Пальові фундаменти - це найменш трудомістка різновид підстави. Особливих труднощів не викликає навіть розрахунок фундаменту на гвинтових палях. Тому підстави на палях популярні не тільки в «побутовому», але і в комерційному будівництві. До того ж, паля практично не має «протипоказань до застосування».
Втім, у цій статті ми хочемо розповісти вам не про достоїнства фундаментів на стрижневих або трубчастих опорах. Наша мета - познайомити читачів з теорією і практикою розрахунку таких підстав.

Розрахунок свайно - гвинтового фундаменту: загальні відомості
Відповідно до типових рекомендацій, зазначених у відповідних СП і СНИП, розрахунок підстав виконується таким чином:
• На самому початку, на основі інженерно -геологічних вишукувань, визначають параметри опорного грунту (несучу здатність, склад, щільність, фізичні та хімічні властивості). Ці дані будуть використані в подальших розрахунках. І від їх точності залежить процес оптимізації кошторису будівництва.

• На наступному етапі виконується збір навантажень - акумулювання всіх сил і моментів, що навантажують підставу. Причому в якості джерел навантаження розглядають як статичні (вага будови та інше), так і динамічні (снігове навантаження і так далі) зусилля.
• Далі настає етап попереднього проектування, в процесі якого формується «чорнова» конструкція фундаменту.
• Всі параметри, обчислені на етапі «чорнового» проектування потребують перевірки. Тому на наступному етапі попередню конструкцію «проганяють» крізь спеціальні програми, що моделюють процес взаємодії підстави з грунтом і будовою. У підсумку виходить оптимізована під конкретні умови конструкція.

• У фіналі, на основі остаточних розрахунків виконуються креслення, і складається інша проектна документація.
Етапи проектування свайно - гвинтових підстав
З урахуванням вищевказаних рекомендацій розрахунок підстави на гвинтових палях передбачає наступні дії:
• Па першому етапі визначається склад грунту. Для цього на ділянці бурять кілька свердловин, заглиблених на 12 метрів (максимальна довжина одинарної палі). Видалений з свердловин грунт досліджується в лабораторії, де визначають його несучу здатність, вологість, глибину промерзання та інші характеристики. Крім того, на особливо складних ділянках крім дослідження грунту виконують ще й статичні випробування натурних і контрольних паль, навантажуються до відмови опори.

• На наступному етапі виконують збір навантажень, обчислюючи вертикальні і горизонтальні зусилля, що впливають на опори і ростверк.
• Наступний етап - розрахунок гвинтових паль для фундаменту - припускає обчислення, що проводяться на основі інформації про навантаження, несучої здатності основи і характеристиках міцності конструкційного матеріалу опор. В результаті цих обчислень визначають габарити опор, висоту цоколя, кількість паль і форму пальового поля.
• У фіналі, за отриманими даними виконують розрахунок вартості фундаменту на гвинтових палях, що проводиться на основі усередненої вартості будівельних матеріалів та робіт, що проводяться в процесі складання фундаменту.

Але вистачить теорії. Давайте перейдемо до практики і проведемо чорновий розрахунок пальового підстави для будинку з бруса з габаритами 6 на 4 метри, розділеного однієї межкомнатной перегородкою.

Приклад розрахунку фундаменту на гвинтових палях
У більшості випадків розрахунок пальового підстави (у тому числі і гвинтового типу) ведеться на спеціальних програмних продукту - так званих «калькуляторах фундаменту». Але всю послідовність обчислень, проведених таким «калькулятором» можна провести і вручну.
І далі по тексту ми викладемо саме «ручну» методику розрахунків. Причому всі обчислення будуть викладені саме в тому прядці, який був описаний при викладі типової методики розрахунків пальового підстави. Отже..

Визначення характеристик грунту
Як говорилося вище, всі характеристики грунту визначають у ході інженерно -геологічних вишукувань. Однак для спорудження невеликих фундаментів під відносно легкі будівлі можна скористатися і усередненими, табличними даними, пов'язавши несучу здатність грунту з типом грунту.

Правда, в цьому випадку вам доведеться відрити шурф, оголяє шар грунту на глибині занурення палі. Причому як шурфу можна використовувати котлован для септика.
І якщо на дні вашого котловану виявиться піщаник, то несуча здатність вашого грунту дорівнює 5-6 кг/см2. Ну а якщо ви докопали до суглинків, то несуча здатність знизиться до 2-3 кг/см2. У підсумку, усереднена несуча здатність буде дорівнює 3-4 кг/см2.

збір навантажень
Збір навантажень передбачає розрахунок за масою будматеріалів, експлуатаційної, снігового і вітрового навантажень.
Маса будови 6х4 метра визначається за обсягом і питомою вагою будматеріалів. У середньому на такий будинок витрачають близько 12 кубів бруса на несучі стіни і ще 3-4 куба на облаштування покрівлі, цокольного і горищного перекриття. При питомій масі дерева в 550-600 кг/м3 такий обсяг пиломатеріалів «потягне» на 9-10 тонн.

Експлуатаційна навантаження вважається виходячи з площі будівлі, помноженої на усереднений вага обладнання, меблів та мешканців. І при значенні середньої ваги в 350 кг/м2 експлуатаційне навантаження дорівнює 8,4 тонни (6х4х350).
Вітрова навантаження визначається за площею підлоги помноженої на коефіцієнт (40 +15 Н), де Н - це висота фасаду будинку. При висоті фасаду в 3,5 метра, вітрове навантаження дорівнює 2,2 тонни (6х4 х (40 +15 х3, 5)).

Снігове навантаження обчислюється за площею покрівлі, помноженої на коефіцієнт середньої ваги снігового покриву (180 кг/м2 для жител, розташованих в середніх широтах). І при висоті фронтону в 2 метри площа двосхилим покрівлі нашого будинку дорівнює 34 м2. У підсумку, снігове навантаження дорівнює 6,1 тонни (34х180).
Таким чином, збір навантажень припускає, що на грунт і підстава будуть тиснути не менш 26,7 тонн загальної ваги будови.

Розрахунок параметрів паль
Перед тим, як розрахувати кількість гвинтових паль для фундаменту і визначити крок розташування опор, слід обчислити несучу здатність однієї палі. Для цього потрібно помножити на площу п'яти (гвинтовий лопаті) опори несучу здатність грунту.
Площа п'яти вибирається за спеціальною таблицею, в якій зазначений діаметр всіх нормованих (вироблених по ГОСТ) гвинтових паль. Найменший діаметр такої палі дорівнює 300 міліметрів. Отже, площа п'яти опори дорівнює 706 см2.

А при несучої здатності грунту в 3-4 кг/см2 несуча здатність палі буде дорівнює 2,1-2,8 тонни.
Таким чином, для утримання навантаження в 26,7 тонни достатньо 10-12 паль. Габарити опор беруться за загальними рекомендаціями. Наприклад, для дерев'яних конструкцій в більшості випадків радять опору СВ108 з діаметром стрижня в 108 міліметрів.

Глибина занурення опори визначається за рівнем промерзання грунту. Тому більшість опор занурюють до позначки 2,5 метра і більше.
Свайное поле вважають виходячи з жорсткості балок ростверку. І якщо під нашим будинком закладуть металевий або дерев'яний ростверк то максимальний крок (відстань між двома сусідніми опорами) буде дорівнює 2-2,5 метрам. Причому формуючи пальове поле потрібно закласти опори ще й під міжкімнатну перегородку.