4 способи розрахунку пальових фундаментів: як розрахувати палі, стовпи, ростверк

При зведенні будь-якої будівлі або споруди, від хмарочоса до паркану, першим за порядком і важливістю є зведення фундаменту. Пальові фундаменти добре зарекомендували себе для будівництва на складних грунтах. Зробити правильний розрахунок пальового фундаменту можуть тільки фахівці, так як необхідно врахувати всі нюанси фундаменту під конкретну будівлю і тип грунту. Всі інші способи дадуть лише приблизний результат.

Види пальових фундаментів

Пальові фундаменти мають ряд переваг перед звичайними стрічковими або плитними фундаментами, такими як:

• Знижена витрата матеріалу.
• Можливість установки на сильно пучинистих грунтах.
• Може встановлюватися на ділянках з великим ухилом.
• Висока швидкість монтажу в разі гвинтових паль. Фундамент для звичайного заміського будинку встановлюється за 1-2 дня, повного набору міцності з бетоном протягом 28 днів чекати не потрібно.

Палі використовуються 3-х видів:

• Забив.
• Нудно. В якості одного з варіантів буронабивних паль встановлюються так звані палі ТІСЕ, з розширенням в нижній частині. Така конструктивна особливість знижує навантаження на грунт і дозволяє фундаменту ефективно протистояти штовхаючим силам, що виникають при морозному обдиманні грунтів.
• Гвинт.

Забивні елементи в приватному будівництві використовуються вкрай рідко, тому що вимагають застосування важкої будівельної техніки.

Розрахунок фундаменту

Розрахунок будь-якого типу фундаменту починається з визначення типу грунту і рівня грунтових вод. Для цього найкраще звернутися в спеціалізовану організацію. Варіант «як у сусіда» в даному випадку не застосовується, адже ці параметри можуть відрізнятися навіть за площею будівлі. Виходячи з рекомендацій фахівців, підбирається тип фундаменту.

Перераховані вище способи розрахунку є приблизними і не враховують деякі фактори, які можуть вплинути на споруджуваний фундамент.

Розрахунок пальового фундаменту

Для розрахунку пальового фундаменту, як і будь-якого іншого, необхідно розрахувати навантаження на основу F. Для цього складають вагу стін, перекриттів, покрівлі, снігове навантаження і навантаження на підлогу. Перші 3 параметри можна розрахувати самостійно, або за допомогою спеціальних будівельних калькуляторів. Снігове навантаження залежить від регіону, в якому розташована будівля і визначається згідно СНиП 2.01.07-85 «Навантаження і впливи», навантаження на перекриття приймається рівним 180 кг/м2 від загальної площі споруди.

Потім визначається несуча здатність палі за формулою

P= Υ cr*R0*S+u Υ cf*fi*hi , где

• R0 – стандартний опір грунту під фундаментом палі
• S – площа підстави
• Υcr – коефіцієнт умов праці ґрунтів під фундаментом
• u – периметр перерізу
• Υcf – коефіцієнт стану ґрунту на бічній поверхні
• fi – опір грунту на бічній поверхні
• hi – глибина опускання палі нижче рівня землі.

Площа підстави S круглих паль обчислюється шляхом множення квадрата радіуса палі на 3,14, периметра – множенням діаметра поперечного перерізу на 3,14. Діаметр палі вибирають виходячи з передбачуваного матеріалу опалубки і параметрів обладнання, зазвичай для приватного будівництва – 200-300 мм.

Глибина занурення вибирається довільно, але не менше глибини промерзання грунту + 0,5 м, або по глибині несучого шару грунту слід враховувати і рівень грунтових вод.

Нормативний опір грунту R0, коефіцієнти робочих умов Υcr і Υcf визначають за таблицями з СНиП 2.02.03-85.

За допомогою таких таблиць фахівці визначають нормативний опір грунту, але спочатку потрібно з’ясувати тип грунту, для якого проводиться аналіз грунтуДжерело stroj.umorists.ru

Після розрахунку несучої здатності несучого елемента обчислюється їх кількість, для чого навантаження на основу F множиться на коефіцієнт запасу міцності, що дорівнює 1,2, і ділиться на несучу здатність P. Якщо отримано неціле число, то значення округляється до цілого числа.

У деяких випадках може знадобитися установка додаткових опор, наприклад, при спорудженні печі в будівлі або установці важкого обладнання.

Далі сума довжин несучих стін ділиться на кількість паль. Таким чином, розраховується відстань між полями палі. Для визначення необхідної кількості бетонного розчину додається обсяг паль, який розраховується шляхом множення площі поперечного перерізу на висоту палі. Висота палі враховується не до рівня землі, а до заданої верхньої точки.

Для цих розрахунків ви також можете використовувати калькулятор пальового фундаменту, вказавши форму фундаменту, підставляючи необхідні змінні і вибираючи табличні значення з нормативних документів в спеціальних полях форми.

Розрахунок стовпчастого фундаменту

Стовпчастий фундамент – це пальовий фундамент, при якому палі розташовуються на поверхні грунту або заглиблені не більше ніж на 0,5 м. Такий тип фундаменту можна використовувати тільки для будівництва невеликих легких споруд, наприклад, гаража, хозблока невеликої лазні або дачі за каркасною технологією або виконаного з бруса.

Розрахунок стовпчастого фундаменту проводиться так само, як і пальового фундаменту, але при розрахунку несучої здатності стовпа не враховуються бічні навантаження, тому формула для розрахунків виглядає наступним чином:

Р = Υкр*Р0*С

Стовпи можуть бути виконані монолітним способом, як палі, або виконані з цегли, шлакоблоків або бетонних блоків. У другому випадку перетин буває квадратним або прямокутним, а площа обчислюється шляхом множення довжин сторін. Це необхідно враховувати при розрахунку за допомогою калькулятора стовпчастого фундаменту.

Розрахунок фундаменту на гвинтових палях

Для розрахунку фундаменту на гвинтових палях використовується та ж методика, що і для буронабивних паль, але розрахунки спрощуються, тому що гвинтові палі є типовим виробом, і несучу здатність палі не потрібно розраховувати самостійно, досить подивитися на значення в таблиці і розділити навантаження від конструкції на цей параметр. При розрахунку за площу підстави палі береться площа лопаті.

Щоб визначити, яке навантаження повинен витримати елемент фундаменту, потрібно розрахувати приблизну кількість паль. Для цього довжину несучих стін ділять на передбачуваний крок установки опор, зазвичай це 2-3 м. Необхідна площа опори визначається за формулою

S=F=1,2/R0

де F – навантаження на палю, 1,2 – коефіцієнт запасу міцності, R0 – стандартний опір грунту. Знаючи площу клинка, його діаметр розраховується за формулою D = 2√S/π, а за отриманим значенням вибирається найближчий стандартний розмір з асортименту.

Такі дані необхідно внести для розрахунків в онлайн калькулятор фундаменту на гвинтових палях.

Використовуючи калькулятор для розрахунку кількості паль для фундаменту, можна вибрати найбільш підходящий для заданих умов і економічно вигідний розмір паль шляхом підстановки різних параметрів. Глибина забивання паль визначається виходячи з глибини залягання несучого шару грунту і рівня грунтових вод.

Розрахунок пальового фундаменту

При будівництві на складних грунтах, на ділянках з великим ухилом або при будівництві з цегли, газобетону або інших блоків на верхній поверхні паль роблять стрічку під назвою ростверк. Він може бути монолітним із залізобетону або збірним (звареним) з металопрокату. При розрахунку пальового фундаменту до навантажень від конструкції додається ще й вага самого ростверку. При виготовленні ростверку з металопрокату, двотавра або швелера вага розраховується шляхом множення довжини смуги на питому вагу профілю, який вказується в асортименті продукції. Для залізобетонної конструкції обсяг бетону (площа поперечного перерізу стрічки по довжині) розраховується за щільністю матеріалу, що дорівнює 2400 кг/м3.

Висновок

Набагато зручніше проводити розрахунки будь-якого типу фундаменту за допомогою будівельних калькуляторів, адже немає необхідності шукати необхідні параметри в різних довідниках. Після введення необхідних даних, таких як габаритні розміри і форма фундаментів, навантаження на фундамент, тип грунту, глибина промерзання і рівень грунтових вод, автоматично розраховуються конструктивні розміри і кількість необхідного матеріалу. Однак не слід забувати, що фундамент є найважливішим елементом будівлі, від якого залежить міцність всієї конструкції, тому всі самостійні розрахунки, неважливо, за формулами або за допомогою калькуляторів, є скоріше довідковим матеріалом для приблизного розрахунку матеріалів і трудовитрат, а, отже, і вартості споруди. Точні розрахунки і складання робочих креслень краще довірити фахівцям.

 

Практичні аспекти розрахунку пальових фундаментів

Розрахунок пальових фундаментів застосовується при будівництві будинків на складних грунтах, де традиційні фундаменти неефективні, а також на ділянках з великим ухилом або сильно пучинистих грунтах. Наприклад, при зведенні заміського будинку або паркану на нерівній місцевості, правильний розрахунок дозволяє забезпечити надійність і довговічність споруди.

Основні складнощі пов’язані з необхідністю врахування типу грунту, навантажень на фундамент і конструктивних особливостей паль (забивні, буронабивні, гвинтові). Помилки в розрахунках можуть призвести до деформацій або руйнування фундаменту, особливо при використанні різних матеріалів або при недостатньому досвіді виконавців.

Для точного розрахунку пальових фундаментів рекомендується звертатися до кваліфікованих інженерів-будівельників, які врахують всі технічні нюанси та забезпечать безпеку будівництва.