зміст
- Види фундаментів з ростверком
- Що собою являють гвинтові палі
- Розраховуємо відстань між палями і глибину їх установки
- Як закладати фундамент на основі розрахунків
- приклади розрахунків
Розрахунок пальового фундаменту – це дуже важливий етап створення проекту майбутнього будинку. Якщо допустити хоча б найменшу помилку термін експлуатації будівлі зменшиться на двадцять років в кращому випадку. При найменш сприятливих обставин катастрофа може статися ще при будівництві.
Якщо на території забудови присутні нестійкі ґрунти, на яких присутня підвищена вологість, або ж будь-які складні рельєфи, то в такому випадку єдино оптимальним виходом буде грамотний розрахунок пальового фундаменту. Основною перевагою даної конструкції є гранично висока надійність закріплення навіть у відносно слабких грунтах завдяки тому, що опори занурюються на досить велику глибину. Такі конструкції відрізняються набагато більшою надійністю і довговічністю, а для їх реалізації потрібно не така велика кількість бетону, але при цьому ви повинні розуміти, що процес їх розрахунку і зведення є досить трудомістким.
Причин для проведення розрахунку пальового фундаменту можна знайти більш ніж достатньо. По-перше, правильно змодельована конструкція має велику стійкість. По-друге, вбивання паль обходиться значно дешевше, ніж, зведення стрічкової або плиткової конструкції. По-третє, при малій несучої здатності грунту – фундамент палі єдино можливий варіант.
Якщо ділянка має малу несучу здатність, то зробивши правильний розрахунок, пальового фундаменту вам не доведеться рити глибоких траншей, щоб зробити надійне підстава. Для цього використовуються гвинтові палі. Але формули розрахунку при використанні таких матеріалів значно ускладнюються.
Види фундаментів з ростверком ↑
Ростверк є верхню частину фундаменту, за допомогою якої об’єднуються в одне ціле оголовки паль, і саме ростверк є опору для майбутньої будівлі. Об’єднання ростверку і паль здійснюється за допомогою спеціалізованої зварювання або ж шляхом стандартної заливки бетоном.
За способом монтажу ростверки можуть поділятися на кілька категорій:
- Стрічкові – об’єднуються тільки сусідні палі;
- Плиткові – пов’язується кожен окремий оголовок.
За типом матеріалів:
- З бетону з арматурою. Під несучі стіни здійснюється монтаж паль, а на глибину і ширину ростверку прориваються траншеї невеликої глибини;
- Підвісна бетонний. Є аналогічним попередньому варіанту, однак відмінною рисою такого фундаменту є те, що бетонна стрічка не стикається з грунтом, а пристрій компенсаційного зазору при цьому надає можливість запобігти розриву опор при виникненні значного коливання грунту;
- Залізобетонні. Виготовлення такого фундаменту передбачає використання двутавра або ж широкого металевого швелера, при цьому під несучі стіни монтується швелер 30, в той час як інші опори зв’язуються за допомогою швелера 15-20;
- Із дерева. Вкрай рідкісний варіант, який останнім часом практично не використовується;
- Комбінований. Тут використовуються не тільки металеві несучі елементи, але і бетон.
Що собою являють гвинтові палі ↑
Щоб провести правильний розрахунок пальового фундаменту необхідно якомога більше дізнатися про основне матеріалі. Це дозволить максимально точно скласти проект, грунтуючись на характеристиках пальових конструктів, а також їх властивості.
Всі палі зверху об’єднуються ростверком. Його можна зробити як з дерев’яних, так і з металевих балок. Також можна взяти суцільну залізобетонну плиту. Але це сильно додасть ваги основної конструкції.
Пальові конструкти для розрахунку фундаменту можна виготовити як самостійно, так і замовити на заводі. При виготовленні безпосередньо на місці будівництва їх підставу найкраще робити плоским.
Щоб зробити правильний розрахунок пальового фундаменту знати тільки площа конструкції недостатньо. Необхідно враховувати силу тертя, що виникає між бічною поверхнею стрижня і землею.
Раніше гвинтові палі часто застосовували військові інженери при будівництві фортифікаційних споруд. Це було пов’язано з тим, що вони дозволяють конструкції витримувати підвищені навантаження в екстремальних умовах.
Основна частина палі – це стовбур. Його діаметр від 80 до 130 мм. Кінець в формі гострого конуса. На нього приварюється лопать. Це дозволяє максимально швидко і ефективно вкручувати пальові конструкти в грунт.
Деякі палі йдуть без оголовка. В такому випадку в кінці ствола є отвір. У нього заводиться важіль, який дозволяє обертати палю з потрібною швидкістю. Ця особливість дає можливість при необхідності подовжити ствол. Дана опція вкрай необхідна, коли роботи проводяться на нестабільних грунтах.
До переваг пальових конструктів можна зарахувати:
- Безпечну технологію установки, яка дозволяє в найкоротші терміни звести фундамент будинку.
- Можливість використання на будь-яких грунтах. Єдиним винятком є скельні породи.
- Коли палі вкручуються, не утворюється ударна навантаження. Завдяки цій особливості пальові фундаменти можна будувати навіть в місцях щільної забудови, не побоюючись за збереження найближчих будинків.
- Як тільки будуть встановлені гвинтові елементи відразу ж можна монтувати ростверки. Звичайно ж, ця особливість враховується в розрахунках.
- Розрахунок пальового фундаменту можна робити як для горбистій місцевості, так і для нерівних ділянок.
- Монтаж здійснюється практично в будь-яких погодних умовах. Неважливо скільки градусів за вікном. Це ніяк не вплине на якість фундаменту.
- Можливість перепланування. Жоден інший вид фундаменту не дає стільки простору для змін конструкції, як фундамент. При необхідності сталевий болт можна викрутити і вкрутити в інше місце.
Знаючи переваги і особливості пальового фундаменту можна провести максимально точні розрахунки, усчітав всі особливості конструкції.
Розраховуємо відстань між палями і глибину їх установки ↑
Розрахунок свайно-гвинтового фундаменту з ростверком включає в себе велику кількість моментів, але в першу чергу визначається глибина закладення паль, яка залежить від виду і складності грунту. В першу чергу, потрібно визначити нормативну глибину промерзання грунту в вашому регіоні проживання, після чого відміряти нижче 20-25 см – це і буде глибина закладення паль.
Після того, як будуть проведені вишукувальні роботи, потрібно буде визначити рівень розташування грунтових вод, а також можливість його коливання в різні сезони і якісну характеристику грунту на ділянці. Найкраще, якщо проектуванням пальового фундаменту, а також його облаштуванням буде займатися кваліфікований фахівець.
Здійснюючи розрахунок кількості гвинтових паль для фундаменту в кожному окремому випадку, слід брати до уваги такі характеристики:
- Наскільки міцний використовується матеріал і ростверк;
- Яка присутня несуча здатність у грунту, враховуючи також ущільнення в процесі установки опори;
- Якщо присутні значні перепади рельєфу, то в такому випадку визначається і враховується також несуча здатність підстави опори;
- Наскільки будуть сідати палі під впливом вертикального навантаження;
- Яку вагу має будову з внутрішнім змістом;
- Які присутні сезонні, динамічні і вітрові навантаження.
Крім цього, в обов’язковому порядку потрібно враховувати осідання пальового фундаменту. Фундамент палі повинен робитися відповідно до робочого плану, тому найкраще, якщо його створенням займатиметься професійний архітектор.
Дані для обчислювальних формул в даному випадку будуть вибиратися в залежності від якості ґрунту і її типу. Варто зазначити, що розрахунок пальового фундаменту по усадки і деформації виникає нагальна потреба в максимально можливої точності вихідних показників.
Як закладати фундамент на основі розрахунків ↑
Щоб побудувати правильні розрахунки необхідно на місці будівництва провести геодезичні дослідження. В першу чергу потрібно під слабкими ґрунтами визначити глибину залягання шару, який зможе витримати вагу будівлі.
Щоб дізнатися на яку глибину потрібно вкручувати палі проводиться попереднє буріння. Це дозволяє визначити, де залягають грунтові води. Також потрібно враховувати, наскільки земля промерзає в зимовий період.
Весь процес будівництва умовно ділиться на такі етапи:
- Спочатку робиться розмітка і вирівнювання. Визначаються місця, де будуть встановлені основні палі. Після цього можна монтувати другорядні елементи. Відстань між ними має бути в діапазоні від двох до трьох метрів. Сталеві болти повинні бути під усіма стінами будинку.
- Загвинчування починається з кутових паль. У верхній отвір сталевого болта пропускається лом. Щоб подовжити важіль на лом надягають металеві труби. При укрученні відхилення від вертикалі не може перевищити два градуси. Кут нахилу в процесі роботи контролюється за допомогою магнітного рівня.
- Розрахунок пальового фундаменту на кутових палях робиться за допомогою шлангового рівня. Потім наносяться мітки. Вони визначають горизонтальну площину і нижню кромку ростверку.
- Вворачиваются залишилися палі.
- Глибина вворачивания повинна бути такою, щоб від верху до землі було 20 см.
- Ненесучі поверхню обрізається по позначених рівнями.
- Замішується цементний розчин. Одна частина цементу до чотирьох частинах піску. Їм заповнюються палі.
Правильно проведені розрахунки на рівні планування пальового фундаменту дозволяють зробити міцне і надійне будова.
Приклади розрахунків ↑
Розрахунок міцності одного елемента дозволяє визначити, скільки, в загальному, знадобиться паль для фундаменту. Як константи візьмемо відстань між стовпами в два метри. Мало того, відповідно до сучасних архітектурних віянь опори повинні мати загальний ростверк.
Приклад один ↑
Діаметр одного металевого болта 30 сантиметрів. Розрахункова маса будівлі сто тонн. У формулі розрахунку пальового фундаменту особливу роль відіграє несуча здатність грунту. Візьмемо найчастіше зустрічається показник в чотири кілограми на сантиметр квадратний.
Показник сили, яка буде діяти на кожну палю в фундаменті позначається як Fсв. Розрахунок параметра проходить за наступною формулою:
(πd2 / 4) * R
Уточнимо значення всіх змінних:
- π – незмінна величина, нескінченне число, яке для простоти математичних обчислень прийнято позначати як 3,14.
- d – діаметр металевого болта (30 см).
- R – радіус, в даному випадку чотири кілограми.
Зведемо все в одну формулу:
Fсв = (πd2 / 4)? R = 707,7? 4 = 2826 кг.
Саме таку вагу, в даному грунті зможе витримати одна паля фундаменту. Виходячи з цих даних – продовжимо розрахунок.
Загальна вага будівлі рівно 100 тонн. Ця цифра була взята для простоти обчислень. Перед тим як провести подальший розрахунок пальового фундаменту необхідно привести показники до одній метричній системі. Переведемо тонни в кілограми і отримаємо значення N (кількість опор).
N = 100000/2826 = 35,4.
Звичайно ж, тридцять п’ять з половиною опор ніхто монтувати не буде. Тому округляємо в більшу сторону. Виходить, для того щоб побудувати будинок масою в сто тонн на грунтах з несучою здатністю в 4 кг / м2 потрібно не менше 36 опор.
Приклад два ↑
Щоб зрозуміти алгоритм розрахунку пальового фундаменту закріпимо матеріал і трохи змінимо базові показники. Розширимо підставу до 50 сантиметрів. Це дозволить збільшити практичність всієї конструкції. Решта показників залишимо без змін.
Fсв = 1962,5? 4 = 7850 кг
Проведемо розрахунок пальового фундаменту і отримаємо 13 опор. Як бачите, розширення підстави дозволяє значно заощадити на кількості паль, добившись хороших показників стійкості конструкції.
Приклад три ↑
Розрахунок пальового фундаменту, приклад якого ви побачите далі, може використовуватися як для легких дачних будинків, таки для масивних котеджів, просто в першому випадку використовуються стандартні гвинтові палі, в той час як при будівництві котеджів потрібно буде використовувати масивні буронабивні палі, які можуть витримувати досить серйозні навантаження.
Для спрощення в прикладі розрахунок пальового фундаменту здійснюється за гвинтовим опор. Варто зазначити, що для таких паль невеликого розміру в процесі проведення розрахунків не береться до уваги бічного тертя, яке визначається при зведенні важких будівель, які надають на палі значний вплив.
В даному випадку буде розглядатися детальний розрахунок загальної кількості паль, а також кроку їх установки для одноповерхового будинку, розмір якого становить 7х7 м:
- Спочатку визначається загальна маса витратних матеріалів. Припустимо, що загальна вага даху, бруса і облицювання становитиме 27526 кг з урахуванням снігового навантаження;
- Розмір корисного навантаження становить 7х7х150 = 7350;
- Величина снігового навантаження складає 7х7х180 = 8820;
- Таким чином, приблизна маса навантаження на фундамент становитиме 27526 + 7350 + 8820 = 43696 кг;
- Тепер отриманий вага потрібно буде помножити на коефіцієнт надійності 43696х1.1 = 48065.6 кг;
- Припустимо передбачається установка гвинтових опор, розмір яких становить 86х250х2500. Для того, щоб розрахувати їх кількість, потрібно буде отриману суму загального навантаження розподілити на те навантаження, що додається на кожну палю. 48065.6 / 2000 = 24.03, округляємо отримане кількість до 24, і отримуємо точне число потрібного нам кількості паль;
- Для того, щоб встановити 24 опори, потрібно буде використовувати крок установки 1.2 метра. Для формування статевих лаг потрібно буде використовувати ще дві додаткові палі, які вже будуть розташовуватися безпосередньо всередині будинку.
Таким чином, за вищенаведеною технологи ви зможете розрахувати потрібну вам кількість паль для будь-якого будинку незалежно від його особливостей.
На відео нижче ви зможете подивитися, як здійснюється розрахунок пальового фундаменту фахівцями:
підсумки ↑
Фундамент палі – це економічний і швидкий спосіб створення бази для побудови. Він дозволяє працювати при будь-яких погодних умовах, а також дає можливість зводити будівлі навіть на найбільш проблемних грунтах.
Розрахунок пальового фундаменту дозволяє заздалегідь визначити, скільки необхідно паль для будинку певної маси. За допомогою формул, описаних в статті, розрахунки можна проводити швидко і точно.
