. Считаем стяжку внутри дома: 88 м2 полезной площади дома. 8 см толщина стяжки. Приблизительный вес 1 см в один м2 составляет 20 кг. Итого мы получаем 160 кг на 1м2. Тогда 160 х 88 = 14080 кг или 14 тонн 80 кг
7. Считаем наружные фасады из планкена: 155 м2 фасадов. Это 369 штук 20*140*3000. Соответственно 3 м3. Вес сухой лиственницы — 600 кг. Тогда, 3 х 600 = 1800 кг или 1 тонна 800 кг
8. Считаем Внутреннюю отделку вагонкой:: с учетом всех перегородок и подшива потолков у нас получается 210 м2 или 411 шт. имитации бруса 170*17*3000. Соответственно 3,56 м3 Вес сухой сосны 450 кг. Тогда 3,56 х 450 = 1600 кг или 1 тонну 600 кг
9. Считаем керамогранит: Для расчета берем, что все полы у нас будут покрыты керамогранитом 12 мм. Тогда площадь дома 88 м2, мы умножаем на 29 кг — это вес 1 м2 керамогранита. Тогда 88 х 29 = 2550 кг или 2 тонны 550 кг
10. Суммируем 7260 + 5300 + 4800 + 410 + 840 + 14080 + 1800 + 1600 + 2550 = 38640 кг, добавляем коэффициент на крепеж, дополнительные элементы отделки, конструктива, мебелеровки — 1,3 и получаем 38640 х 1,3 = 50 200 кг или 50 тонн 200 кг

Итого мы получили вес одного дома площадью 100 м2 — 50 тонн 200 кг.

Расчет количества свай и несущей ими нагрузки:

1. В данном проекте у нас 26 винтовых свай диаметром 108 мм, чтобы посчитать площадь опирания, мы воспользуемся формулой площади круга S = π × r2. За число π берем константу 3,14. R – это радиус круга. Диаметр лопасти сваи 300 мм, а радиус 150 мм тогда S = π r2 = π 15х15 = 225 π (см)2 ≈ 706 (см)2
2. Допустим, что слой опирания сваи у нас твердые глины с показателем сопротивления 4 кг/м2, тогда мы можем рассчитать какой вес держит одна свая 706 х 4 = 2 824 кг
3. Таким образом 26 свай удерживают нагрузку: 26 х 7065 = 73 424 кг. Как мы помним вес нашего дома 50 200 кг.

Таким образом, мы сделали расчет по соответствию свайно-винтового фундамента для дома из СИП панелей.

Нагрузка дома на фундамент

Нагрузки, приходящиеся на фундамент дома (например из винтовых свай , буронабивных свай ), складываются из нескольких составляющих — это вес конструктивных элементов (стены, кровля и т.д.), природные воздействия (вес снегового покрова на крыше) и эксплуатационные нагрузки (вес мебели, людей, бытовой техники, интерьер и т.п.).

Исходя из усреднённых данных, приведённых в таблице ниже, можно определить нагрузку (вес) будущего дома на фундамент.

Усреднённые нагрузки от конструктивных элементов дома, природных и эксплуатационных факторов

Пример рассчёта веса дома

Для примера расчитаем приблизительный вес двухэтажного дома 8 м х 8 м, с высотой этажа 2,5 м.

Для начала высчитаем длину всех внешних стен первого этажа 8 м х 4 = 32 м, плюс одна внутренняя стена тоже 8 м, итого 32 м + 8 м = 40 м. Общая длина всех стен на двух этажах составит 40 м х 2 = 80 м. Теперь высчитаем площадь всех стен 80 м х 2,5 м = 200 м 2 .

Далее, площадь цокольного перекрытия составит 8 м x 8 м = 64 м 2 , площадь чердачного перекрытия будет такой же — 64 м 2 . Так как кровля всегда выступает за стены дома, добавим с каждой стороны, например, по 0,5 м и получим 9 м х 9 м = 81 м 2 .

Теперь, используя наибольшие веса, приведённые в таблице выше, рассчитаем общую приблизительную нагрузку на фундамент двух типов домов:

• дом из бруса с деревянными перекрытиями с утеплителем плотностью до 200 кг/м 3 и кровлей из листовой стали;
• дом из пенобетона с деревянными перекрытиями с утеплителем плотностью до 200 кг/м 3 и кровлей из гончарной (глиняной) черепицы.

При площади кровли 81 м 2 , для северных районов России, нагрузка от снежного покрова составит 81 м 2 х 190 кг/м 2 = 15390 кг. Прибавляем её к общей нагрузке на фундамент.

Дом

Вес стен, кг

Цокольное перекрытие, кг

Чердачное перекрытие, кг

Вес кровли, кг

Снежный покров, кг

Общий вес, кг

Из бруса

Расчет свайного фундамента — как рассчитать?

На данной странице мы хотим сравнить разные типы фундаментов и покажем как делается расчет свайного фундамента, а вы уже сами сможете решить какой фундамент вам выгоднее.

Оглавление:

• Свайный фундамент — расчет количества свай
• Расчет совокупных нагрузок
• Расчет несущих характеристик сваи
• Стоимость фундамента под ключ
• От чего зависит цена
• Расчет ростверка свайного фундамента
• Расчет фундамента для частного строительства
• Расчет фундамента на забивных сваях
• Расчет стоимости буронабивных свай
• Ростверк
• Наши услуги

Выбор и расчет свайного фундамента логичнее делать исходя из его площади. Если вы строите небольшой дом, то вам дешевле будет сделать ленточный фундамент (монолитный) при условии что грунты твердые.

Если площадь фундамента более 200-300 м 2 то экономически выгоднее будет строить фундамент на сваях, потому что цена свай и работ по их погружению обойдется вам дешевле чем строительство монолита (материалы на опалубку, бетон, рабочая сила).

Свайный фундамент — расчет количества свай

Все расчетные работы по определению количества винтовых свай в фундаменте можно условно разделить на два этапа — вычисление общих нагрузок на фундамент и расчет несущей способности одной сваи в конкретном типе грунта.

Расчет совокупных нагрузок, которые будет испытывать свайный фундамент

Нагрузки, оказываемые на свайное основание дома, определяются исходя из трех основных факторов:

При определении проектной массы постройки учитывается вес стен, кровли, половых и междуэтажных перекрытий. Расчетные данные удельного веса распространенных стройматериалов вы можете увидеть в нижеприведенных таблицах..

Таблица 1.1: Расчетный вес квадратного метра стен

Таблица 1.2: Расчетный вес квадратного метра перекрытий

Таблица 1.3: Расчетный вес квадратного метра кровли

Исходные данные для определения снеговых нагрузок, которые необходимо добавлять к нагрузке от веса дома, можно взять в нормативном документе СНиП № 2.01.07-85 "Нагрузки в воздействия на строительные сооружения" (пункт 5.2).

Важно! Согласно данному документу снеговые нагрузки составляют: в южной части России — 50 кг/м2, в центральной части — 100 кг/м2, в северных регионах — 190 кг/м2.

К полезным нагрузкам на фундамент относится вес мебели, предметов интерьера и людей, проживающих в конкретном здании. Согласно положениям пункта 3.11 СНиП №2.01.07.85, для расчетов фундамента жилых домов необходимо брать усредненную полезную нагрузку в 150 кг на м2.

После вычисления всех вышеуказанных нагрузок данные нужно просуммировать и умножить на коэффициент запаса 1.2

Расчет несущих характеристик сваи на основании грунтовых условий стройплощадки

Несущие способности отдельно взятой сваи невозможно правильно определить в отрыве от несущих характеристик грунта, в который она погружена.

Совет эксперта! Если рассчитывать количество свай без учета характеристик почвы можно столкнуться с ситуацией, когда несущие характеристики винтовой сваи будут превышать возможности сопротивления грунта, что чревато усадками почвы и, как следствие, самого фундамента под неравномерно распределенным весом здания.

Для определения несущих свойств почвы необходимо проводить геодезические исследования строительного участка. Если возможность их выполнения отсутствует, нужно определить тип грунта и сопоставить его с несущими характеристиками разных типов почвы, которые представлены в таблице 1.4.

Таблица 1.4: Несущие характеристики разных видов грунтов (кг/см2)

На основании результатов геодезии строительного участка производится определение несущей характеристики винтовых свай. Все расчеты выполняются согласно требованиям СНиП №2.02.03-85 "Свайные фундаменты".

Для примера приводим таблицу несущих характеристик широко используемой в индивидуальном строительстве винтовой сваи 89*300 мм (диаметр ствола — 89 мм, лопастей — 300 мм)

Таблица 1.5: Несущие характеристики сваи 89*300 в зависимости от типа грунта и глубины погружения

Зная совокупные нагрузки, оказываемые зданием на фундамент, и несущие характеристики одной винтовой сваи можно определить требуемое количество свай в основании дома.

В качестве примера приводим расчет количества свай под двухэтажный дом из бруса площадью 10*8 метров, масса которого составляет 43,92 тонн:

• Определяем полезную нагрузку на один этаж здания: 10*8*0.15 = 12 тонн, общая полезная нагрузка с учетом двух этажей составит 24 тонны;
• Определяем снеговую нагрузку (здание строится в северной широте России, где номинальная расчетная масса снежного покрова составляет 190 кг/м2): 10*8*0,19= 15.2 тонны;
• Рассчитываем общую нагрузку на фундамент учитывая коэффициент запаса: (43,92+24+15,2)*1,2 = 99,75 тонн;
• Делим общую нагрузку на несущую способность одной винтовой сваи 89*300 мм. в мягкопластичной лессовой почве (при глубине погружения в 2,5 метра): 99,75/3,6 = 28

Итого расчет показал, что для строительства фундамента необходимо использовать 28 винтовых свай.

Рис: Винтовая свая 89*300

Стоимость фундамента под ключ

Цена возведения фундамента «под ключ» складывается из

• стоимости материала
• транспортировки техники (если необходимо)
• работ по погружению свай
• установки ростверка

Можно обозначить общий порядок цен, конкретные случаи всегда считаются отдельно.

От чего зависит цена

Определяющими факторами являются условия работы и объем: характер грунта, размер объекта, его удаленность.

От характера грунта зависит:

• Тип фундамента
• Глубина забивки свай
• Технические характеристики свай (диаметр, длина, конструкция).пункт 3

От объёма работ:

• Количество свай
• Тип ростверка (монтаж монолитного бетонного покрытия гораздо дороже по цене и дольше по срокам)
• Тип и количество единиц используемого оборудования

От удаленности объекта зависит километраж перебазировки техники.

Расчет ростверка свайного фундамента

Ростверк — ключевой составной элемент свайно-винтового фундамента, который объединяет отдельно стоящий стволы в монолитную систему и способствует равномерному распределению нагрузки, передающейся от веса здания на грунт.

Совет эксперта! В отличие от определения количества свай, расчет ростверка должен выполняться исключительно специалистами занимающимися проектированиям фундаментов, поскольку самостоятельно учесть все факторы, влияющие на обвязку основания крайне сложно.

Рис: Варианты ростверков для обвязки винтовых свай

Расчеты выполняются по двум группам предельных состояний ростверка. К первой группе относится:

• Нормативная прочность материала (железобетона, бруса, двутавровой балки либо швеллера), которыми используются для обвязки фундамента;
• Несущие характеристики грунта, в который погружены сваи;
• Несущая способность опорных столбов.

К второй группе предельных состояний относится:

• Нормативная усадка свай под воздействием вертикальных нагрузок от массы здания;
• Возможность смещения либо крена свай под воздействием горизонтальных нагрузок, оказываемых на опоры в результате сдвигов грунта;
• При обустройстве железобетонных ростверков дополнительно рассчитывается фактор появления трещин и их влияние на прочность обвязки.

Совет эксперта! Расчеты ведутся согласно требованиям СНиП 2.03.01-84 "Пособие по проектированию ростверков под свайные фундаменты".

Ключевым этапом расчетов является определение устойчивости ростверка к изгибающим воздействиям, которая вычисляется для каждой отдельной грани обвязки индивидуально. Для этого используются формулы:

• Мхі и Муі — момент изгибающей силы на сечениях ростверка;
• Fі — проектная нагрузка на свайную опору;
• хі и уі — расстояние от оси сваи до рассчитываемого сечения ростверка.

На основании расчетных данных определяются размеры ростверка и высота его поднятия над почвой. При обустройстве монолитного железобетонного ростверка за минимальную ширину ленты принято брать 40 сантиметров, высота ленты должна составлять не менее 30 сантиметров.

Для формирования железобетонной обвязки необходимо использовать бетон марок М200 и М150, вся конструкция в обязательном порядке должна укрепляться каркасом из арматурных стержней класса А2 и А3 диаметром от 10 мм.

Расчет фундамента для частного строительства

В зависимости от грунта и пожеланий клиента для загородной застройки (загородных домов, коттеджей) могут применяться фундаменты на забивных и винтовых сваях.

На примере брусового дома:

Примерная стоимость одной сваи D=10,8 см с толщиной стенки 4 мм и диаметром лопасти 30 см при длине ствола 3 м – 1800 рублей.

Для закладки фундамента 6 на 9 метров потребуется 12 свай. Минимальная стоимость материала – 21600 р.

Погружение – 350 р. за погонный метр. 12 свай – 12600 р.

Дополнительные затраты:

• Оголовок для монтажа обвязки – 200, всего 2400.
• При использовании сварных наконечников для свай – 500 р. на 12 – 6 тыс.
• Усиленная лопасть для сваи – 450, всего 5400.

ИТОГО:

Монтаж фундамента обойдется от 48 тыс. рублей. Сюда еще следует добавить использование крана (2000 руб. в час), доставку материала (зависит от километража), срочность (наличие/отсутствие сверхурочных часов работы).

Исходя из полученной суммы в 48 тысяч рублей можно смело утверждать, что свайно-винтовой фундамент является одним из самых экономичных видов оснований для индивидуального строительства. Одни только затраты на расходные материалы (бетон, арматуру, уплотняющую подушку) при обустройстве ленточного фундамента глубокого заложения полностью перекроют совокупную стоимость свайного основания.

При этом в отличие от любых железобетонных фундаментов, после заливки которых нужно выжидать 28-30 дней, необходимых для набора бетоном проектной прочности, при обустройстве свайно-винтового фундамента к дальнейшим строительным работам можно приступать уже на следующий день после погружения свай.

Преимущества винтовых свайных фундаментов:

• Быстрота монтажа
• Возможность использования на слабом грунте
• Отсутствие вибрации при погружении свай
• Возможность неоднократного использования свай

• Не подходят для использования на скалистых или твердых известковых грунтах
• Коррозия (если сваи дешёвые и не покрыты антикоррозийным покрытием)
• Малая несущая способность свай (для тяжелых многоэтажных домов не подойдет)

Расчет фундамента на забивных сваях

Примерная стоимость одной железобетонной сваи 30 на 30 см при длине до 12 м – 730 р. за метр.

При длине сваи 3 метра 20 свай обойдется в 43 800 р.

Забивка 1 погонного метра сваи – 550 р.

Всего: 20 на 3 на 550 – 33 000 р.

Стоимость перебазировки сваебойного оборудования – 20 тыс. рублей.

ИТОГО:

Минимальная стоимость – 89 300 без монтажа ростверка.

Важно! Чтобы узнать актуальные цены, воспользуйтесь калькулятором на сайте: Калькулятор

Цена ростверка зависит от стоимости материала (брус, армированный бетон), трудозатрат, использования техники.

Преимущества забивных свайных фундаментов:

• Неограниченная несущая способность
• Неподверженность коррозии
• Подходят для любого грунта

• Требуется спецтехника
• Вибрация
• Энергоемкость работ
• При установке бетонных ростверков – длительные сроки

Расчет стоимости буронабивных свай

Для тяжелых конструкций, промышленных корпусов и многоэтажных зданий используются железобетонные свайные фундаменты. Небольшие промышленные объекты могут возводиться на винтовых фундаментах.

Цена буронабивной сваи – от 23 тыс. за кубический метр.

Для монтажа фундамента одноэтажного промышленного корпуса весом 100 тонн потребуется 50 свай диаметром 25 см и глубиной 2 м.

ИТОГО : 575 тыс. рублей — Сюда входит стоимость бетона, арматуры, бурения и бетонирования.

Ростверк

Цена материала монолитного ростверка:

• Бетон марки 100 – 2 тыс. руб. за кубометр.
• Арматура – 25 тыс. за тонну.
• Опалубка – от 2 тыс. руб. за кв. метр – покупка, от 450 – аренда.

Ленточный монолитный ростверк (материал вместе с работой) оценивается в среднем от 3 тыс. р. за погонный метр.