Розрахунок кількості гвинтових паль особливості методу

Гвинтовий фундамент - надійний і недорогий підставу, широко затребуване в малоповерховому будівництві. На такому фундаменті можна зводити будинки заввишки в 1-2 поверхи з дерева, пінобетону або каркасних панелей. Він має підвищену стійкість в нізкоплотний і рухливих грунтах, в яких фінансового не вигідно облаштовувати стандартні стрічкові фундаменти.

Будинок на гвинтових палях

У даній статті представлені особливості розрахунку гвинтових підстав. Ми розглянемо розрахунок опади пальового фундаменту, грузонесущей здатності опор, їх кількості і наведемо приклад складання схеми пальового поля.

Конструктивні особливості пальового фундаменту

Гвинтовий фундамент складається з двох конструктивних елементів - пальових опор і їх обв`язки (ростверку). Опори передають навантаження, що виходить від будівлі, на грунт, минаючи поверхневі нізкоплотний пласти землі і переносячи вагу будинку на глибинну, ущільнену грунт.

Залежно від схеми розміщення паль, виділяють два типи гвинтових фундаментів:

з послідовним розташуванням опор - палі розміщуються на рівновіддаленій відстані один від одного по периметру зовнішніх і внутрішніх стін будинку;
з розташуванням у вигляді пальового поля - опори рівномірно розподілені по всій площі будівлі.

Виходячи зі схеми розташування паль вибирається спосіб їх обв`язки. Для послідовних паль застосовуються стрічкові ростверки, тоді як Сван поле обв`язується суцільним, плитних ростверком.

Ростверк гвинтового фундаменту виконує три функції:

рівномірно розподіляє між опорами вага будинку;
виступає в якості опорної поверхні для цокольного перекриття;
збільшує стійкість паль в ґрунті.

Стійкість опор досягається за рахунок того, що палі з`єднуються між собою і починають працювати як єдина конструкція, що дає підвищений опір до перекидаючим навантажень і захищає опору від крену, який може статися з одиночної палею.

Залежно від матеріалу, ростверк на палях може бути монолітним (залізобетон) з бруса або швелера. Для будівництві важких будинків краща залізобетонна обв`язка гвинтового фундаменту, для легких будинків - брусова.

Типи використовуваних паль

Використовувані в фундаментному будівництві гвинтові палі відрізняються типом лопатей і діаметром:

палі ∅ 57 мм - застосовуються для зведення легких огорож і навісів;
палі ∅ 57 мм - придатні для зведення легких допоміжних приміщень (сараїв, альтанок) і важких зборів;
палі ∅ 89 мм - використовуються для каркасних будинків, гаражів і одноповерхових будівель з легких матеріалів;
палі ∅ 108 мм - мають високу несучу здатність за матеріалом (до 6 тонн), дозволяють будувати будинки заввишки 1-2 поверхи з бруса, зрубу, пінобетону.

У малоповерховому будівництві застосовуються шіроколопастние палі, співвідношення діаметра стовбура і лопатей в яких перевищує 1,5.

Розрахунок гвинтового фундаменту своїми руками

Розрахунок гвинтового фундаменту зводиться до визначення типорозміру, кількості паль і складання схеми їх розміщення в фундаменті. Щоб розрахувати дані параметри своїми руками потрібно визначити навантаження на фундамент і грузонесущие характеристики одиночної палі, на які впливає опір грунту і опорна площа конструкції.

Визначення навантажень на фундамент

Спочатку необхідно розрахувати сукупні навантаження на фундамент, що складаються з маси будівлі, тиску снігового покриву і експлуатаційних навантажень.

Розрахунок маси будинку ведеться за допомогою множення площі його конструктивних елементів на вагу матеріалів, з яких вони виготовлені.

Наводимо приклад питомої ваги різних частин будівлі (кг / м2):

Покрівля: листова сталь (20-30), азбоцементних шифер (40-50), гончарна черепиця (60-80).
Перекриття: горищне з дерев`яних балок з утеплювачем щільністю 200 кг / кубометр (70-100) або 500 кг / м3 (160-200), цокольне з дерев`яних балок з теплоізоляцією щільністю 200 кг / м3 (120-150) або 500 кг / м3 (250-300).
Стіни: каркасні з теплоізоляцією товщиною 150 мм. (30-50), з колоди або бруса (80-100).

Далі потрібно розрахувати і додати до маси будівлі тиск від снігових навантажень - питома вага снігового покриву в вашому регіоні на м2 (інформація наведена в СНиП №23-01-99) множиться на площу покрівлі будинку.

Аналогічно додаємо експлуатаційні навантаження (меблі, обладнання, облицювання стін), визначивши їх помноживши площу перекриттів будинку на 210 кг (для цокольного і міжповерхового) і 100 кг (для перекриття горища).

Отримані навантаження підсумовуємо, множимо на 1.2 (коеф. Надійності) І отримуємо сукупні навантаження на гвинтовий фундамент будинку.

Розрахунок несучої здатності паль

Розрахунок несучої здатності палі завжди виконується по грунту, тут необхідно знати тип і опір грунту на вашій ділянці, дані про яких можна отримати провівши геодезичні дослідження (вартість послуги 20-30 тис. Рублів).

Маючи всі вихідні дані, розрахунок палі можна виконати за наведеною нижче формулою.

Формула розрахунку несучої здатності гвинтовий палі

На практиці виконати такий розрахунок палі під силу лише професійним проектувальникам, тому ми пропонуємо вам скористатися таблицею усередненої несучої здатності стандартної для малоповерхового будівництва гвинтовий палі 89 мм. в різних типах ґрунту:

Несуча здатність гвинтовий палі 87 мм

Щоб визначити пластичність ґрунту вам потрібно зробити за допомогою ручного бура по периметру ділянки кілька пробних свердловин на глибину 2-3 метрів, залишити їх на ніч і на наступний ранок візуально оцінити рівень грунтових вод. Якщо поверхневі грунту сухі - грунт напівтвердий або тугопластічних, якщо УГВ високий і грунт вологий - грунт м`якопластичного.

Визначення довжини і кількості опор в фундаменті

Розрахунок кількості гвинтових паль своїми руками виконується за допомогою розподілу сукупних навантажень від будинку на грузонесущим здатність однієї опори, які ми визначили на попередніх стадіях проектування.

Як приклад наводимо послідовність розрахунку паль під будинок з бруса площею 7 * 8 м і висотою 3.5 м, що зводиться на м`якопластичного суглинку, опір якого складає 3.5 кг / см2.

Вираховуємо площу і вагу покрівлі з шиферу (50 кг / м2): 7 * 8 = 48 м2-48 * 50 = 2.4 т.
Вага стін (брус - 100 кг / м2), з урахуванням внутрішніх: (7 + 7 + 8 + 8 + 7 + 4) * 3.5 = 143.5 м2- 143.5 * 100 = 14.35 т.
Горищне перекриття (70 кг / м2) - 70 * 48 = 3,36 т, цокольне (100 кг / м2) - 48 * 100 = 4.8 т.
Снігове навантаження на покрівлю (110 кг / м2): 48 * 110 = 5.28 т.
Експлуатаційна навантаження: горищне перекриття - 48 * 100 = 4.8 т, цокольне - 48 * 215 = 10,32 т.
Підсумовуємо і множимо на коеф. надійності: (2.4 + 14.35 + 3.36 + 4.8 + 5.28 + 4.8 + 10.32) * 1.2 = 55 тонн.
З огляду на несучу здатність палі в 4.2 тонни визначаємо кількість опор: 55 / 4,2 = 13 гвинтових паль.

Після того як розрахунок палі виконаний і їх кількість визначено, залишилося підібрати довжину опор. Палі повинні заглиблюватися нижнім кінцем в пласт ґрунту, що знаходиться на 20-30 см нижче межі промерзання в вашому регіоні. Таким чином палі будуть захищені від висмикування під впливом виштовхують навантажень пучинистом грунту.

Глибина промерзання грунту по регіонах приведена в СНиП №23.01.99 «Климатология будівництва».

При зведенні будинку в умовах нізкоплотний поверхневих шарів грунту - мулистого ґрунту, торфовищ і пливунів, потрібно використовувати більш довгі палі (від 3 до 5 метрів), які розкривають пласт нестійкого грунту і спираються нижнім кінцем на тверду, нестисливої грунт.

Визначити конкретну довжину тут допоможе пробне загвинчування - якщо в міру поглиблення паля зустріла опір твердого грунту, що робить її подальше вкручування неможливим, значить опора досягла несе шару ґрунту.

Розміщення гвинтових опор в фундаменті (відео)

Складання схеми пальового поля

Розрахунок пальового поля полягає в розподілі проектного кількості опор по периметру будівлі. Спочатку потрібно встановити по опорі в кутах будинку і в місцях перетину його внутрішніх і зовнішніх стін - це обов`язкова умова. Далі залишкова кількість опор з однаковим кроком розноситься по контурах будівлі.