Проектування пальового фундаменту
Вибір кількості та типу паль для пристрою пальового фундаменту починається з підготовки проекту вашого будинку. Якщо у вас вже є проект, в ньому обов'язково присутні листи з планами фундаменту і першого поверху. Виглядає це приблизно так:
Якщо проекту немає, то ви можете самі на листку паперу накидати план вашого майбутнього будинку. При плануванні важливо врахувати розташування на поверхах несучих стін (по цих стін навантаження від елементів даху і міжповерхових перекриттів передається на фундамент і далі на грунт). Несучі стіни верхніх поверхів повинні передавати вертикальне навантаження точно на несучі стіни нижніх поверхів. Далі прямо на плані слід розташувати палі в кутах будівель, на перетинах несучих стін і внутрішніх перегородок. Якщо відстань між палями виходить більше 3 метрів, рекомендується посилювати такі ділянки додатковими палями. Вийде приблизно наступне:
Якщо в будинку планується поставити піч або камін, варто передбачити окремі палі для них. Так само необхідно враховувати додаткові палі для обпирання проміжних балок підлоги в приміщеннях з прогонами більше 4 метрів.
Проаналізувавши таким чином проект, ви отримаєте приблизну кількість паль, необхідних для пристрою вашого фундаменту. Тепер треба вибрати їх типорозмір і перевірити їх несучу здатність.
Методика розрахунку несучої здатності гвинтових паль визначається СНиП 2.02.03-85 «Пальові фудамент». Згідно СНиП, несуча здатність паль визначається типорозміром палі, фізико-механічними властивостями грунтів на вашій ділянці і близькістю ґрунтових вод (водонасиченому грунтів).
Основними типами грунтів є глини, суглинки, суспесі і піски. Спрощено визначити тип ґрунту на вашій ділянці можна наступним чином. Для піщаних грунтів характерна наявність добре помітних на дотик і візуально піщинок. Такі грунти мають низьку зв'язаність. Для визначення суспесей, суглинків і глин треба скачати невелику кульку з грунту і розчавити його пальцями. Якщо кулька розсипаючи, швидше за все це сусп. Якщо ви отримаєте корж з розтріскаються краями - суглинок. Якщо кулька розчавити в коржик з рівними краями - у вас глина.
Щоб перевірити наявність та близькість ґрунтових вод можна поспілкуватися з сусідами (напевно хтось з них вже проводив земляні роботи) або пробурити ручним буром свердловину 1,5 м глибиною і поспостерігати. Якщо свердловина почне заповнюватися водою, значить грунтові води близько.
Тип і розмір палі так само впливає на її несучу здатність. Існує величезна кількість видів і конструкцій гвинтових паль. Але принципово варто виділити два основних типи - лопатеві палі і палі з конічним спіральним буром (шурупи).
Несуча здатність лопатевої палі забезпечується площею лопаті палі, через яку передається навантаження на грунт. Чим вона більше - тим вище несуча здатність. Паля з конічним наконечником працює інакше. Несуча здатність забезпечується за рахунок ефекту «расклинивания», ущільнення грунту конічної частиною і силами тертя з бічною поверхнею палі.
З точки зору технології монтажу ці типи паль так само мають свої особливості. Лопатеві палі більш чутливі до наявності включень каменю і будівельного сміття в грунті. Їх складно закрутити на насипних грунтах або в промерзлий грунт. Такі палі потребують підрізуванні і приварок опорних майданчиків (оголовків) і в обов'язковому порядку повинні бетонуватися зсередини. Але вони більш кращі на слабких або водо насичених ґрунтах через більшої площі опори.
Палі з конічним наконечником більш універсальні і вкручуються практично в будь-які грунти, крім скельних. Ці палі як правило мають готовий приварной фланець і встановлюються відразу в розмір без зварювальних робіт і внутрішнього бетонування, що здешевлює та прискорює монтаж.
Діаметр стовбура палі приблизно можна визначити виходячи з наступного простого правила:
- Невідповідальні і малонавантажених споруди (альтанки, тераси і т.п.) ф 76 мм
-Одноповерхові лазні і легкі будинку - ф 89 мм
-Каркасні і дерев'яні будинки до 2 поверхів - ф 108 мм
-Кам'яні будинки на гвинтових палях з металевим ростверком - ф 114, 133 мм.
Довжина палі підбирається таким чином. Глибина залягання лопаті або конічного шнека повинна бути нижче рівня промерзання грунту. Для наших умов це 1,7 метра. До довжині палі треба додасть висоту її надземної частини - як правило 30-50 см. Однак, на великих ухилах розбіг в висоті надземної частини паль може бути досить значним. Оптимальною вважається довжина палі 2,5-3 метра. Але в кожному індивідуальному випадку треба з геологічних умов на конкретній ділянці. Чим глибше загвинчується паля, тим вище її несуча здатність.
Усереднені значення несучої здатності гвинтових паль різних типів для основних грунтів наведені в таблицях нижче.
Усереднена несуча здатність гвинтових паль з литим конічним наконечником по СНиП 2.02.03-85, тонн на палю
Тепер зведемо всі в єдину систему.
Ми визначилися з планом фундаменту, порахували приблизну кількість паль, вибрали тип палі, її діаметр і довжину. Необхідно з'ясувати, чи витримає обраний нами фундамент навантаження від будівлі, що зводиться.
Як відомо, вага будівлі складається з ваги самої будівлі, ваги фундаменту, снігового навантаження на дах будівлі, а так же меблів, людей і обладнання всередині будівлі. Параметри ваги будівлі і навантаження на фундамент можна подивитися в проекті на будинок. Якщо проекту немає, можна застосувати наступну емпіричну методику - усереднений вага 1 м2 готового будинку помножити на плановану площу, додати снігове навантаження і вага людей і меблів.
Для каркасних будинків вага 1м2 - 200-220 кг (250 кг / м2 для одноповерхових каркасних будинків). Для будинків з колоди і бруса - 350-450 кг / м2. Будинок з газо бетону з цегляною обробкою буде важити 900-1000 кг / м2. Снігове навантаження по Уральському регіону 150 кг / м2.
Візьмемо для прикладу 2-х поверховий каркасний будинок з габаритами 6 * 6 метрів. Площа будинку по двох поверхах 72 м2. Площа покрівлі приблизно 58 м2. Таким чином, вага будинку складе 72 * 220 = 15840 кг. Снігове навантаження 58 * 150 = 8700 кг. Додамо ще 5000 кг на мешканців, меблі та інше обладнання. Разом 29540 кг.
Нехай грунт фундаменту - суглинок, і ми припустили, що необхідно 12 паль. Тоді несуча здатність однієї палі повинна становити 29540/12 = 2462 кг. З нашої таблиці цим умовам відповідає лопостная паля СВ 89 * 2500 з несучою здатністю 2,54 тн, Паля з конічним литим наконечником СВЛ 89 * 3000 з навантаженням 2,64 тн і паля СВ 108 * 2500 з несучою здатністю 3,58 тн. Остання переважно, оскільки має значний запас міцності. Всі перераховані вище палі мають глибину закладення шнека 2 м і більше, т. Е. Нижче зони промерзання, і є найбільш поширеними серійними виробами.
Відзначимо в кінці статті, що більшість джерел дадуть значення несучих здібностей гвинтових паль вище зазначених в таблицях. Ми розраховували несучі навантаження паль згідно СНиП 2.02.03-85 для усереднених значень грунтів і прагнули уникнути зайвого оптимізму. Адже крім навантаження на грунт слід враховувати і міцність самої свайне опори. Крім того, певний запас міцності в такій справі як пристрій фундаментів ніколи не завадить!