Расчет свайного фундамента

Иногда неточности в расчетах возникают из-за неверного учета ландшафта или планировки участка (например, не соблюдена минимальная высота цоколя и т.п.).

Итог – неверная оценка несущей способности конструкции и степени воздействия среды на фундамент, что часто ведет к просадке, ускоренному развитию коррозионных и гнилостных процессов.

Эта статья написана, чтобы помочь избежать подобных проблем. Однако приведенный расчет, несмотря на всю свою универсальность (основан на типовых решениях и данных, подтвержденных многолетней практикой), является условным, так как использует усредненные показатели, которые могут меняться в зависимости от типа строения и региона строительства. Более того, в связи с тем, что назначение винтовых свай невозможно без информации о грунтовых условиях площадки строительства, в части определения их параметров и количества мы ограничились только общими рекомендациями.

Отдельно стоит сказать о том, что материал ориентирован на сферу индивидуального жилищного строительства и не подходит для проектирования технически сложных объектов.

Очень важно до начала проектирования изучить грунтовые условия участка предполагаемого строительства.

Традиционно для исследования грунтов на площадке применяется комплекс инженерно-геологических изысканий (ИГИ). Однако этот комплекс процедур не лишен недостатков, главный из которых – цена. Для удешевления необходимо уменьшить количество скважин и объем лабораторных работ, а это означает недостаточную изученность площадки строительства. В результате, даже несмотря на относительно высокую точность результатов, метод почти не используется в малоэтажном строительстве.

Куда большей популярностью пользуется пробное завинчивание. Но

полученные таким образом данные практически невозможно интерпретировать, они субъективны, поэтому не вызывают доверия.

Пробное завинчивание не является методом исследования грунта. Применяющие его руководствуются единственным принципом: «Если свая тяжело крутится на предполагаемой глубине установки, то ее несущая способность является достаточной». При этом не учитывается ни зависимость результатов от времени года, в которое проводят завинчивание, ни возможное наличие в основании линз более прочных грунтов, которое может вызвать «ложный отказ». Кроме того, пробное завинчивание не дает никакой информации о типе и свойствах грунта под сваей.

К примеру, методика динамического зондирования, разработанная на основании ГОСТ 19912 «Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием» и применяемая в рамках проведения геотехнических исследований, позволяет определить физико-механические характеристики грунта, необходимые для проектирования свайно-винтового фундамента, а также обеспечивает оценку несущей способности свай на всех характерных участках площадки, на всех интересующих глубинах, уступая по точности оценок только статическим испытаниям натурных свай.

По результатам измерений коррозионной агрессивности грунта подбирают толщины ствола и лопасти, марку стали винтовой сваи, которые обеспечивают соответствие срока службы строения требованиям ГОСТ 27751 «Надежность строительных конструкций и оснований». Для уточнения правильности подбора параметров рекомендуется после выполнения расчета срока службы проверить остаточную толщину стенки ствола на соответствие проектным нагрузкам.

Велика вероятность, что при расчете ветровой нагрузки вы получите отрицательное значение. Это будет означать, что вес надземной конструкции не увеличился, а, напротив, сократился. Поэтому иногда этим показателем можно пренебречь.

Но для легких сооружениях, особенно с большой «парусностью», тот же

показатель уже имеет принципиальное значение, так как нужно четко понимать, как увеличатся выдергивающие и горизонтальные воздействия на сваи.

В нашем примере расчетом ветровой нагрузки можно пренебречь.

Учет ландшафта или планировки участка предполагаемого строительства – еще одно обязательное условие для корректного расчета фундамента.

При перепаде высот нужно не только использовать сваи разной длины, но и в ином сочетании модификаций, чем в случае строительства на ровной поверхности. Это связано с увеличением горизонтального воздействия на фундамент.

Важно соблюсти минимальную высоту цоколя (не менее 500 мм) в процессе обвязки. В противном случае из-за близости к грунту возникнет риск развития коррозионных (при обвязке швеллером или двутавром) или гнилостных (при обвязке брусом или бревном) процессов, что потребует организации дополнительных мероприятий по защите элементов конструкции.

При расстановке свай необходимо учитывать неравномерность распределения нагрузки по основанию, так как это позволит добиться равномерного распределения запаса прочности всего фундамента и значительно увеличит срок его эксплуатации.

Под коньком дома при двускатной крыше воздействие будет максимальным, под несущими и ненесущими стенами эти показатели снизятся, а сваи, устанавливаемые для опоры лаг пола, рассчитаны на

минимальное воздействие. Поэтому при строительстве фундамента используют сваи с разными конструктивными параметрами.

Основное при выборе свай – количество, диаметр и конфигурация лопастей, так как именно от этих параметров зависит несущая способность. Толщина стенки ствола и его диаметр обеспечивают жесткость и прочность, при этом определяющей является именно толщина стенки ствола.

Максимальная эффективность многолопастных конструкций обеспечивается расчетом расстояния между лопастями, шага и угла наклона лопастей. Ошибки в вычислениях ведут к возникновению «обратного эффекта»: например, введение второй лопасти ухудшит работу модификации, вплоть до того, что многолопастная свая будет уступать в восприятии горизонтальных нагрузок даже конструкции с одной лопастью.

При определении шага свай учитывают:

Характеристика гибкости ростверка – величина, которую для каждого случая определяют отдельно. Только выполнив расчеты, вы сможете выбрать нужное сечение бруса для ростверка и определить длину пролета.

Чтобы рассчитать величину гибкости ростверка с минимальными отклонениями, можно использовать любой онлайн-калькулятор в интернете.

Таким образом, при расчете фундамента необходимо учитывать большое количество аспектов. Диаметр и конструкция винтовых свай, их количество и сочетание всегда определяются индивидуально.