Расчет диаметра свай для свайного фундамента

При закладке свайного фундамента для дома одним из важных расчётных параметров свай является их диаметр. Он позволяет обеспечивать достаточную прочность конструкции и выдерживать сжимающие и поперечные напряжения. Для этого нужно обязательно учитывать тип грунта, его плотность, состав, вес возводимого объекта, а также глубину залегания грунтовых вод. Процесс определения габаритных параметров столбчатого основания качественно можно разделить на два этапа: проведение инженерных изысканий и выполнение расчётов.

Факторы, влияющие на выбор типа и параметров свай

На выбор габаритных параметров и типа конструкции свай влияют следующие факторы:

1. Результаты инженерных изысканий.
2. Уровень подвижности слоёв грунта.
3. Назначение, габариты и вес возводимого дома.
4. Уровень застройки участка.
5. Требований действующих экологических норм.
6. Бюджет проекта застройки.

Инженерные изыскания

При возведении дома для расчётов свайного фундамента в обязательном порядке требуется проведение инженерных изысканий. Они помогут определить параметры грунта, оценить его несущую способность, а также подобрать оптимальный диаметр свай с запасом по прочности и минимизировать затраты на его закладку. Помимо этого, в ходе проведения работ будут определены физические параметры, без которых выполнить точный расчёт невозможно.

При строительстве объекта пользоваться данными проведённых изысканий для близкорасположенного здания не рекомендуется. Информация о несущей способности и плотности почв может существенно отличаться, так как залегающие слои грунта могут иметь другой химический состав. Данные соседних участков можно использовать только в том случае, если они расположены не далее 5 м от застраиваемого и были получены относительно недавно.

В инженерные изыскания должна входить информация о геологических исследованиях, сейсмической активности, а также прогнозах об изменении структуры грунта при установке свай. Такие данные могут быть получены при проведении следующих работ:

1. При отборе образцов грунта с описанием их состава и типа путём выполнения бурения скважин в нескольких местах участка.
2. При лабораторных исследованиях на выявление физико-химических свойств грунта, а также состава грунтовых вод при их близком расположении к поверхности.
3. Для статического и динамического зондирования грунта для определения механических свойств почвы.
4. Для опытных работ по выявлению влияния установки столбчатого основания на близкорасположенные дома и сооружения.

На основе полученных данных определаются места на участке с возможным проседанием грунта, наличием грунтовых вод, а также возможные очаги сейсмической активности. После этого принимают решение о выборе конкретного типа конструкции фундамента для дома, которая позволит обеспечить достаточный уровень прочности, выдерживать основную нагрузку с запасом в 50% и сдвиговые напряжения, обусловленные пучением или смещением слоёв грунта.

Процесс расчёта диаметра свай

Расчёт диаметра свай фундамента для дома выполняется в такой последовательности:

• В соответствии с СП 22.13330.2011 производим расчёт сопротивления грунтов, который определяет степень заглубления сваи в грунт. При этом обязательно принимать минимальное давление на грунт в пределах 0,1-0,2 МПа.
• Вычисляем нагрузки на основание, пользуясь СП 20.13330.2011. При этом обязательно используем проектные данные и учитываем вес всех свай. Используем формулу следующего вида:

где N – расчётная нагрузка;

Fd – несущая способность грунта;

γ0 – коэффициент условий работы (принимается за единицу, если фундамент односвайный, или за 1,15 при кустовой конструкции);

γn – коэффициент надёжности сооружения;

γk – коэффициент надёжности грунта.

• Зная величину нагрузки на сваи, проводим расчёт свайного фундамента по деформациям и их устойчивости. Поперечная площадь конструктивных элементов основания любой формы определяется по формуле:

где R0 – определяется на основе таблиц СП 22.13330.2011;

g0 – величина удельного веса кладки и грунта на уступах основания;

d – глубина закладки основания от уровня планировки.

• Определяем минимальную глубину заложения свайного фундамента с учётом возможного наличия подвала дома, пользуясь формулой и таблицами СП 22.13330.2011.
• Вычисляем минимальный диаметр свай некруглого сечения по формуле:

для круглого сечения диаметр определяется по следующей формуле:

Особенности проектирования малоэтажных объектов

Свайный фундамент для малоэтажных объектов и жилых домов должен иметь следующий диаметр свай:

• Для набивных с длиной до 3 м рекомендуется выбирать диаметр 300-600 мм.
• Буровые длиной до 3 м, выполненные с уплотнённой трамбовкой забоем, могут иметь диаметр в пределах 300-600 мм. Посмотрите видео, как производится монтаж буровых свай диаметром 300 мм.

• Диаметр трубчатых металлобетонных свай должен составлять от 159 до 325 мм с учётом требуемой длины.
• Буроинъекционные рекомендуется применять с диаметром 150 мм.
• Призматические забивные должны иметь сечение 300х300 мм.
• Диаметр металлобетонных столбчатых конструкций основания должен составлять 159-325 мм.

В слабых или сейсмически активных грунтах вместо увеличения диаметра свай применяют засыпку гравием с размером от 100 см, который обеспечит большую площадь контакта с грунтом и повысит устойчивость конструкции. Этот факт необходимо учитывать при формировании скважин под сваи.

Заключение

Проведение расчётов свай свайного фундамента для дома требует комплексного подхода и должен базироваться на проекте возводимого объекта и проведении инженерных изысканий для определения физико-химических параметров грунта. Этапы расчётов должны включать все полученные данные и учитывать все особенности застраиваемого участка. Только при таком подходе возводимая конструкция будет не только прочной, а и надёжной.