Финальная цена строительства определяется множеством факторов, которые могут варьироваться в зависимости от специфики и условий каждого отдельного проекта. Ниже представлена таблица, демонстрирующая среднерыночные цены на установку и строительные материалы:
Расчет столбчатого фундамента
В этом разделе мы рассмотрим калькулятор для расчета столбчатого фундамента, который основан на использовании буронабивных столбов (или свай). Он производит расчет количества столбов, ростверка, а также определяет объем бетона и арматуры, необходимой для конструкции, и количество необходимых замесов в бетономешалке. В качестве основополагающих норм и рекомендаций использованы: СП 22.13330.2011, СП 52-101-2003, а также книга В.П. Сизова, содержащая рекомендации по подбору составов тяжелого бетона.
При расчете важно учитывать вес здания, который следует указывать без учета массы фундамента, однако с добавлением снеговой и эксплуатационной нагрузки на перекрытия, а также с учетом коэффициента запаса прочности. Для иллюстрации в расчетах будет взят одноэтажный каркасный дом.
Грунт, на котором будет возводиться здание, — суглинок. Мы используем следующие характеристики: коэффициент пористости ‘e’ равен 0.5, а показатель текучести грунта ‘IL’ равен 1.
Тип столбов: столбы с уширением пяты (ТИСЭ).
Высота ствола столба (h1) составляет 2.5 метра.
Диаметр ствола столба (d1) равен 0.25 метра.
Высота уширения столба (h2): 0.3 метра.
Диаметр уширения столба (d2): 0.6 метра.
Глубина погружения столба в грунт составляет 1.5 метра.
Конструктивная схема здания представляет собой строение с пятью стенами, среди которых одна внутреняя несущая стена расположена вдоль длинной стороны дома.
Условия расчета
Для того чтобы правильно рассчитать количество необходимых столбов, нам необходимо знать расчетное сопротивление грунта, нагрузки, которые будут действовать на фундамент (вес дома с учетом снеговой и эксплуатационной нагрузки), а также массу самого фундамента.
Так как масса фундамента на начальном этапе неизвестна, расчет будет выполняться в два этапа. Сначала мы определим количество столбов, не принимая во внимание массу фундамента (учтем только столбы и ростверк либо только столбы), а затем, когда масса фундамента станет известной, мы проведем перерасчет количества столбов с учетом его массы.
Расчет столбчатого фундамента будет произведен по второй группе предельных состояний, основанной на деформациях грунта. Для этого используется СП 22.13330.2011, касающееся оснований зданий и сооружений.
Отметим, что многие строители ошибочно называют данный тип конструкции свайно-ростверковым фундаментом. При строгом подходе следует учитывать, что для расчета свайного фундамента применяется норматив СП 24.13330.2011, по которому будет создан отдельный калькулятор.
Определение сопротивления грунта основания
При известных характеристиках грунтов можно воспользоваться формулой, указанной в пункте 5.6.7 СП 22.13330.2011.
Для начала определим ширину подошвы фундамента. В нашем случае эта подошва представляет собой круг, так как столба имеет круглую форму. Первым шагом будет вычисление площади подошвы столба, которая будет соприкасаться с грунтом, а затем мы сможем определить ширину фундамента.
Площадь подошвы столба определяется по формуле: Площадь = Пи * (Диаметр подошвы столба)² / 4. Подставляя значения, получаем: Площадь = 3.14 * 0.6 * 0.6 / 4 ≈ 0.2826 м², что соответствует 2826 см².
Ширина фундамента: для нахождения ширины фундамента используется квадратный корень из площади подошвы столба. То есть, Ширина = √(Площадь подошвы столба) = √(2826 см²) ≈ 0.53 м.
Если ширина фундамента не известна, расчетное сопротивление грунта можно определить с помощью формул, приведенных в приложении В СП 22.13330.2011. В нашем случае ширина фундамента уже задана конструктивно, однако данный расчет можно использовать для установления минимальных требований к прочностным характеристикам грунта.
Формула для расчетаS сопротивления грунта с учетом глубины заложения фундамента ‘d’:
R0 — расчетное сопротивление грунта основания (при ‘d’ = 2 м и ‘b’ = 1 м), в кПа;
k1 — коэффициент, используемый для оснований, составленных из крупнообломочных и песчаных грунтов, не относящихся к пылеватым пескам — k1 = 0,125, а для пылеватых песков, супесей, суглинков и глин — k1 = 0,05;
‘b’ — ширина проектируемого фундамента, м.
ГОСТы, книги, программы
Множество людей ищут этот калькулятор, вводя запрос «Расчет свайного фундамента». На основе свай планируется создать отдельный калькулятор, учитывая, что существует отдельное СП для свай. На практике многие застройщики используют термин «сваи» для обозначения столбов, и, следовательно, данный калькулятор также будет полезен при расчетах.
В типе 4 наблюдается ошибка в расчете объема столба, когда он определяется как окружность, и результат округляется в меньшую сторону. Если это возможно, пожалуйста, укажите расчет до третьего знака после запятой.
Проведённый проверочный расчет подтвердил правильность данных. Входные данные: высота 2 м, сторона столба 0.2 м. Учитывая, что при сечении мы имеем квадрат, объем составит: 2 * 0.2 * 0.2 = 0.08 м³.
Согласно действующим стандартам, минимально допустимое расстояние между двумя соседними опорами (шаг фундамента) должно составлять 1.7 метра, а максимальное — 2.9 метра. Для каркасного строительства и домов из бруса рекомендуется устройство основы с шагом 2.9 метра.
Как рассчитать винтовые сваи для фундамента
Винтовые сваи, представляющие собой один из наиболее экономичных типов опор для зданий, дают возможность осуществлять строительство на участках с высокими показателями подвижности грунта и его повышенной влажностью. Для частных домов наиболее целесообразно применять именно винтовые сваи, так как для работы с ними не требуются специальные навыки, сложная техника или значительное количество времени.
Порядок расчета
Во избежание проблем в будущем, настоятельно рекомендуется производить предварительные расчеты перед началом монтажа. Процесс расчета фундамента на винтовых сваях и его проектирование включает в себя следующие этапы:
- изучение основания под здание (геологические изыскания);
- сбор нагрузок на фундамент;
- проведение расчетов;
- создание чертежей;
- составление смет на материалы.
Выполнение всех перечисленных пунктов является обязательным. Пропуск хотя бы одного из них может привести к недостаточной несущей способности конструкции или перерасходу строительных материалов.
Изучение характеристик грунта
При строительстве капитальных объектов должны проводиться инженерно-геологические изыскания и лабораторные исследования почвы. Для этого выполняют бурение скважин для извлечения проб грунта. Глубина буровых скважин рассчитывается индивидуально для каждого строения. Данные работы обычно исполняют специалисты, и их стоимость может быть достаточно высокой.
При постройке индивидуального дома услуги геологов могут не потребоваться, и исследование почвы можно провести самостоятельно. Для этого достаточно выкопать шурф глубиной на 50 см ниже предполагаемой глубины установки сваи и оценить характеристики найденных слоев грунта. По возможности такие исследования следует проводить в нескольких точках, при этом одна из них должна располагаться в самой низкой части участка. Кроме того, оценка грунта может выполняться с помощью бура, проверяя его состояние на лопастях.
Важно выяснить тип грунта, а также определить наличие водонасыщенных слоев. Вода значительно снижает несущую способность почвы. В случае обнаружения небольшой линзы с некачественным грунтом, можно попытаться расположить сваи таким образом, чтобы избежать ее негативного влияния. Одним из преимуществ свайных фундаментов является то, что несущая способность обеспечивается не только благодаря опоре на нижний слой, но и за счет трения по всей поверхности сваи.
Сбор нагрузок
Для точного расчета необходимо определить нагрузку, которую здание оказывает на опоры. Эта величина может быть рассчитана путем суммирования следующих значений:
- вес стен и перегородок;
- вес перекрытий;
- вес кровли;
- собственный вес фундамента;
- полезная нагрузка (например, мебель и оборудование);
- вес снегового покрова.
Для каркасного дома данные показатели можно оформить в таблице.
| Тип нагрузки | Величина |
| Стены с утеплением толщиной 150 мм | 30-50 кг на квадратный метр стены |
| Перегородки из гипсокартона толщиной 80 мм без утеплителя | 27,2 кг/м² |
| Перегородки из гипсокартона толщиной 80 мм с утеплителем* | 33,4 кг/м² |
| Деревянное перекрытие по балкам с утеплителем плотностью до 200 кг/м³ | 100-150 кг/м² |
| Кровельный пирог, кг/м² | |
| С покрытием из металлочерепицы | 40-60 |
| С покрытием из керамической черепицы | 80-120 |
| С покрытием из битумной (гибкой) черепицы | 50-70 |
| Собственный вес фундамента | |
| ø133 мм длиной 1.65 м | 27 кг |
| ø133 мм длиной 9 м | 124 кг |
| ø108 мм длиной 1.65 м | 22 кг |
| ø108 мм длиной 9 м | 95 кг |
| ø89 мм длиной 1.65 м | 14 кг |
| ø89 мм длиной 9 м | 60 кг |
| Временные нагрузки | |
| Полезная (мебель и оборудование) | 150 кг/м² |
| Снеговая | согласно табл. 10.1 СП «Нагрузки и воздействия» в зависимости от климатического района |
Внутренняя полость сваи заполняется смесью, что также требует укладки арматуры для повышения надежности конструкции. Для этого подготавливается цементно-песчаная смесь, расход которой составляет 35 кг на одну сваю.
Факторы, влияющие на длину опор
Правильное определение длины свай имеет критически важное значение для устойчивости всей конструкции, поскольку недостаточно длинные сваи могут привести к проседанию здания под его собственным весом сразу после начала эксплуатации. Длина свай определяется с учетом анализа грунта и ландшафта, включая следующие факторы:
Плотность грунта
Анализ грунта желательно проводить на основании геологических исследований конкретного участка. Однако, если такие исследования не проводились, выяснить плотность грунта можно с помощью упрощенного метода.
Для этого необходимо выкопать неглубокую канавку (до 1 метра) в самой низкой точке участка. Если на такой глубине оказывается глинистая масса или песок, рекомендуется использовать сваи, длиной около 2.5 метра. Если же встречаются породы с низкой плотностью (торф, плывун или грунтовые воды), следует продолжить углубление до тех пор, пока не будет достигнут твердый слой, где и будут установлены сваи длиной, равной длине бура.
Ниже представлена таблица, демонстрирующая плотность и несущую способность различных типов почвы.
| Вид грунта | Плотный грунт | Грунт средней плотности |
|---|---|---|
| Песок (крупная фракция) | 6 | 5 |
| Песок (средняя фракция) | 5 | 4 |
| Супесь (в сухом виде) | 3 | 2.5 |
| Супесь пластичная (влажная) | 2.5 | 2 |
| Песок (мелкая фракция) | 4 | 3 |
| Песок влажный (мелкая фракция) | 3 | 2 |
| Глина | 6 | 2.5 |
| Глина влажная | 4 | 1 |
| Суглинок | 3 | 2 |
| Суглинок влажный | 3 | 1 |
Перепад между высотами участка
Как уже упоминалось, для корректного определения длин сваи необходимо учесть разницу высот различных точек участка. Если вы уверены в существовании такой разницы и, согласно плотности почвы, сваи длиной 2.5 метра подходят, их следует устанавливать в верхнем ряду.
Сваи, которые будут установлены в низинах, должны быть длиннее с учетом разницы высоты между точками их установки. Вычислить разницу высот можно с помощью водяного уровня или нивелира с применением отвеса и рулетки. При значительном перепаде высот (более 0.5 м) рекомендуется добавлять 50 см к длине свай, так как в самых низких местах может не хватить их высоты до 20 см.
Для возведения свайно-винтового фундамента на грунтах с некачественными характеристиками требуется провести инженериинное исследование грунта с помощью бура. Необходимо достичь глинистого слоя. Длинна сваи назначается так, чтобы она входила в этот слой.
Технология монтажа для других видов опор
Кроме винтовых свай для возведения фундамента можно использовать буронабивные и забивные опоры. Расстояние между соседними опорными элементами должно устанавливаться исходя из общего количества свай, которое, в свою очередь, определяется суммарными нагрузками на фундамент и его несущей способностью.
Шаг между столбами не должен превышать 3 метров. Установка забивных свай требует привлечения специализированной техники.
Как правило, под каркасные дома используют деревянные или металлические опоры. Железобетонные забивные столбы небольшого диаметра применяют только для многоэтажных зданий. После вдавливания силовых элементов их выравнивают для достижения одинакового уровня.
Монтаж буронабивных свай можно осуществить вручную, придерживаясь последовательности следующих технологических этапов:
- Бурение скважин.
- Создание песчаной подушки.
- Монтаж опалубки.
- Процесс армирования.
- Заливка бетона в опалубку.
- Установка оголовков.
При буронабивной технологии выбор марки бетона, класса стали арматуры, диаметра элементов и других параметров производится на основе суммарных нагрузок и особенностей грунта.
Как улучшить устойчивость конструкции?
Усиление фундамента может понадобиться в следующих случаях:
- допущены нарушения в процессе строительства;
- обнаружены ошибки в инженерных расчетах на этапе проектирования фундамента;
- планируется увеличение нагрузок на фундамент (например, добавление этажей, строительство мансарды и т.д.);
- снижен эксплуатационный ресурс существующего фундамента.
Эффективные методы укрепления свайного основания:
- Добавление новых силовых элементов.
- Замена вышедших из строя опор.
- Обвязка старыми столбами новой обвязки.
Перед началом работ по усилению требуется пересмотр и перерасчет проектной документации.
Ростверком называется горизонтальная балка или плита, которая соединяет верхние части каждого из винтовых элементов. Свайно-ростверковые фундаменты подходят для строительства как деревянных, так и пеноблочных зданий. Ленточный ростверк может быть выполнен как в монолитном исполнении, так и сборным, при этом важно, чтобы он был изготовлен из бетона с маркой не ниже 150.
Как рассчитать вес дома
- Вес одного погонного метра каркасного дома с высотой стены 3 метра составляет примерно 1.7 тонны.
- Для одноэтажного строения размером 6х8 метров периметр составит 28 метров.
- Периметр следует умножить на вес одного погонного метра: 28 * 1.7 = 47.6 тонн.
- Далее рассчитывается количество винтовых свай, а также их стоимость.
Обратите внимание! Опоры должны располагаться в обязательном порядке в углах здания и на пересечении стен. Если в доме планируется размещение объектов, оказывающих дополнительную нагрузку на фундамент, в этих местах шаг свай необходимо рассчитывать с учетом этого фактора.
