Несущая способность фундамента: как рассчитать?

О допустимых нагрузках на основание дома свидетельствует несущая способность фундамента. Этот показатель рассчитывается для конкретных условий грунта.

Фундаментная конструкция является базисом, подземной частью дома. Она предназначена, чтобы вес от строения передавался на почвенные слои.
Несущая способность определяется в зависимости от проектных нагрузок и характеристик породы, на которой предполагается строительство объекта. Чтобы узнать свойства почвы, необходимо на участке строительства выполнить геодезические исследования.

При этом устанавливается:

• тип породы;
• уровень влажности;
• коэффициент пористости;
• степень промерзания.

Эти данные необходимы, чтобы определить, какую нагрузку выдерживает один квадратный сантиметр почвы, то есть силу сопротивляемости грунта. Для этого пробы почвы исследуются в лаборатории.

В процессе эксплуатации здание испытывает дополнительные воздействия на основание. Поэтому следует учитывать также такие показатели, как:

• вес постройки;
• вес снегового покрова;
• сила давления ветра;
• эксплуатационные нагрузки.

Для определения общего веса постройки суммируются массы перекрытий, крыши, стен. Такой расчет производится путем умножения характеристик дома на удельный вес квадратного метра стройматериалов. Затем добавляются атмосферные нагрузки по строительным нормативам.
При расчете ветрового давления сила ветра перемножается на площадь одной из сторон дома. Для получения конечного результата добавляются эксплуатационные нагрузки, которые исчисляются исходя из площади перекрытий. На один кв. метр – 100 килограммов.
Несущая способность основания для постройки устанавливается с учетом проектной площади конструкции, опирающейся на почву, испытываемых нагрузок, сопротивления грунта. Но специфика и алгоритм расчетов различается для разных типов фундамента.

Несущая способность фундамента, созданного на винтовых сваях, рассчитывается путем определения несущего давления на одну опору, а затем умножением на количество используемых столбов в конструкции. При формировании основы дома расстояние между столбами должно быть не больше двух метров. Точки размещения опор находятся там, где должны быть пересечения стен. Если дом площадью 7 на 7 метров квадратных, то минимально по количеству может быть 14 опор.

Для многих видов почв при расчете характеристик давления на основание обнаруживается, что тяжелое кирпичное здание на винтовых сваях возводить не стоит. Допустимый вес вполне подходит для легкого дома. Например, деревянного.

Стоит отметить, что железобетонные столбы, внедренные в грунт, имеют несущую способность выше, чем винтовые, поскольку нагрузка воспринимается подошвой и боковыми стенками. При выполнении расчетов определяется давление на одну опору. Умножив ее на количество опор фундамента, получается необходимая величина.
Если рассматривать ленточную фундаментную конструкцию, она надежнее для кирпичного здания. Однако на пучинистом грунте приходится углублять основание до линии, расположенной ниже точки промерзания. Поэтому подобное обустройство считается невыгодным экономически.

Для разных видов фундаментной конструкции на конкретном грунте величина восприятия отличается. Сооружая основание с помощью винтовых опор, сроки строительства являются минимальными, но построить можно лишь легкий дом.
Поэтому универсальным вариантом являются железобетонные столбы. Они устойчивы на разных почвах, имеют максимальную несущую способность. Конструкция основания из таких столбов отлично подходит для кирпичного дома, обеспечивая долговечность, надежность.

Для испытаний железобетонных изделий применяются динамические, статические методики. Благодаря подобным технологиям удается определить фактические нагрузки, которые сможет выдержать свая. Полученные данные используются для составления точного проекта фундаментной конструкции.
В компании Эндбери налажено производство винтовых, железобетонных свай. Здесь можно заказать строительство фундамента. Опытные специалисты берутся за формирование свайной конструкции. Они выполняют поставку свай для обустройства фундамента на стройплощадку, профессионально проводят работы по погружению опор в землю, создают свайное поле по всем правилам.

Среди различных видов ЖБ фундаментов основание на ЖБ столбах считается оптимальным вариантом с хорошей устойчивостью. Погружение забивных свай в землю производится с помощью технологии вибрационных воздействий или ударной забивки.

Свайное основание, выполненное на опорных столбах, соединяется в единую конструкцию ростверком. Благодаря этому фундамент получается более устойчивым и способствует равномерному распределению нагрузки.
Для забивки свай привлекается тяжелая спецтехника на гусеничной или колесной базе.
Технология создания свайной основы:

• сначала проводятся подготовительные работы. Сюда включено обустройство подъездных путей, доставка свай;
• геодезические работы на свайном поле. Требуется разметить места погружения опор;
• погружение свай. Для этого используется сваебойная установка, которая берет свайное изделие с места складирования, устанавливает его и забивает в грунт до проектного отказа;
• обрезка свай. Необходимо создать горизонтальную плоскость для начала возведения постройки. Для этого столбы обрезаются сваерезкой, угловой шлифовальной машиной;
• обвязка ростверком. По периметру делается каркас, объединяющий опоры в единое целое.

Фундамент на ЖБ сваях обладает рядом преимуществ перед другими видами. Он может обустраиваться на любом типе грунта. Подобный вид оснований выдерживает любые нагрузки при возведении здания. Свайный фундамент, обустраиваемый с помощью копровых установок, может быть готов за 1-2 рабочих смены. Основание из ЖБ опор – это долговечная конструкция. Она простоит более ста лет.

Свайное сооружение на проблемном грунте обойдется гораздо дешевле любых других решений при одинаковых несущих характеристиках.

Климатические условия региона определяют глубину промерзания грунта. Ее значение соответствует максимальному показателю, который бывает при самых низких температурах без снегового покрова.
Диапазон этих величин достаточно большой. Например, в Краснодаре точка промерзания находится на глубине 70 см, в Москве – 140, а в Новосибирске – 220 сантиметров.
Если в доме проживать постоянно, то грунт под фундаментом прогревается. Поэтому глубина промерзания может быть уменьшена процентов на 20. Но для пород, являющихся пылевыми песками, супесями необходимо повышать этот показатель в 1,2 раза.
Расчетная глубина обычно больше реальной. Однако в проекте берется расчетная, чтобы исключить риски, связанные с разрушительным процессом при стечении неблагоприятных обстоятельств.
Не стоит смягчать установленные нормы, ссылаясь на потепление климата. Сильные морозы случаются всегда.
Конечно, чем глубже заложение фундаментной конструкции, тем дороже он обходится. Однако нужно иметь в виду, что верхние слои почвы являются недостаточно прочными, обладают свойствами пучинистости. Из-за этого могут происходить разрушения фундамента, стен дома.

Для оценки устойчивости, прочности грунта-основания выполняется расчет несущей способности, позволяющий установить, какие эксплуатационные нагрузки допустимы. При воздействии нагрузки на основание происходит его осадка. Грунт уплотняется, происходят деформационный сдвиг прослоек.
Осадка связана с прочностью грунта и прилагаемым усилием. Величину осадки можно сравнить со значением сжатия пружины, зависящей от приложенной силы и жесткости.

При проектировании объекта строительства расчет фундамента считается самым ответственным этапом. Любая ошибка может привести к сильной осадке, появлению крена. В результате таких явлений надежность опор снижается, появляются повреждения строительных конструкций.
При расчете учитывается множество факторов: сечение свай, шаг между ними и т.д. Эта характеристика важна для свайного и любого другого фундамента. Ее величина должна быть максимально допустимой, которую может выдержать конструкция. Поэтому нагрузка на сваю должна быть ниже расчетной величины. Всегда нужен запас, благодаря которому дом сохранит устойчивость при непредвиденных ситуациях.
На допустимую нагрузку, например, винтовых опор влияют:

• диаметр, длина трубы;
• размер лопастей;
• прочность грунта.

Простейший расчет несущей способности винтового фундамента выполняется с использованием формулы:
N = F/k.
N -несущая способность сваи, к — коэффициент надежности.
F вычисляется по формуле:
F = S*Rо, где S – это площадь лопасти, Rо – прочность грунта. Имеются таблицы.
Коэффициент зависит от количества столбов, а также способа геологических исследований. Он равен 1,2, если испытания точные с зонированием, лабораторными испытаниями.
k =1,25, если исследования выполняются посредством эталонной сваи. Эти способы испытаний проводятся профессионалами.

Используя табличные показатели, коэффициент берется с учетом количества столбов. Он равен от 1,4 до 1,75 для опор 5-20 штук.
Поскольку проведение геологических изысканий является дорогим удовольствием, то обычно используется второй способ. На самом деле подобный вид расчета является достаточно сложным процессом с использованием различных характеристик породы с удельным сцеплением, углом трения и прочими параметрами.