Качественный расчет количества свай для фундамента

• Для чего производить расчет свай для дома
  • Расчет стен дома
  • Расчет перекрытий
  • Расчет кровельных материалов
  • Дополнительные элементы расчета
  • Вычисление свайного фундамент

Перед началом любой стройки нужно рассчитать детально количество всех используемых материалов. При этом если в случаях с ленточным и плитным фундаментом можно сделать иногда (до 4 этажей) попущения, то количество свай для фундамента, а также их диаметр и все нюансы нужно высчитывать с предельной точностью.

Перед началом строительства свайного фундамента нужно точно рассчитать необходимое количество материалов в зависимости от здания.

Для чего производить расчет свай для дома

Причина этого простая: сведение идет по целому ряду особенностей – каркас дома, перекрытия, кровля с осадками, ростверк и сами сваи, но при этом все дополнительные и вспомогательные элементы в расчет не берутся. Попутно не берутся структурные составляющие, такие как марка бетона для фундамента, марка кирпича или вид древесины.

Расчет стен дома

Среди десятков строительных материалов и сотен их подвидов определились и используемые чаще остальных. Для свай лучшими вариантами считают каркасные дома, брус, кругляк, кирпич и ракушняк. Все приведенные ниже данные идут из соотношения на 15 см толщины стены, т.к. именно столько имеет простенок, а несущую придется высчитывать исходя из известных данных.

При каркасном строительстве дом не отличается физической прочностью. Сильный удар может пробить боковые щиты дома.

Каркасное строительство – самое легкое среди всех возможных – 35 кг/м?. При этом оно очень сильно ограничивается. Даже при идеальной теплоизоляции дом остается достаточно незащищенным против экстремальных температур – высоких или низких. Второй существенный недостаток – это полное отсутствие физической прочности, которое дает о себе знать при первой же возможности. Конечно, стихии это не касается, но любой удар по дому с немалой вероятностью пробьет боковые щиты.

Брус: бывает обычный и с уже подготовленными пазами для строительства. По большому счету разница лишь формальная, а на практике – одно и то же. Масса бруса 70 кг/м?, но при повышении массы повышается и качество. Серьезных преимуществ нет, но температуры он выдерживает почти любые (кроме условий крайнего севера), а вместе с тем и физические нагрузки. Дома из бруса возводят во многих горнолыжных зонах мира.

Кругляк – древний строительный материал с небольшой массой (100 кг/м?). Дома из кругляка называются срубами, а внешне они выглядят интереснее всех своих аналогов. Среди деревянных домов они самые прочные, а при правильном подходе – и теплоизолированные. В плане теплоизоляции они лучше всех остальных. Единственный минус – это сложность работы с материалом, т.к. работать с ним ножовкой крайне нежелательно, а топором долго.

Температуры промерзания строительных материалов.

Кирпич – тоже материал не самый современный, но гораздо тяжелее (250 кг/м?). Первые упоминания о нем были еще в древнем Риме, где дома вельмож и арки выкладывались обожженными черепками глины, а в особых случаях и строились дома. Много веков считалось, что кирпич служит материалом для элитного строительства, а потом появилась возможность поточного производства и обжига, что во много раз удешевило процесс. Высокая прочность и хорошие теплоизоляционные свойства стали визитной карточкой кирпича.

Ракушняк (280 кг/м?) используется не так часто в связи с тем, что его добыча зависит от местности. Высокие теплоизоляционные свойства делают материал идеальным даже для самого сурового климата, при этом стены дышат. Большая масса обусловлена структурной составляющей, зато низкая цена имеет большое значение для заказчиков. При возведении дома на свайном фундаменте используется только при строительстве в 1 этаж.

Расчет перекрытий

Существует 3 вида перекрытий – деревянные, плитные и монолиты, каждое из которых делится на свои подвиды. Образование новых вариантов не предвидится, т.к. существующие выполняют все возлагаемые на них функции. Общее деление производится на 2 типа – по цоколю и между этажами, причем первые тяжелее.

Перекрытия по цоколю

Схема цокольного перекрытия.

Железобетонное монолитное перекрытие используется для свай довольно редко, но при этом каждый раз четко обосновывается. Причина простая – масса в 500 кг/м? в доме, где надо по максимуму снизить нагрузку, может применяться только в самых суровых ситуациях. Преимуществами же такого перекрытия считаются идеальная теплоизоляция, качественная звуковая и гидроизоляция. Возведение такого перекрытия – самое дорогое и сложное дело среди всех аналогичных вариантов.

Железобетонные плиты не такие тяжелые – 400 кг/м?. Используются они вне зависимости от климатической зоны и нагрузок, т.к. выдерживают достаточно серьезные нагрузки. Несмотря на высокую массу, они одни из самых предпочтительных для цоколя, т.к. дерево укладывать под кирпичный дом нельзя, а железобетон под сруб – можно. Особое удобство составляет процесс установки – 1 человек с использованием автокрана устанавливает плиту не более чем за 10 минут.

Деревянные с легким утеплением (140 кг/м?) – используются нечасто, т.к. их устойчивость ко всем типам воздействия очень сомнительна. Обычно их можно увидеть в южных широтах, потому что морозы в -25 градусов там считаются редкостью, при этом влажный климат заставляет подбирать более устойчивые сорта древесины.

Деревянные с тяжелым утеплением (280 кг/м?) – более дорогой вариант, используемый в любых местностях. Именно такой вид перекрытий можно по своим характеристикам сравнить с монолитами, только он гораздо легче. Единственные слабости – это неустойчивость к влаге, а вместе с этим и меньшая долговечность.

Перекрытия между этажами

Схема перекрытия между этажами.

Железобетон между этажами на сваях не заливается, т.к. придется сваи расширять до предела, что тоже очень нежелательно.

Плиты пустотные (300 кг/м?) – используются, как и их железобетонный аналог, достаточно часто. В монтаже отнимают немного больше времени в паре, но ровно столько же, если работают 3 человека. По своим характеристикам существенно уступают железобетонным плитам, несмотря на пониженную на 1 центнер массу. Кроме того, нужны дополнительные работы уже после монтажа.

Деревянные с легким перекрытием (90 кг/м?) – из деревянных межэтажных вариантов они самые популярные. Причина такого успеха простая – между этажами редко нужно серьезное термальное разграничение, а тратить лишние деньги никто не желает. К тому же весьма удобно, когда между этажами небольшая масса.

Деревянные с тяжелым перекрытием (180 кг/м?) менее популярны, т.к. стоят гораздо дороже, а пользы от них не намного больше. Единственное отличие можно заметить только в случае, когда перекрытие под чердаком, а сам он не утеплен со стороны кровли.

При выборе перекрытия важно ориентироваться на то, из чего будет строиться дом, чтобы не построить каменный дом с легкими деревянными перекрытиями или, наоборот, не взять за идею каркасный дом с монолитным основанием.

Расчет кровельных материалов

Если жилище может быть без стен и перекрытий, то без крыши никак не обойтись. Качественная кровля прослужит достаточно много лет, будет украшать дом и защищать всех членов семьи от всевозможных пагубных природных воздействий. Для свайных фундаментов используется не один десяток вариантов, но популярность получили только несколько из них: битумная черепица, некоторые тяжелые синтетические виды кровли, солома, металл и шифер.

Структура битумной черепицы.

Битумная черепица недаром считается самой легкой кровлей в мире (8 кг/м?). Еще один ее плюс – это полная неограниченность в цветовой гамме в сочетании с необычной наружной структурой. Такая кровля не прослужит долго, но расчетные 30 лет она будет радовать своих хозяев. Другой минус – это небольшая физическая выносливость, которая в значительной мере уступает всем остальным, если не обеспечить в снежных регионах для нее дополнительную защиту в виде дополнительных досок в обрешетке.

Тяжелые виды синтетической кровли получили свое название весьма условно, т.к. масса в 20 кг/м? – это не так много. Внешний вид у них разный, но суть одна: устойчивость, интересный внешний вид и простота монтажа. Долговечность за вложенные деньги тоже оставляет желать лучшего, но отведенные 50 лет материал прослужит. Очень удобным фактором является то, что никакая влага ей не страшна, поэтому не нужно опасаться за процессы гниения или промокшие отверстия.

Солома и камыш весят всего 15 кг/м?, но при этом имеют целый ряд плюсов и минусов. Самым важным плюсом данной кровли считается не просто ее экологичность, но даже положительное влияние, т.к. она самая натуральная из всех возможных. Долговечность и дизайнерские особенности зависят исключительно от рук мастера. Еще одна интересная особенность, достойная внимания, – материал абсолютная бесплатный: нарезать и высушить может любой.

Структура металлической кровли.

Металлическая кровля – это один из самых современных материалов, тоже с небольшой массой (30 кг/м?). Ее визуальные особенности имеют серьезное значение, но при этом они очень ограничены возможностями пресса. Почти всегда форма гладкая с волной, а у фальцевой кровли и вовсе гладкая поверхность с одним замком. Долговечность 50-80 лет говорит сама за себя, а физическая выносливость зависит от вложенных денег (некоторые модели металлопрофиля без труда выдерживают КАМАЗ).

Шифер – самый популярный во всем постсоветском пространстве кровельный материал. Масса у него достаточно высокая (50 кг/м?), вариативность дизайнерской мысли равна нулю, но низкая цена, простота в монтаже и доступность в любой точке мира существенно улучшают положение. При этом кровля имеет долговечность 50 лет, что тоже не может остаться без внимания.

При выборе кровли нужно руководствоваться не только своим нынешним финансовым положением, но и перспективами на будущее, потому что на замену тоже требуются деньги, и в нужный момент их должно хватить. Также во время расчета не стоит забывать, что кровля на 0,5 м отделяется от дома в каждую сторону.

Дополнительные элементы расчета

Среднегодовая норма осадков.

Когда идет расчет фундамента, есть и ряд постоянных величин. Почти все они из разных областей, но роль каждой отдельной может оказаться решающей, поэтому ни в коем случае нельзя забывать о них.

Осадки: считается не среднегодовая норма выпадения осадков, а только максимальная снежная. Причина для этого банальная – дожди могут идти неделями, но уже спустя секунды после соприкосновения с крышей вода уходит к земле, тогда как снег остается надолго. Снятие снежной шапки сопровождается дополнительными рисками, поэтому нужно готовить дом на максимальную выносливость. Южные регионы имеют всего 50 кг/м?, центральная полоса России в 2 раза больше (100 кг/м?), севернее уже 160 кг/м?, а в районах крайнего севера – 230 кг/м?.

Ростверк рассчитывается вне зависимости от толщины внешних и внутренних стен, но полностью зависит от их длины. Его масса, как и масса фундамента, рассчитывается исходя из постоянной величины – 2400 кг/м?. Раствор бетона может быть больше или меньше, но таким показателям соответствует марка бетона М300, которая чаще всего используется для данной цели. Марка бетона для фундамента может повышаться в зависимости от необходимости, но никогда не понижается.

Диаметр свай обычно составляет 0,5 м, а суммарная их высота редко превышает 2,5 м. Марка бетона для фундамента и условно постоянная высота очень упрощают работу, когда нужно подсчитать свайный фундамент.

Сопротивляемость продавливанию грунта бывает очень разной – от 10000 кг/м? у сухой глины и суглинка до 120000 кг/м? у крупного песка. Чаще всего сваи доводят до мелкого насыщенного песка (20000 кг/м?) и фиксируют на данной глубине.

Вычисление свайного фундамент

Таблица для расчета свай.

Чтобы рассчитать требуемое количество свай для фундамента, нужно провести целый ряд вычислений. К примеру, будет взят одноэтажный сруб 8?9 м с длиной простенков 10 м. Цокольное перекрытие – с тяжелым утеплителем, а межэтажное – с легким. Строительство проходит в центральной полосе России на насыщенном мелком песке, причем кровля изготовлена из шифера.

В самом начале нужно вычислить площадь дома (S), периметр (P), площадь стен дома (S1), суммарную длину стен (L), массу стен дома (M1), массу перекрытий (М2), кровлю с осадками (М3), ростверк (М4) и фундамент (М5). В конце полученные данные сложить между собой (М) и сопоставить с сопротивляемостью грунта.

S=8?9=72 м?.

Р=(8+9)?2=34 м.

L=P+l, где l – длина всех простенков дома. L=34+10=44.

S1=P?3+l, коэффициент 3 – толщина внешних стен по отношению к базовой. S1=34?3+10=112 м?

M1=S1?100=11200 кг.

M2=S?(280+90)=72?(280+90)=26640 кг.

M3=Sкров?(mкров+mосадк)=90?(50+100)=13500 кг.

Глубина заложения фундамента в зависимости от типа грунта.

С ростверком для фундамента немного сложнее, т.к. его высота стандартно 0,5 м, ширина 0,5 м, а длина в данном случае составит 44 м, т.е. M4=V?2400=h?y?L?2400=0,25?0,25?44?2400=26400 кг.

Самое сложное – это расчет массы фундамента. При диаметре 0,5 м и высоте 2,5 объем (V) будет 1,9625 м?. Обычно используется количество по 1 шт. на 1 м длины несущих стен (периметр и простенки), т.е. для данного дома предположительно нужно использовать 44 сваи фундамента.

М5=44?0,3925?2400= 41448 кг

М=11200+26640+13500+26400+41448=119188 кг – суммарная масса давления фундамента на грунт.

Суммарное сопротивление грунта для такого свайного фундамента составит 8,635?20000=172700 кг, что почти в 1,5 раза превышает необходимый показатель, т.е. количество подпирающих элементов выбрано верное. При необходимости можно уменьшить шаг (увеличение количества), чтобы частота установки была 1 шт. на 0,8 м, а основание вполне позволительно расширить при помощи специальных насадок на бур. Когда рассчитывается основание, нужно тоже не забывать про массу используемого раствора.