Детальный расчет фундамента на буронабивных сваях

• Какие бывают каркасы домов?
• Какие бывают перекрытия?
• Какая бывает кровля?
• Блиц расчет буронабивного фундамента

Для того чтобы дом стоял как можно дольше, нужно провести качественный расчет фундамента.

Последовательность работ при строительстве буронабивного фундамента.

Конечно, предметы интерьера сюда не входят, но обязательно нужно учитывать массу стен, перекрытий, кровли и осадков.

Расчет фундамента на буронабивных сваях считается одним из самых сложных, хотя на практике занимает лишь немного больше времени и сил. Особая сложность заключена в 2-х факторах: наличии ростверка и ограниченной площади соприкосновения с грунтом.

Какие бывают каркасы домов?

Существуют десятки материалов, из которых возводятся дома. Бывают простые и сложные, современные и устаревающие, для особо прочных конструкций и легкие, но среди всех выделяются 5 видов, которые востребованы по всему миру: каркасы, брус, кирпич, песчаник и монолит.

Схема устройства винтовой сваи.

Каждый из материалов обладает своими уникальными особенностями, которые позволяют сделать идеальный выбор.

Каркасные дома самые легкие (30 кг/м?) среди аналогов. Их строительство возможно исключительно в местностях с мягким климатом, т.к. при серьезных нагрузках дом может просто развалиться. В России строятся только на юге страны, причем далеко не везде. Плюсом служит неплохая тепло- и звукоизоляция, которая позволяет устанавливать постройки даже около оживленных дорог. Ценовая политика у каркасных домов не высокая, что на западе сделало их одними из самых востребованных.

Брус также обладает небольшой массой (70 кг/м?), но при этом прочностные показатели во много раз выше. Нередко именно дома из бруса возводятся в лыжных городках и в местностях с предельно низкими температурами. При качественной отделке дома можно не бояться за сохранение тепла. Единственный минус – это небольшая стойкость к серьезным физическим повреждениям (удары по дому), в остальном материал практически идеален для малоэтажного строительства.

Несущая способность буронабивных свай различного диаметра в зависимости от типа грунта.

Кирпич представляет собой золотую середину (200 кг/м?) между тяжелыми каменными материалами и легкой древесиной. Все его показатели можно назвать усредненными, кроме высокой прочности при правильном исполнении кладки. Дома из кирпича считаются эталонными в плане ширины стен. Существенный минус – это цена, которая не один век возводила такие дома в разряд элитного жилья. В 21 веке дом, облицованный клинкерным кирпичом, не останется без внимания даже от тех прохожих, которые ничего не понимают в архитектуре и качестве строительных материалов.

Песчаник (250 кг/м?) – обладает далеко не самыми высокими прочностными характеристиками и не может похвастать высокими показателями теплоизоляции, но при этом пользуется спросом почти на уровне кирпича. Причина простая – низкая цена при немалых базовых габаритах делают его весьма интересным для недорогих добротных домов. Укладывается обычно на ленточный фундамент, т.к. во всех остальных (в т.ч. на буронабивных сваях) случаях создает дополнительные ненужные риски.

Монолитные дома (300 кг/м?) – это элита среди всех аналогов. Хороший монолитный дом обойдется достаточно дорого, но и прослужит немалое количество времени. Произвести расчет монолита достаточно не просто, т.к. сам железобетон – это только скелет здания в виде несущих колонн и перекрытий между этажами, тогда как все внутренние и внешние стены делаются из таких облегченных материалов, как пенобетон и газобетон. Есть всего 2 минуса – огромная цена и не менее большая масса. На буронабивных сваях лучше не заливать данную конструкцию.

Все данные указаны на ширину стены в 0,15 м, т.к. именно такую ширину имеют внутренние несущие стены дома, вне зависимости от материала изготовления.

Какие бывают перекрытия?

Существует всего 4 вида перекрытий, каждый из которых раздваивается в зависимости от места использования (цоколь и междуэтажные). Для цоколя всегда используются варианты с большей массой в связи с тем, что площадка для разделения фундамента и пола получает экстремальные нагрузки, которые нужно нивелировать.

Схема фундамента из буронабивных свай.

Дерево с легким утеплителем (100 кг/м? и 70 кг/м?) используется чаще всего на столбчатых и свайных фундаментах, а также в деревянных домах. Такие перекрытия не обеспечат серьезной тепловой защиты, но в южных среднесухих климатических зонах станут находкой для расчетливых людей. Но тут есть одно но – морозы более 25°С уже будут серьезной помехой для комфортной жизни.

Дерево с тяжелым утеплителем (200 кг/м? и 150 кг/м?) можно использовать для любого фундамента и в любом климате. Такие перекрытия гораздо меньше поддаются гниению, но и стоят они гораздо дороже своих облегченных аналогов. На тяжелый утеплитель можно надеяться даже в условиях крайнего севера, т.к. если добросовестно все сделать, а потом регулярно проверять состояние утеплителей при помощи тепловизора, даже внуки не будут серьезно задумываться, что у них под ногами. Чаще всего именно данный утеплитель используется при строительстве на буронабивных сваях.

Плиты бывают 2-х типов – железобетонные (400 кг/м?) и пустотные (300 кг/м?). Данный вариант по цене и массе немного выше деревянных аналогов, за что предоставляют лучшую живучесть, больше удобств при монтаже всевозможных коммуникаций и полная неподверженность гниению. Но при всех своих положительных чертах ошибки в монтаже будут видны уже через 10 лет в виде трещин. Материал относится к разряду золотой середины среди всех перекрытий из-за всех вышеперечисленных параметров.

Монолитные перекрытия (400 кг/м? и 500 кг/м?) разнятся благодаря тому, что между этажами можно уложить стальные сваи (массивные двутавры), которые дадут возможность уменьшить используемый объем железобетона, а вместе с этим уменьшится и вес. Все положительные качества, которые только могут быть, вобрали в себя такие перекрытия, а вот минусами служат цена с массой. Цена и вовсе в несколько раз выше, чем у ближайшего конкурента.

Какая бывает кровля?

Нужно сразу обозначить, что кровля имеет в длину и ширину на 1 м больше, чем периметр самого здания, т.к. с каждой стороны принято делать напуск по 0,5 м. Еще 1 особенность – это необходимость дополнительного включения в расчеты снежных осадков, выпадающих ежегодно. Существуют сотни кровельных материалов, количество которых пополняется почти ежедневно, но при этом выделился ряд самых востребованных материалов, которые можно чаще всего увидеть на зданиях – битум, камыш и солома, металл, шифер и черепица (описана не будет из-за очень высокой массы – 80 кг/м?, непригодной для буронабивных свай).

Ориентировочная стоимость свайного фундамента.

Битумная кровля самая легкая (8 кг/м?), т.к. полностью изготавливается из искусственных материалов. Несомненным плюсом служит и ее немалая цветовая гамма, но среди минусов хорошо выделяется низкая долговечность (до 50 лет) и высокая цена. Данный кровельный материал считается одним из самых современных, что и формирует его высокую цену вкупе с серьезными недоработками.

Камыш с соломой (15 кг/м?) обладает массой, почти в 2 раза превышающей битумную. Долговечность такой кровли зависит исключительно от рук мастера, что делает существенный разброс от 2 до 100 лет. У опытных мастеров получается создавать из натуральных материалов произведения искусства, а бесплатность и вовсе выводит его в лидеры. Единственный минус – такая крыша не пригодна для снежных районов планеты. Если бы не физическая неустойчивость и предрассудки – конкурентов в спросе не было бы.

Металлическая кровля (30 кг/м?) в своем современном виде стала широко применяться еще в 17 веке, но со временем лишь дорабатывалась и совершенствовались различные вариации. Есть и свои тяжелые исключения (медная фальцевая кровля), но их цена позволяет приобрести такое чудо дизайнерской мысли только очень обеспеченному человеку. Стандартная долговечность до 80 лет позволяет устойчиво держать позиции, но при этом отсутствие шумоизоляции очень серьезно сказывается на потребительском интересе.

Шифер (50 кг/м?) самый тяжелый среди перечисленных, но благодаря ценовой политике и физической устойчивости занимает 1 место по спросу. Полное отсутствие цветовой гаммы – хоть и серьезный минус, но и он перекрывается простотой монтажа.

Природные воздействия берутся за константу, но в особых условиях можно и рассчитать. В южных областях России 50 кг/м?, в центральной полосе 100 кг/м?, север 150 кг/м? и условия крайнего севера 220 кг/м?.

Блиц расчет буронабивного фундамента

Для начала нужно рассчитать непосредственно массу самого дома. Пусть одноэтажный дом из бруса 10*8 м находится в центральной полосе России. Оба его перекрытия изготовлены из дерева с тяжелым утеплителем, а кровля из традиционных материалов. Длина простенков составляет 10 м.

Для начала нужно рассчитать массу (M1) всех стен, периметр (P) дома, его площадь (S), суммарную длину всех стен дома (L), а попутно площадь всех стен (S1)

P=(10+8)*2=36 м

S=10*8=80 м?

S1=P*2.7+l*2.7, где l – длина простенков, 3 – коэффициент толщины внешних стен. S1=(36*2.7)*3+10*2.7=318.6 м?

L=P+l=46 м

M1=S1*70=318.6*70=22302 кг – суммарная масса всех стен дома.

Следующим шагом нужно вычислить массу перекрытий (M1).

M2=S*(m1+m2)=80*(200+150)=28000 кг

Вычислить массу кровли (М3) будет немного сложнее, т.к. ее площадь немного выше, к тому же есть коэффициент с осадками.

М3=Sкров*(mкров+mосадк)=99*(15+100)=11385 кг

Ранее не требовалось прояснение по ростверку, т.к. его масса всегда одинаковая 2400 кгм3, ширина 0.6 м, высота 0.4 м, длина под всеми несущими стенами.

M4=L*y*h*2400, где y – ширина, h – высота. M4=46*0.6*0.4*2400=26496 кг

Таким образом суммарная масса дома составляет Mсум=M1+M2+M3+M4=88183 кг.

Масса 1 сваи из фундамента M0=S0*h0*2400, а количество свай идет в соотношении 1 шт. на 1 м

S=0,196 м2, h= 2м. M0=0.196*2*2400=942 кг

Суммарное количество свай – 46 шт., т.е. суммарная Sоп=0.196*46=9.016 м?, а масса свай m=942*46=43332

Пусть дом на буронабивных сваях находится на сухой супеси (выдерживает 20000 кг/м?), что даст суммарную выносливость грунту 180320 кг при суммарной массе дома и фундамента 131515 кг.

Таким образом, расчет данного дома показывает, что строительство данного дома, где фундамент из буронабивных свай возможно, но желательно укрепить позиции при помощи специальной насадки на бур, позволяющей делать расширение у самого основания буронабивных свай (повышается площадь опоры фундамента на грунт).