Як розрахувати гвинтові палі для фундаменту
Палеві фундаменти - один із найбільш економічних видів опор для будівлі. Вони дозволяють проводити будівництво на територіях з високою рухливістю ґрунту та великою його зволоженістю. Найбільш раціонально для приватного будинку застосовувати гвинтові палі, оскільки роботи з ними не вимагають особливих умінь, складної техніки та великої кількості часу.
- вивчення основи під будівлю (геологічні дослідження);
- збирання навантажень;
- розрахунки;
- креслення;
- складання кошторисів.
Виконання всіх цих пунктів є обов'язковим. Пропуск будь-якого з них може призвести до недостатньої несучої здатності або перевитрати матеріалів.
Вивчення характеристик ґрунту
При будівництві капітальних об'єктів повинні проводитись інженерно-геологічні дослідження та лабораторні дослідження ґрунту. Для цього виконують буріння свердловин із виїмкою проб ґрунту. Глибину свердловин кожної будівлі визначають в індивідуальному порядку. Ці роботи виконуються фахівцями та їхня вартість досить висока.
При будівництві індивідуального будинку до послуг геологів можна не вдаватися, а виконати дослідження ґрунту самостійно. Для цього викопують шурф глибиною на 50 см нижче за глибину палі і дають оцінку знайденим шарам грунту. По можливості вивчення ґрунту виробляють у кількох точках, одна з них обов'язково повинна розташовуватись у найнижчій частині території. Також роботи можна вести за допомогою бура, оцінюючи ґрунт на його лопатях.
Важливо з'ясувати тип ґрунту та наявність у ньому водонасичених шарів. Вода значно знижує здатність, що несе. Якщо виявлена невелика лінза поганого ґрунту, можна спробувати розмістити палі таким чином, щоб обійти її. Однією з переваг пальових фундаментів є те, що забезпечення несучої здатності здійснюється не тільки за рахунок спирання на нижній шар, але й за рахунок тертя по всій поверхні палі.
Збір навантажень
Щоб зробити грамотний розрахунок, необхідно обчислити навантаження, яке коробка будівлі на опори. Величину знаходять шляхом складання наступних значень:
- вага стін та перегородок;
- вага перекриттів;
- вага покрівлі;
- власна вага фундаменту;
- вага снігового покриву.
Для каркасного будинку для обчислення можна скористатися таблицею.
| Тип навантаження | Величина |
| Стіни з утепленням товщиною 150 мм | 30-50 кг на квадратний метр стіни |
| Перегородки з гіпсокартону завтовшки 80 мм. | 27,2 кг/м 2 |
| Перегородки з гіпсокартону завтовшки 80 мм з утеплювачем* | 33,4 кг/м2 |
| Дерев'яне перекриття балками з утеплювачем щільністю до 200 кг/м 3 | 100-150 кг/м2 |
| Покрівельний пиріг, кг/м2 | |
| З покриттям із металочерепиці | 40-60 |
| З покриттям з керамічної черепиці | 80-120 |
| З покриттям з бітумної (гнучкий) черепиці | 50-70 |
| Власна вага фундаменту | |
| ø133 мм завдовжки 1,65м | 27 кг |
| ø133 мм завдовжки 9 м | 124 кг |
| ø108 мм завдовжки 1,65 м | 22 кг |
| ø108 мм завдовжки 9 м | 95 кг |
| ø89 мм довжиною 1,65 м | 14 кг |
| ø89 мм довжиною 9 м | 60 кг |
| Тимчасові навантаження | |
| Корисна (меблі та обладнання) | 150 кг/м2 |
| Снігова | за табл. 10.1 СП «Навантаження та впливи» залежно від кліматичного району |
*утеплювач укладається для підвищення звукоізоляції.
Значення ваги фундаменту наведені тільки для крайніх довжин, в середньому маса одного погонного метра палі діаметром 108 мм знаходиться в межах 10-13 кг, діаметром 133 мм - 14-16 кг, діаметром 89 мм - 9-7 кг. Точну вагу палі певної довжини можна дізнатися у виробника.
Для визначення снігового району будівництва користуються картками із СП «Будівельна кліматологія». Якщо кут нахилу покрівлі становить 60 градусів і більше, снігове навантаження не включають до розрахунків.
Наведені в таблиці значення нормативні, щоб отримати розрахункові, їх потрібно помножити на коефіцієнт надійності, вказаний нижче.
Діаметр гвинтових паль
Щоб зробити грамотний розрахунок пальового поля, необхідно підібрати їх діаметр. Найчастіше для індивідуального будівництва застосовуються вироби діаметром 108 мм. Вони підійдуть для каркасного будинку заввишки два поверхи. Один виріб здатний витримати навантаження 5-7 тонн.
Під підсобні споруди, навіси, невеликі паркани достатньо використовувати палі діаметром 76 мм. Несуча здатність до трьох тонн.
Довжина гвинтових паль
Для пальового фундаменту на ділянках із стійкими ґрунтами достатньо буде використовувати вироби довжиною 2,5 м. У цьому випадку також необхідно враховувати перепади висот території та передбачати додатковий запас. Спирання пальового поля по всьому периметру має відбуватися одному рівні.
Для зведення гвинтового фундаменту на грунтах з поганими характеристиками виконують вивчення грунту за допомогою бура. Їм потрібно дійти до глинистого шару. Довжину палі призначають так, щоб вона входила до цього шару.
Можна застосувати так званий «метод контрольного вкручування» — в отвори всередині тіла палі заводиться брухт, на нього одягають трубчасті важелі, два працівники переміщують їх по колу, створюючи крутний момент, третій контролює вертикаль стовбура бульбашковим рівнем, при різкому збільшенні зусилля затяжки (обов'язково відмітки промерзання) роботи припиняються. Таким чином визначають глибину залягання несучого пласта та визначити необхідну довжину паль.
Важливо! Розрахунок пальово-гвинтового фундаменту має передбачати запас по довжині. Якщо довжина виробу більша, після монтажу можна легко обрізати до потрібного значення за допомогою ріжучого інструменту по металу. Запас рекомендується передбачати 0,2-0,5 м. залежно від складності рельєфу місцевості.
Кількість виробів для пальового поля
Знаючи діаметр і несучу здатність однієї палі та навантаження від усього будинку, можна розрахувати їх кількість. У цьому випадку остаточну цифру зі збору навантажень, помножену на коефіцієнти надійності, необхідно розділити на здатність одного виробу, що несе. Розрахунок досить простий і за наявності всіх вихідних даних не викликає труднощів.
Після того, як визначено кількість гвинтових виробів для фундаменту пальового, необхідно рівномірно розподілити їх по периметру стін. В обов'язковому порядку опори встановлюються під кути будинку. Після визначення кількості та кроку, по можливості, потрібно виконати креслення або ескіз майбутнього фундаменту на палях, це дозволить уникнути помилок при монтажі.
Приклад розрахунку для каркасного будинку
Щоб розглянути докладніше, як розрахувати фундамент на гвинтових палях, наведемо приклад для одноповерхового каркасного будинку з мансардою. Покрівля будови металева вальмова, тому всі зовнішні стіни мають однакову висоту (немає фронтонів). Внутрішні перегородки з гіпсокартону завтовшки 80 мм без утеплення, стіни з утепленням завтовшки 150 мм. Дерев'яні перекриття по балках. Висота поверху – 3 м, висота приміщення – 2,7 м. Розміри будинку в плані – 6 на 6 метрів. Висота зовнішніх стін мансардного поверху - 1,5 м. Внутрішня стіна одна довжиною 6 м, загальна довжина перегородок на обидва поверхи - 25 м.
Глинисті ґрунти розташовуються на відстані 3 м від поверхні землі, суттєвих перепадів висот на ділянці немає. Снігове нормативне навантаження 180 кг на квадратний метр.
Приймаємо пальово-гвинтові вироби діаметром 108 мм та довжиною 3,5 м (необхідно передбачити додатковий запас, тому краще купити палі довжиною 4 м). У розрахунок навантажень беремо зразкову кількість, що дорівнює 9 шт (по всіх кутах + середина стін).
Розрахунок починається зі збирання навантажень. Його виконаємо у табличній формі.
Сума всіх навантажень на пальово-гвинтовий фундамент дорівнює 48776 кг. У розрахунок приймаємо заокруглене значення 48,8 тонн. Далі проводиться розрахунок кількості опор. Несуча здатність одного виробу прийнятого діаметра – 5-7 тонн. Приймаємо значення 6 тонн.
Кількість необхідних опор = 48,8 т/6 т = 8,13 прим. Округлюємо до цілого у велику сторону. Значення відповідає попередньому – 9 шт, остаточно його приймаємо. Опори встановлюються по кутах та серединам зовнішніх та внутрішніх стін.
Наведені вище обчислення дозволять не помилитися під час будівництва та раціонально витрачати ресурси. Вони не займуть багато часу, але вирішать багато проблем, які можуть виникнути в майбутньому.
Порада! Якщо вам потрібні підрядники, є дуже зручний сервіс з їхнього підбору. Просто відправте у формі нижче докладний опис робіт, які потрібно виконати і до вас на пошту прийдуть пропозиції з цінами від будівельних бригад та фірм. Ви зможете переглянути відгуки про кожну з них та фотографії з прикладами робіт. Це БЕЗКОШТОВНО і ні до чого не зобов'язує.
