Несущая способность винтовых свай и ее расчет. Нагрузка на винтовую сваю

Нагрузка на винтовые сваи таблица

Какую нагрузку могут выдержать винтовые сваи: несущая способность

Несущая способность – это показатель, который показывает, какую нагрузку сможет выдержать свая, с учетом допустимым деформаций почвы под ее острием. Придерживаясь особенностей почвы, сваи разделяют на два вида: висячие и сваи-стойки. Для первого типа характерно наличие опоры, которая залегает под нижними концами свайного элемента.

Сваи-стойки носят такое название по той причине, что их устанавливают в почку или в жесткие стержни грунта, роль которых состоит в передачи давления от здания к фундаменту. Висячие конструкции способны выдерживать нагрузка благодаря силе трения, которая формируется между почвой и боковой частью. Если присутствует боковое трение, а также достаточная длина, то под свайными элементами устанавливать опоры нет смысла.

Последовательность действий

Для расчета необходимо учитывать размеры винтовых свай и качество грунта, в которой они будут устанавливаться. Чтобы выполнить предварительный расчет необходимо произвести умножение площади основания на сопротивляемость почвы.

Как правильно установить винтовые сваи оцинкованные. можно узнать прочитав данную статью.

На фото — устройство винтовых свай:

Например, для вычисления возможностей винтовой сваи 133, ввинченной в обычную глину, необходимо произвести следующий план действий:

Вычислить площадь лепестковой подошвы. Для сваи 133, диаметр подошвы которой составляет 30 см, этот параметр будет составлять 706, 5 см2.
С учетом указанного типа почвы стоит выбрать правильный грунт. Для глины она будет составлять 6 кг/см2.
Две полученные величины необходимо перемножить, и получится результат 4,2 тонны. Именно такой вес способна выдержать винтовая сваи 133. Ее можно устанавливать в глинистую почку на глубину 2-2,5 м.

Какая марка цемента подойдёт для заливки фундамента можно узнать из данной статьи.

На видео — о несущей способности винтовых свай:

Как сделать раствор для фундамента можно узнать из данной статьи.

Учет надежности фундамента

Если вы будете использовать этот вариант расчета, то не получите достаточно обобщенный результат запаса прочности. Для окончательного определения несущих возможностей необходимо руководствоваться следующей формулой:

в которой N – это расчетная нагрузка, F – это неоптимизированное значение несущей способности, для определения которого необходимо умножить площадь винтовой опоры на возможность почвы. Что касается последнего обозначения γ. то это коэффициент, показывающий запас прочности конструкции. Значение этого параметра напрямую зависит от точного вычислительных операций несущей способности опорной почвы. Также на значение этого параметра оказывает влияние общее количество свай в фундаменте.

Оголовок винтовой сваи размер и другие особенности можно прочесть из данной статьи.

С учетом указанных данных, необходимо отметить, чему будет равняться приведенный коэффициент надежности:

Если общее число свай составляет 5-20, то этот коэффициент принимает значение 1,75-1,4. Принимают в расчет этот параметр при условии, когда определяется несущая возможность винтовых элементов с низким ростверком, монтаж которого выполняется на опорах висящего типа.

Коэффициент будет равен 1,25, когда процесс расчета опорной возможности ведется на почве, отделяемой в ходе зондирования при помощи саи-эталона. Провести такие исследования могут начинающие геологи, которые обустроили измерительную площадку с эталонной сваей на участке возведения основания.
Если точно была определена опорная способность почвы, которая рассчитывается в ходе ее зондирования и исследующих лабораторных исследований, то коэффициент надежности примет значение 1,2.

На основании указанной информации можно вычитать несущую способность для винтовых элементов 133, она будет составлять 3,5 т. Получить такой результат удается при точном определении аналогичной характеристики почвы. Еще можно получить результат на основании усредненных сведений о несущей способности почвы и сведений об общем количестве опор. В результате усредненное значение будет составлять 2,4 т.

На видео рассказывается, какую нагрузку выдерживают винтовые сваи:

Определение максимальных возможностей

После того, как стали понятны все нюансы процесса вычисления несущей способности для винтовой опоры, можно понять максимально возможную величину нагрузки, которую способен выдержать один элемент. Для этих целей необходимо воспользоваться такими сведениями:

Вид грунта в данном случае пуст будет обычный песок, его максимальная несущая возможность будет составлять 15 кг/см2.
Для опоры можно использовать сваи 219. Диаметр лепестков у подобного изделия будет составлять 600 мм.
Для коэффициента надежности стоит взять значение 1,75. В этом случае речь идет о точном определении числа свай не более 5 штук.

На видео — несущая способность винтовых свай 108:

В результате для определения максимальной несущей способности винновой сваи необходимо воспользоваться таким алгоритмом:

Определить площадь лепестковой опоры. В данном случае она будет составлять 2826 см2.
После этого можно определить неоптимизированное значение опорной возможности. Для этого стоит умножить площадь лепестковой опоры на несущую способность грунта: 2826х15=42,4.
Для вычисления точной несущей возможности необходимо полученное значение поделить на коэффициент надежности: 42,4/1,75 = 24,23 т.

Какой бетон нужен для фундамента двухэтажного дома можно узнать из данной статьи.

На основании представленного расчета можно сделать вывод, что одна опора, радиус лепестка у которой 30 см, и она углублена в плотный песок, способна выдерживать нагрузку в 24 тонны. Благодаря тому, что винтовые основания способны выдерживать такие большие нагрузки, они и получили сегодня такую широкую востребованность.

Как залить фундамент для дома из газобетона можно узнать из статьи.

Зависимость от размеров

С учетом представленного ранее расчета становится понятным, что значение несущей способности фундамента на сваях зависит от размеров этих элементов, а точнее от диаметра и длины свая.

Таблица 1 – Зависимость несущей возможности от размеров винтовых свай:

Несущая способность винтовых свай – это очень важный параметр, который определяет нагрузку, которую сможет выдержать конструкция.

О том каковы пропорции состава бетона для фундамента можно узнать из данной статьи.

При вычислении этого параметра необходимо принимать во внимание такие параметры, как несущая способность грунта, диаметр и длина сваи. Выполнить все вычисления можно самостоятельно без привлечения посторонних лиц. Если все расчеты были выполнены верно, то ваш дом прослужит вам в течение длительного времени.

Клей для плитки: какой лучше выбрать?
Фундамент на винтовых сваях: какие плюсы, и есть ли минусы
Как произвести расчет количества свай для установки фундамента

Какие бывают саморезы по дереву, размеры изделий

Дюбель бабочка для гипсокартона: размеры и характеристика

Технические характеристики строительных гвоздей: гост 4028 63, 4028 80, 283 75

Виды и свойства винтовые оцинкованных свай

Расчет винтовых свай для фундамента. Как сделать правильный расчет нагрузки?

Выбор длины зависит от:

Горизонтальности строительной площадки: если имеются значительные перепады по высоте, то возможен выбор свай различной длины.
Характер грунта. Надежная установка предполагает вкручивание до стабильного грунта и ниже уровня промерзания почвы на 25÷40 см. При этом свайная часть должна уйти в грунт не выше чем 1500 мм.

Короткие: 1,65÷2,5 м.
Длинные: до 11,5 м (шаг 500 мм).

Расчет количества винтовых свай для фундамента: этапы

План участка в масштабе, на котором необходимо нанести планируемое основание с осевыми линиями.
Привязать к линиям коммуникации: трубу канализационную из сантехнических комнат и из кухни, с прорисовкой диаметров.
Результаты инженерно-геологических исследований.

Одиночное – точечные опоры под легкие конструкции или дачные домики.
Лентой – последовательное расположение с определенным шагом.
Кустом – для тяжелых домов с множеством перегородок и под каждую опору в каркасной постройке.

Расчет винтовых свай для фундамента проводится с учетом особенности планировки:

Расстояние между точками опоры должно быть не менее 2500 мм.
Свая должна устанавливаться в местах пиковых нагрузок, которые сосредотачиваются в центре пересечения перпендикулярных линий, а именно:
1. В углах здания.
2. На стыках несущих стен и перегородок.
3. Промежуточные опоры должны устанавливаться равномерно, в том числе и по диагоналям основных ячеек постройки.
4. Размер свай и лопастей определяется в зависимости от вида нагрузки и характеристик грунта.

Влияние грунта на расчет

Какие бы ни были выбраны сваи винтовые для фундамента, расчет нагрузки невозможен без определения несущей способности почвы. Так, не всегда грунт имеет необходимый состав, позволяющий выдержать без проседания постройку.

Важно! Выбранная свая не должна превышать величину выдерживаемой нагрузки почвы.

Для определения несущей способности грунтов сначала определяется состав почвы, а затем сравнивается с характеристиками, приведенными в таблице.

Величина нагрузки кг/м 2, переносимая разными типами почвы

Для того чтобы произвести расчет винтовых свай для фундамента, требуется определить тип почвы:

Песок крупной фракции: 2,5÷5 мм одна песчинка, до 2 мм – средний. Не изменяет своих размеров.
Супесь получается путем смешивания песчаной с незначительным процентом (10%) глинистой породы.

Если содержание глины до 30%, получется суглинок. При намокании смесь не растекается, а может быть скатана в шар, но при нажатии появляются трещины.
Если комок влажного грунта при давлении не трескается, а пластично раздавливается, состав глины выше 30%.

Обратите внимание! Чем больше содержание глины – тем выше вспучивание грунта.

Торф – мягкий и воздушный состав не предполагает несения нагрузок.

Близость грунтовых вод и степень влагостойкости определяется бурением скважины на глубину опускания сваи. Если в постоявшей яме образовалась вода, то имеет место влагонасыщенный грунт с близким расположением водоносного слоя.

Сваи винтовые для фундамента: отзывы покупателей

Отзывы о сваях зависят от того, где покупатель приобрел продукцию, так как многие жалуются на недобротное изготовление, в том числе и плохую антикоррозийную обработку. Хвалят конструкцию в большинстве случаев хозяева домов на сложных водонасыщенных грунтах, так как свая для такой местности — наиболее дешевый и надежный вид основания. Также не стоит забывать о скорости и высоком качестве монтажа таких построек в любую погоду, именно этот плюс отмечают многие застройщики.

Использовать сваю в качестве основания для постройки или нет — зависит во многом от местности и условий монтажа. Знание правил расчета и источников данных желательно даже в тех случаях, когда расчет выполняется строительной компанией.

20 фото кошек, сделанных в правильный момент Кошки — удивительные создания, и об этом, пожалуй, знает каждый. А еще они невероятно фотогеничны и всегда умеют оказаться в правильное время в правил.

Непростительные ошибки в фильмах, которых вы, вероятно, никогда не замечали Наверное, найдется очень мало людей, которые бы не любили смотреть фильмы. Однако даже в лучшем кино встречаются ошибки, которые могут заметить зрител.

Топ-10 разорившихся звезд Оказывается, иногда даже самая громкая слава заканчивается провалом, как в случае с этими знаменитостями.

11 странных признаков, указывающих, что вы хороши в постели Вам тоже хочется верить в то, что вы доставляете своему романтическому партнеру удовольствие в постели? По крайней мере, вы не хотите краснеть и извин.

9 знаменитых женщин, которые влюблялись в женщин Проявление интереса не к противоположному полу не является чем-то необычным. Вы вряд ли сможете удивить или потрясти кого-то, если признаетесь в том.

Зачем нужен крошечный карман на джинсах? Все знают, что есть крошечный карман на джинсах, но мало кто задумывался, зачем он может быть нужен. Интересно, что первоначально он был местом для хр.

Несущая способность винтовых свай – расчет по двум основным показателям

Возведение даже легкой постройки, не говоря уже о капитальном доме, должно сопровождаться проектной документацией. Особое внимание, при этом, уделяется подземной части фундамента, от надежности которой зависит долговечность строения, а также отсутствие серьезных проблем при эксплуатации. В частности, расчет определяет, какова должна быть несущая способность винтовых свай, какую нагрузку они смогут выдержать, какие размеры и шаг следует выбрать. Расчет фундамента является основополагающим при выполнении проекта любого дома или хозяйственной постройки. Он принимает во внимание не только вертикальные и горизонтальные нагрузки, но и грунтовые условия строительной площадки, поэтому даже готовая инженерная документация требует привязки к местности.

Что такое несущая способность

Под данным определением понимаются максимальные нагрузки, которые выдерживают конструктивные элементы и грунтовые основания без изменения их структурного строения, а также без потери функциональных характеристик. Для фундамента принимается во внимание, прежде всего, вес дома и наличие дополнительных усилий – постоянных или временных.

Важно знать о том, что несущая способность подземной части сооружения во многом зависит от типа и плотности грунтовых слоев, к тому же – от их насыщенности влагой.

Винтовые сваи держат нагрузки благодаря ширине лопастей, опирающихся на более плотный и менее сжимаемый, чем вышерасположенный, пласт грунта, находящийся ниже точки промерзания почвы, что не допускает выталкивания фундамента даже при его установке на пучинистых глинах и суглинках. За счет винта происходит своеобразная фиксация ствола, предотвращающая вдавливание свай ниже допустимой отметки, так как их гладкая боковая поверхность сама по себе не способна выдерживать вертикальные нагрузки.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что несущая способность винтовой сваи в меньшей степени зависит от размеров металлической трубы, из которой она изготовлена, а в большей:

от площади опорных лопастей;
от показателей расчетного сопротивления грунтов, или их несущей способности.

Расчет площади подошвы сваи

Лопасти сдавливают и уплотняют почву под собой, обеспечивая распределение вертикальных нагрузок. Разумно будет предположить, что площадь винта и показатель несущей способности винтовой сваи находятся в прямой зависимости друг от друга, хотя для вечномерзлых грунтов размер лопастей имеет меньшее значение, но это относится к особым случаям.

Расчет допустимых усилий на свайный столб начинают с определения площади винта. Довольно часто данный показатель указывается производителем в технической документации, но его можно вычислить самостоятельно, зная радиус или диаметр круга в проекции, в который вписывается лопасть, расположенная на свайном стержне. В качестве радиуса принимается расстояние от оси сваи до крайней от нее точки на винте, измеренное четко перпендикулярно положению ствола, а диаметр измеряется между двумя наиболее удаленными в плане друг от друга точками на лопасти. Но обмерять самостоятельно подошву сваи следует только в случае отсутствия по разным причинам паспорта на изделие. В рядовых ситуациях следует просто заглянуть в техдокументацию, чтобы выяснить точный диаметр трубы и лопасти в миллиметрах.

Формула, определяющая площадь свайной подошвы, выглядит следующим образом:

S = 3,14*R 2 или S = 3,14*D 2 /4,

где R и D – радиус и диаметр соответственно.

Сопротивление грунта

Расчет несущей способности свайно-винтового фундамента основывается на несущей способности грунта, которая определяется после геологических изысканий на строительной площадке. В процессе полевых работ выясняется состав почвенных слоев, лабораторные же исследования дают полную картину их физико-механических характеристик и химических свойств грунтовых вод, на основании чего составляется отчет.

Для малоэтажных домов, не подпадающих под обязательную государственную приемку, допускается предпроектную подготовку не проводить.

В этом случае изыскания выполняют самостоятельно, а при расчетах пользуются готовыми таблицами, в которых имеются средние показатели расчетного сопротивления грунтов, зависящие от их типа. Для этого на площадке высверливают скважину с помощью строительного или обычного садового бура. Ее глубина должна быть ниже уровня промерзания грунта, характерного для региона строительства. При выемке грунта учитывается:

состав почвенных пластов и их толщина;
степень влажности;
наличие подземных вод.

Существуют таблицы, помогающие выяснить по типу грунта его сопротивление и устанавливающие несущую способность винтовых свай для определенного размера. Для примера приведем готовый расчет для свай диаметром 89мм, имеющих лопасти – 300мм, при их заглублении на 1,5-3м.

Тип грунта

Узнать, из какого грунта состоит слой, можно самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов. Песок каждому известен с детства – при растирании между ладоней он рассыпается. Песчинки видны невооруженным глазом, а градация песка производится по их размеру:

от 2,5 до 5мм – крупный;
от 1,5 до 2,5мм – средний;
от 1 до 1,5мм – мелкий;
до 1мм – пылеватый.

Супесь и суглинок являются смесью песка с разными пропорциями глины. В первом случае грунт относится к малопластичным, а второй – к более пластичным. При скатывании комочка из супеси, на ладонях ощущается присутствие песчинок, но шарик сразу же разрушается при легком надавливании на него. Сформованный руками комок суглинка при нажатии сплющивается в лепешку, края которой получаются рваными.

Глина отличается высокой пластичностью и напоминает пластилин. Скатанный шарик меняет свою форму без появления трещин. Следует понимать, что глинистые грунты подвержены пучению.

Лесс представляет собой мягкопластичную известковую породу светло-желтых и палевых оттенков. Его пористость видна невооруженным взглядом. Он малораспространен на территории России.

Влажность грунта определяется визуально после просверливания в нем вертикальной скважины. Если через какое-то время в ней не появится вода, то можно считать, что грунт сухой, и наоборот. Степень влагонасыщенности устанавливается по быстроте наполнения отверстия жидкой средой.

Самостоятельное определение несущей способности сваи

Зная сопротивление грунта и площадь винтовой лопасти, можно произвести примерный расчет несущей способности отдельной сваи. Для этого оба показателя просто перемножаются. Но для устройства надежного фундамента данного показателя будет недостаточно. Потребуется еще учесть коэффициент надежности конструкции, находящийся в зависимости от количества винтовых свай под строением. Данная цифра может колебаться в пределах от 1,2 до 1,75.

Более точный результат вычислений получается при делении показателя несущей способности сваи на коэффициент надежности, что изменяет конечный результат в меньшую сторону.

Расчет необходимого количества фундаментных столбов производится на основании постоянных и временных нагрузок, а также дополнительных усилий, воздействующих на подземную часть строения. Они определяются проектировщиками и фиксируются в технической документации. Суммарный показатель делится на несущую способность одной сваи и округляется в бóльшую сторону.

В соответствии с планом дома, расчетное число свай распределяется по периметру несущих стен. В обязательном порядке они должны ввинчиваться по углам и в местах сопряжения ограждающих конструкций, а оставшееся количество опор размещается с шагом 2-3 метра. При необходимости допускается увеличение определенного расчетом числа свай, а при слишком большом количестве – их более близкое размещение в ленте или кустах.

Заключение

Описанный выше расчет свайно-винтового фундамента является приблизительным. Для более точных показателей несущей способности сваи, необходимо учитывать глубину залегания лопасти и нормативные данные, указанные в таблицах СНиП 2.02.03-85. В частности, это касается:

коэффициента условий работы;
значения трения грунта, прилегающего к винтовой лопасти сваи;
сопротивления грунта, действующего вдоль боковой ствольной поверхности и т.д.

Расширенная формула помогает получить точные результаты при расчете несущей способности свайно-винтового фундамента.

Источники: http://resforbuild.ru/metall/svai/vintovye-nesushhaya-sposobnost.html, http://fb.ru/article/225078/raschet-vintovyih-svay-dlya-fundamenta-kak-sdelat-pravilnyiy-raschet-nagruzki, http://semidelov.ru/mar/nesuschaya-sposobnost-vintovykh-svaj-raschet-po-dvum-osnovnym-pok/

1pofundamentu.ru

Допустимая нагрузка на винтовую сваю. Расчет винтового фундамента.

Расчет винтового фундамента — ответственный этап проектирования. Если при его выполнении допустить ошибку, то можно не правильно задать шаг свай или их сечение. Ошибки приводят к снижению надежности опор под знание и возникновению вероятности сильной усадки или крена строения, вследствие которых образуются трещины и повреждения основных строительных конструкций здания. Одним из самых важных характеристик свайновинтового фундамента (как и любого другого) является его несущая способность.

Допустимая нагрузка на винтовую сваю зависит от следующих факторов:

диаметр трубы и лопастей;
прочность грунта основания;
длина сваи.

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

Расчет выполняется по следующей формуле: N = F/γk .

В этой формуле:

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 .

Здесь:

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».

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:

условия работы;
характеристики грунта;
глубина залегания лопасти (прибавляется боковое трение);
диаметр лопасти;
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:

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:

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

Сначала находится прочность грунта основания. Воспользовавшись приведенной ранее таблицей находим, что для имеющегося типа почвы она составляет 6,0 кг/см². Коэффициент надежности по нагрузке принимаем 1,75 (для обеспечения запаса по надежности).

Остается вычислить площадь лепестковой подошвы: S = (πD²)/4 = 3,14*352/4 = 961,6 см² (значение диаметра лопасти в расчет берется в сантиметрах).

Находим неоптимизированную несущую способность: F = S*Rо = 961,6*6,0 = 5770 кг.

Вычисляем допустимую нагрузку: N = F/γk = 5770/1,75 = 3279 кг ≈ 3,3 т.

Для дальнейшего расчета определяем минимальное количество свай, которые способны удержать данный дом: 59 т/3,3т = 17,87 шт, округляем до целых в большую сторону и принимаем в дальнейший расчет 18 шт.

Чтобы завершить вычисления для возведения фундаментов, нужно определить шаг между сваями. Для этого длину стен дома делят на количество опорных элементов: 24 м/18 шт = 1,33 м — максимальный шаг фундаментов. Получилось довольно большое количество свай для такого небольшого дома, т.к. мы приняли что геологические изыскания не проводились, и пришлось принять γk = 1,75, если провести исследования хотя бы пробным вкручиванием (эталонным), тогда количество свай можно снизить до 1213 штук, а это существенная экономия.

В каждом случае нужно считать что обойдется дешевле — геологические изыскания или самостоятельный расчет и перестраховка по несущей способности. Определение максимальной нагрузки на сваю — только часть вычислений для проектирования. Как показано выше, на этом расчет не заканчивается.

Окончательными результатами вычислений должны стать следующие данные для свай:

сечение;
длина;
шаг;
распределение под несущими стенами.

Расчитать количество винтовых свай на калькуляторе онлайн

litye-nakonechniki.ru

Допустимая нагрузка на винтовые сваи

Несущая способность свайного оборудования определяется климатическими особенностями региона, в котором производится укладка свайного фундамента, а также типом грунта. Допустимая нагрузка на винтовые сваи (несущая способность) – представляет собой максимальную нагрузку, которую способна вынести каждая свая и все сваи вместе в виде готовой конструкции, а также грунты с сохранением их функциональных качеств.

Какой считается допустимая нагрузка на винтовые сваи?

Стоит отметить, что параметр несущей способности не является статичным показателем. Это связано с тем, что данный параметр во многом зависит от опорной поверхности, в которую планируется вкручивать винтовые сваи в Лобне. Поэтому при проведении расчетов допустимой нагрузки на винтовые сваи, а также при выявлении показателя прочности готовой конструкции, всегда следует ориентироваться на средний показатель. К примеру, допустимая нагрузка на винтовые сваи с учетом мягкопластичности лесса, варьируется в пределах 2 – 4,3 т.

Фундаменты, при устройстве которых используются винтовые сваи, отличаются высокой степенью надежности. Стабильность и прочность таких оснований достигается благодаря повышенному противодействию оборудования получаемым нагрузкам. Для получения запаса несущей способности конструкции винтовые сваи в Кашире следует устанавливать с шагом не более 2 – 3 м. Это даст возможность обойтись незначительным поперечным сечением фундаментной балки и увеличить прочность фундамента.

При проведении строительства на глиняных грунтах, сваи должны обладать следующими параметрами несущей способности:

Тугопластичные глины – 4,2 – 6,3 т;
Мягкопластичные породы – 3,7 – 5,8 т;
Полутвердые породы – 4,5 – 6,7 т.

При проведении строительства в Москве и области, где преобладают песчаные грунты, нужно учитывать дополнительные параметры допустимой нагрузки:

Пылеватые пески – 4,2 – 6,3 т;
Мелкие пески – 5,6 – 7,7 т;
Средние пески – 9 – 11 т.

Расчет несущей способности суглинки и супеси производится аналогичным образом. Строители очень часто предпочитают не применять максимально возможную нагрузку на свайную конструкцию и каждую сваю в отдельности. Впрочем, это отнюдь не говорит о том, что свайно-винтовые фундаменты теряют в прочности, они по-прежнему обладают чрезвычайно высокими эксплуатационными параметрами.

Это достигается за счет конструктивной особенности свай, на которых помимо стержня имеются винтовые элементы. Винтовая конструкция делает оборудование слабодеформируемым и устойчивым к серьезным механическим нагрузкам. Поэтому если говорить о стоимости таких фундаментов, то она вполне оправдана и окупает себя до копейки, особенно при использовании на сложных грунтах. Винтовые сваи отличаются продолжительным эксплуатационным периодом за счет обработки оборудования защитными составами. Поэтому в некоторых случаях здания, возведенные на таких фундаментах, переживают своих владельцев.

www.svai-plus.ru

несущая способность и основные нагрузки

Расчет фундамента на винтовых сваях — это один из ключевых моментов проектирования строительства. После выполнения расчета составляется схема расположения винтовых свай. Выполнять расчет можно только после составления планировки дома и всех его пристроек. Кроме того, нужно заранее определиться и с используемыми материалами для возведения строения. Очень важно учитывать тип грунта, на котором будет строиться дом.

Схема устройства фундамента на сваях.

При самостоятельном выполнении расчета можно воспользоваться уже выведенными табличными значениями. Однако точность таких данных будет приблизительной, так как подобные таблицы могут не учитывать некоторых факторов. Поэтому для более точных результатов рекомендуется проводить индивидуальные вычисления.

Несущая способность винтовых свай

Свайный фундамент, как единая конструкция, должен обладать достаточной несущей способностью, чтобы выдержать нагрузку, которую оказывает на него само строение и дополнительные факторы.

Каждая свая фундамента должна быть способна выдержать определенный вес.

Виды свай для разных типов грунта.

Каждый элемент фундамента на винтовых сваях представляет собой металлоконструкцию из стальной трубы с лопастями в нижней части. Они должны быть изготовлены строго определенной формы, в противном случае конструкция не будет достаточно прочной. Лопасти способны предотвратить вырывание труб из грунта.

Оптимальные параметры подобных металлоконструкций — это 11 см (или 108 мм, что встречается чаще) диаметр и 2,5 м длина. Толщина металла должна составлять 5 мм. Именно такие параметры позволяют получить наиболее оптимальную опору. Изготовление фундамента на таких опорах позволяет возводить любые конструкции, достаточно только провести несложные вычисления для определения необходимой несущей способности опор и их оптимального количества.

Вернуться к оглавлению

Основные правила расчета свайно винтового фундамента

Начинать вычисления необходимо с определения веса будущего строения. Эта величина показывает суммарный вес стен, перекрытий, балок, кровли, дверей и окон, мебели, сантехники, жильцов и всего того, что будет находиться в доме вплоть до гостей. Для этих вычислений можно воспользоваться данными о весе и толщине используемых материалов, которые предоставляют производители. Эти технические показатели могут облегчить расчет винтовой конструкции.

В качестве примера приведем вычисление веса для небольшого дома (с площадью 20 м²) из бруса 15х15 см высотой 3 м. Если планировка дома предусматривает 4 стены и 2 перегородки, то вес бруса составит 600 кг. Примерная нагрузка, которую создают потолок, пол и мебель на 1 м², составляет 100 кг. Используя эти данные, выполните следующие вычисления: 0,15*0,15*600*(30*3+3*20)+100*20=3620 кг.

Схема внецентренно нагруженного свайно-винтового фундамента с трапециевидной эпюрой давления под ростверком.

Следующий этап — определение снеговой нагрузки, то есть веса того снега, который может лежать на крыше. При этом очень важно учитывать регион, для которого ведется расчет, и интенсивность осадков в нем. Средняя снеговая нагрузка составляет 180 кг/м². То есть для дома площадью 20 м² она составит: 180*20=3600 кг.

Далее определите ветровую нагрузку. Для ее вычисления нужно площадь строения умножить на сумму его высоты, умноженной на 15, и числа 40. То есть в рассматриваемом примере получим: 20*(40+15*3)=1700 кг.

Как правило, начинающие строители допускают одну и ту же ошибку при расчете нагрузки на винтовой фундамент, не учитывают динамические нагрузки. Ее среднее значение — 350 кг/м².Точное определяется в зависимости от типа грунта, на котором ведется строительство. Для дома в 20 м² динамическая нагрузка составит: 20*350=7000 кг.

Далее необходимо сложить все полученные значения, чтобы определить общую нагрузку на винтовые сваи. Получится: 7000+1700+3600+3620=15920 кг. Строительство дома площадью 20 м² может быть выполнено на 9 или на 12 сваях. Лучше выполнить большее количество опор, чтобы нагрузка распределялась более равномерно. Если вы остановитесь на 12 сваях, то нагрузка на каждую составит: 15920/12=1326 кг. Желательно закладывать винтовые сваи с большей несущей способностью, например 1400 кг, чтобы перестраховаться и создать запас для экстремальных нагрузок.

Таким образом, самостоятельно рассчитать свайный фундамент не сложно. Очень важно при этом учитывать все нагрузки, которые оказываются на основу здания.

moifundament.ru

расчет для опор 108, 133, таблица значений

Эта статья просвещается обзору методики расчета несущей способности, применимой к обычным сваям винтового типа. Такая информация будет интересна, начинающим строителям, решившим освоить технологию строительства фундамента на винтовых сваях.

Несущая способность винтовых свай зависит от двух факторов – площади лепестковой подошвы сваи и несущей способности грунта, принявшего вертикальную опору. Прочие характеристики – прочность и габариты самой сваи – не несущую способность такого фундамента практически не влияют. Поэтому при расчетах несущей способности свай следует оперировать только этими параметрами.

↑

Как определить площадь лепестковой подошвы?

Классическая винтовая опора изготавливается из обычной обсадной трубы, на торец которой наваривают коническую накладку или зубчатую коронку. Кроме того, вокруг нижнего (опорного) торца такой сваи монтируется винтовая лопасть, облегчающая процесс погружения опоры в грунт.

Причем, по мере заглубления опоры, винтовая лопасть утрамбовывает почву под «подошвой опоры», усиливая несущую способность самого грунта. После заглубления опоры винтовая лопасть выполняет функции подошвы сваи.

Таким образом, опорная площадь подошвы определяется по контуру (окружности), очерченному винтовыми лопастями сваи. Ну а сама площадь лепестковой подошвы определяется по следующей формуле:

где R – это расстояние от центра опоры до самой удаленной точки на лепестке подошвы. Проще говоря: радиус лепестка сваи.

Противники сложных вычислений по чрезмерно длинным формулам могут воспользоваться табличными данными, указывающими на радиус лепестка фабричной сваи.

Например, нормированный диаметр, по которому определяется площадь подошвы, а значит и несущая способность винтовой сваи 108, равняется 300 миллиметрам. Следовательно, радиус лопастей такой сваи равен 150 миллиметрам (300/2), а площадь опорной поверхности – 706,5 квадратных сантиметров.

↑

Как определить несущую способность грунта?

Сопротивляемость грунта эксплуатационным и конструкционным нагрузкам определяется в процессе геологических изысканий. В ходе таких исследований определяется состав почвы на глубине погружения сваи.

А уже по составу определяется и несущая способность грунта. Причем для вычисления сопротивляемости достаточно воспользоваться табличными данными, связывающими несущую способность с типом грунта.

Таблица значений несущей способности свай

Например, согласно таблицам, приведенным в СНиП 2.02.03-85, который посвящается свайным фундаментам, максимальная несущая способность песка равна 15 кг/см2. А вот суглинок выдержит не более 5,5 кг/см2. Ну а квадратный сантиметр глины может выдержать не более 6 килограмм.

↑

Как выполнить расчет несущей способности винтовой сваи?

На основании вышеуказанных данных можно произвести предварительный расчет несущей способности сваи винтового типа. Для этого нужно перемножить площадь основания на полученное из таблицы значение сопротивляемости грунта.

Например, несущая способность винтовой сваи 133, заглубленной в обычную глину, определяется следующим образом:

Вначале определяем площадь лепестковой подошвы, используя для этих целей вышеуказанную формулу. И для 133 сваи, диаметр подошвы которой равен 30 сантиметрам, эта величина будет равняться 706,5 квадратных сантиметров (15х15х3,14).
Далее, по таблице определяем несущую способность самого грунта. У глины она равняется 6 кг/см2.
Перемножив эти величины (6х706,5), получаем результат – 4,2 тонны.

Именно такой вес может выдержать одна свая (133 модели), винтовая часть которой заглубляется в глинистый грунт, доминирующий на глубинах от 2 – 2,5 метров.

↑

Расчет несущей способности с учетом надежности конструкции

Однако этот расчет дает слишком обобщенный результат, не учитывающий такого критерия, как запас прочности конструкции. Поэтому окончательный расчет несущей способности сваи производится по формуле:

где N – это расчетная нагрузка, F – это неоптимизированное значение несущей способности, определяемое путем умножения площади винтовой опоры на несущую способность грунта. А γ — это коэффициент, определяющий запас прочности (надежность) конструкции.

Причем значение коэффициента надежности зависит от точности вычислений определяющих несущую способность опорного грунта. Кроме того, этот коэффициент зависит и от общего числа свай в основании.

В итоге, исходя из указанных выше условий γ (коэффициент надежности конструкции), считается равным:

От 1,75 до 1,4 — при общем количестве свай от 5 до 20 штук. Причем это значение коэффициента надежности следует применять при расчете несущей способности свай с низким ростверком, который монтируют на висячих опорах.
Ровно 1,25 – при приблизительном вычислении опорной способности грунта, определяемой в процессе зондирования почвы с помощью сваи-эталона. Такие испытания могут организовать и начинающие геологи, обустроившие измерительную площадку с эталонной сваей на месте строительства фундамента.
Ровно 1,2 – при точном определении опорной способности грунта, вычисляемой в процессе зондирования почвы и дальнейших лабораторных исследований характеристик полученных в этом процессе образцов.

В итоге, уточненная несущая способность винтовой сваи (модели 133) равняется 3,5 тоннам – этот результат получается при точном определении аналогичной характеристики грунта (4,2/1,2). Или 2,4 тоннам (4,2/1,75) – этот результат определяется при расчете на основании усредненных (табличных) данных о несущей способности грунта и сведений об общем числе опор.

↑

Максимальная несущая способность винтовых свай

Ну а теперь, когда мы знаем все тонкости процесса определения несущей способности винтовой опоры, можно, наконец, определить максимально возможную величину нагрузки, передаваемой на одну сваю.

Для этого мы воспользуемся следующими вводными данными:

В качестве грунта возьмем обычный песок с его максимальной несущей способностью – 15 кг/см2.
В качестве опоры возьмем сваю марки 219 – диаметр лепестков такой опоры равен 600 миллиметрам.
Ну а коэффициенту надежности присвоим значение 1,75 – говорящее о точном определении несущей способности грунта и количестве свай не более 5 штук.

В итоге, максимально возможная несущая способность винтовой сваи определяется свежующим образом:

Площадь лепестковой опоры равняется 2826 см2 (30х30х3,14).
Неоптимизированное значение опорной способности равняется 42,4 тонны (2826х15).
Точное значение несущей способности опоры равняется 24,23 тонны (42,4/1,75).

Таким образом, одна опора, с лепестком радиусом в 30 сантиметров, углубленная в плотный песок, выдерживает более 24 тонн. И винтовые фундаменты ценят именно за это!

opalubok.ru

Допустимая нагрузка на винтовую сваю

Допустимая нагрузка на винтовую сваю зависит от следующих факторов:

диаметр трубы и лопастей;
прочность грунта основания;
длина сваи.

Расчет нагрузки на винтовую сваю выполняется по следующей формуле: N = F/γk.

В этой формуле:

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:

1,25 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.

Здесь:

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

ГОСТ «Грунты. Классификация».

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

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

Расчет свай на фундамент

Пример упрощенного расчета

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

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

Находим неоптимизированную несущую способность: F = S*Rо = 961,6*6,0 = 5770 кг.

Вычисляем допустимую нагрузку: N = F/γk = 5770/1,75 = 3279 кг ≈ 3,3 т.

Окончательными результатами вычислений должны стать следующие данные для свай:

сечение;
длина;
шаг;
распределение под несущими стенами.

litey.ru

Какую нагрузку выдерживают винтовые сваи - расчет веса нагрузки на сваю

После проведения геологоразведки и пробного завинчивания винтовой сваи, полученные данные обрабатываются. Далее инженеры подготавливают технический проект (план-схему) строительства здания на винтовых сваях. Ключевое место при составлении этого инженерного документа занимает расчёт свайного фундамента.

Основные принципы расчёта свайно-винтового фундамента

Важно отметить, что расчёт свайного поля для малых объектов (баня, бытовка или гараж) делается проще, и будет заметно отличаться от аналогичного расчёта винтового свайного фундамента, например, под каркасный дом. А расчёт свайного поля для заборов и ограждений имеет свои специфические особенности.

Тем не менее, общие принципы расчёта фундамента идентичны, так как они производятся согласно СНиП 2.01.07-85* «НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ».

Чтобы рассчитать количество винтовых свай под фундамент необходимо знать общий вес постройки. При этом вычисляются следующие показатели:

М1 – масса людей (максимально допустимое количество согласно п. 3.11 СНиП 2.01.07-85* «НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ»), которые смогут находиться в здании одновременно. Также к этому показателю добавляется некое особое значение, которое отличается для зданий различного типа.
М2 – снеговая нагрузка, которая рассчитывается согласно данным справочников, так как она может значительно различаться в разных регионах страны.
М3 – общий вес всех стройматериалов, из которых будет возведён дом.

После этого общий вес М (М1+М2+М3) умножается на коэффициент прочности – (1.1 – 1.3)

Далее полученный результат делится на несущую способность винтовых свай. Известно, что для жилых построек применяются преимущественно винтовые сваи диаметром 89 и 109 (мм). При этом в расчёт принимается не максимальная, а минимальная несущая способность сваи.

Разумеется, что это лишь основные параметры довольно сложного расчёта винтовых свай. В ходе вычислений обязательно делаются поправки на данные геологоразведки и пробного завинчивания винтовой сваи:

глубину залегания грунтовых вод;
глубину нахождения несущего слоя почвы;
глубина погружения винтовой опоры в грунт и др.

Понятно, что выполнить столь сложные расчёты могут лишь высококвалифицированные специалисты. В компании «Сваи Альянс» этим занимаются опытные инженеры-строители.

Расчёт свайного поля для дома 6х8 м (два этажа)

Примерный расчёт винтового основания под двухэтажный дом будет выглядеть следующим образом.

Исходные данные:

тип грунта – глинистый тугопластичный (несущ. способность 4 500 г/см2;
крыша – пологая;
одна внутренняя несущая стена.

Замеры и расчёты показали, что:

общий вес плит из асбесто-цемента (кровля) – 2 500 кг;
масса межэтажных перекрытий – 10 000 кг;
масса чердачного перекрытия – 3 500 кг;
масса стен – 21 000 кг;
масса винтовых опор и обвязки – 3 000 кг.

То есть, М1 = 2 500 кг + 10 000 кг + 3 500 кг + 21 000 кг + 3 000 кг = 40 000 кг.

мебель, бытовая техника, инженерные коммуникации, примерная масса проживающих людей и т. д. М2 = 26 000 кг.
масса снега – М3 = 5 000 кг (данные специального справочника).

Таким образом, общий вес постройки с вместимым наполнением – М = 40 000 кг + 26 000 кг + 5 000 кг = 71 000 кг.

Коэффициент прочности для таких грунтов – 1.3 умножается на 71 т – получаем 92,3 т. Это и есть расчётная нагрузка на винтовой свайный фундамент. В ходе вычислений необходимо учесть, что расстояние между опорами под внутренней стеной будет на 30% больше от такого показателя под внутренними стенами.

Исходя из этого, несущая способность винтовой опоры составит приблизительно 4 650 кг (92 300 кг : 20 шт.).

Расчёт свайного поля для дома с мансардой 6 Х 6 м

Исходные данные:

дом возводится из бруса 150Х150 мм;
рассчитываем массу бруса 16.2 м2 Х 800 кг = 12 960 кг; это М1;
рассчитываем полезную нагрузку 6м Х 6м Х 150 кг = 5 400 кг; это М2;
рассчитываем снеговую нагрузку – 6м Х 6М Х 180 кг = 6 480 кг.

Таким образом, общий вес дома с полезной нагрузкой составляет М = 12 960 кг + 5 400 кг + 6 480 кг = 24 840 кг.

Умножаем на коэффициент прочности 24 840 кг Х 1,1 = 27 324 кг.

Поскольку для этого здания предназначены винтовые сваи СВС 89 мм (базовая несущая способность – 2 000 кг), то количество опор рассчитывается так:

27 324 кг : 2 000 кг =14 винтовых свай.

Шаг винтовых опор составит 200 см.

Расчёт свайного поля для дома из бруса 9х11 м

Исходные данные:

дом из деревянного бруса 200Х200 мм
рассчитываем массу бруса. Для строительства нужно 96,7 м3 материала. Вес 1 м3 деревянного бруса – 800 кг. То есть, масса бруса вместе с весом кровли и других издержек – 77 360 кг (96,7 м3 Х 800 кг) + 470 кг = 77 830 кг; это – М1;
рассчитываем полезную нагрузку на 1 этаж – 9м Х 11м Х 150 кг = 14 850 кг. Соответственно на 2 этажа – 14 850 кг Х 2 = 29 700 кг; это – М2;
рассчитываем снеговую нагрузку – 9м х 11м х 180 кг = 17 820 кг; это – М3.

Таким образом, общий вес здания будет М = М1 + М2 + М3 = 77 830 кг + 29 700 кг + 17 820 кг = 124 900 кг. Умножаем на коэффициент прочности 1,1 – и получаем итоговый вес дома – 137 400 кг.

Делим полученный результат на 2 500 кг (несущая способность сваи 108 мм) – и выходит 55 винтовых свай.

При этом шаг винтовых опор составит в среднем около 1 200 мм.

Зависимость несущей способности винтовой сваи от её размеров

Винтовая опора является основной расчётной единицей основания. Поэтому необходимо точно знать, какой вес способна выдерживать винтовая свая того или иного размера. Тем более, что увеличение параметров винтовых прямо пропорционально увеличивает их несущую способность.

Чем больше диаметр опоры – тем выше её несущая способность. Правда, увеличение диаметра сваи также неизбежно влечёт за собою увеличение толщины стенок её ствола и увеличение диаметра лопастей и их толщины. Таким образом, с изменением диаметра винтовой сваи параллельно происходит изменение и других сопутствующих параметров этого металлического элемента.

Все эти показатели в обязательном порядке учитываются при расчёте свайного поля под любую постройку. Поэтому в ходе расчётов достаточно важно знать точно, какой вес выдерживают винтовые сваи.

Приведённая ниже таблица показывает, как изменяется несущая способность сваи, в зависимости от изменений некоторых её параметров.

Размер сваи	Диаметр ствола	Толщина ствола	Диаметр лопасти	Толщина лопасти	Несущая способность
СВС 57 мм	57 мм	3 мм	200 мм	4 мм	До 1 000 кг
СВС 76 мм	76 мм	3,5 мм	250 мм	4 мм	До 2 000 кг
СВС 89 мм	89 мм	3,5 мм	250 мм	4 мм	До 4 000 кг
СВС 108 мм	108 мм	4 мм	300 мм	5 мм	До 6 000 кг
СВС 133 мм	133 мм	4,5 мм	350 мм	5 мм	До 10 000 кг

Данные таблицы хорошо показывают, как с увеличением размеров опоры возрастает её несущая способность, а также, сколько выдерживают винтовые сваи с различным диаметром ствола.

vintovie-svai.com