Розрахунок пальового фундаменту, як правило, ведеться за максимальним навантаженням, перевищення яких викличе руйнування всієї конструкції житла. Причому при розрахунках пальового фундаменту вказані навантаження слід проектувати і на балки (або плити) ростверку, і на опорні стрижні (палі, колони).
Словом, розрахунок підстави - це досить складно справу. І в цій статті ми познайомимо наших читачів лише з основами подібних обчислень.

Звідки береться навантаження?
Джерелом згаданих навантажень є:
• Вага самої будівлі (будматеріали і кріплення).
• Експлуатаційна маса (вага вмісту будови: меблів, мешканців, оздоблювальних матеріалів комунікацій і так далі).
• Природні сили, що діють на будинок час від часу (вага снігу, вітрове навантаження, вага опадів та інше).

Крім того, в розрахунках слід врахувати і другорядні чинники: опір грунту, силу тертя опор про грунт, горизонтальні зусилля, провоковані зміщенням шарів та інше.
Перший параметр, що впливає на величину навантажень - вага будівлі - визначається за обсягом і питомою вагою будматеріалу, використовуваного в процесі спорудження житла. Тобто, якщо один цегла важить 3,5 кілограма, то 10 000 штук таких виробів «потягне» на 35 тонн. І так далі.

Другий параметр визначається за спеціальними таблицями, виходячи з «корисною» (житловий) площі будівлі та кількості осіб, які проживають в будинку.
Третій параметр визначається за кліматичними умовами і габаритами покрівлі і стін будівлі. Вихідні дані, в даному випадку, беруться з інших таблиць, що пов'язують снігове і вітрове навантаження з квадратними метрами площі покрівлі і стін.

Як вважають?
Розрахунок пальових фундаментів по СНиП і СП припускає два підходи до процесу обчислень:
• Підсумовування існуючих навантажень і визначення підсумків спільного впливу і горизонтальних і вертикальних сил на плановану конструкцію підстави.
• Визначення максимальних (гранично допустимих) навантажень, які здатна витримати вже існуюча конструкція фундаменту. Причому навантаження визначаються окремо по вертикалі і горизонталі.

Перший підхід годиться для індивідуального проектування, заснованого на актуальних характеристиках конкретного місця і конкретного будинку. У цьому випадку потрібно обчислити всі навантаження і по них визначити параметри підстави, підганяючи жорсткість під умови експлуатації.
Другий підхід практикується при адаптації типового проекту під конкретні характеристики ділянки. У цьому випадку по допустимій жорсткості основи визначають умови експлуатації будівлі (гранично допустимі навантаження).

З чого почати?
На самому початку потрібно вивчити характеристики самої будови і опорного грунту (ділянки грунту під підошвою підстави).
І в першу чергу проектанта повинні цікавити такі характеристики:

• Тип грунту - від цієї характеристики залежить несуча здатність грунту. Цей параметр визначається в процесі інженерно -геологічних вишукувань, шляхом буріння контрольної свердловини і виїмки породи з заданої глибини.
• Усадка грунту - ця характеристика говорить про схильність грунту до зміни обсягу при висиханні. Причому в процесі усадки в грунті накопичуються досить значні напруги, що призводить до підвищення навантаження на фундамент. Усадка залежить від процентного вмісту в грунті глинистих частинок і вологості грунту. Усадка грунту визначається в процесі випробування контрольної та натурної паль, що занурюються в грунт будівельного майданчика.

Простіше кажучи, за типом грунту можна визначити допустимі вертикальні навантаження, величина яких визначається несучою здатністю грунту. А по усадці грунту можна обчислити передбачувані горизонтальні навантаження.
Знаючи допустимі вертикальні навантаження і припускаючи величину горизонтальних навантажень, проектант може визначити кількість опор, відстань між палями в пальовому фундаменті, їх габарити і конструкційний матеріал, який застосовується при виготовленні опорних стовпів.

Самостійний розрахунок фундаменту пальового типу
Як ви вже зрозуміли, повноцінний розрахунок пальового підстави вимагає залучення професійних проектувальників і фахівців з геологічних вишукувань.
Однак якщо ви плануєте пристрій пальового фундаменту під малу архітектурну форму, сарай, гараж або будь невелика будова, то всі проектні роботи можна виконати і своїми силами. Зрозуміло, зазначені розрахунки дозволять вам отримати лише приблизний результат, але нескладні роботи з установки пальового підстави для невеликого об'єкта можна проводити і на основі таких даних.

Ну а сам розрахунок підстави пальового типу проводиться таким чином:
• На самому початку ви обчислюєте масу вашого будови. Для цього потрібно помножити обсяг (кількість або метраж) використаних (придбаних) будматеріалів на їх щільність (масу однієї одиниці, масу погонного метра). Припустимо, для будівництва альтанки ви купили 2 кубометра пиломатеріалів (дощок і балок), вісім листів шиферу та 12 метрів швелера 10 (на ростверк). Маса 2 м3 деревини дорівнює 1040 кілограмам (2 кубометра х 520 кг/м3). Маса восьми листів шиферу дорівнює 200 кілограмам (8 шт. Х 25 кг). Маса 12 метрів швелера дорівнює 110 кілограмам (12 м х 9,2 кг / п.м). У підсумку, загальна вага конструкції дорівнює 1350 кілограмам, а з урахуванням необхідності створення «запасу міцності» ми збільшимо цей показник удвічі - до 2,7 тонни. Хоча при звичайних розрахунках «запас міцності» створюють збільшенням навантаження на чверть (25 відсотків).

• Далі слід визначити пальове поле - схему розташування паль під ростверком. Для цього слід до чотирьох кутовим сваям додати проміжні опори, розташовувані з кроком в 1,5 - 2 метри. І якщо габарити ростверку в нашому випадку рівні 3х3 метра, то нам потрібні 4 кутові опори, 4 проміжні опори, розташовані на відстані в 1,5 метра від кутових стовпів. Крім того, нам необхідні дві центральні опори, що підтримують лаги цокольного перекриття. Загальна кількість опор в нашому випадку дорівнює 4 +4 +2 = 10 штукам.

• На наступному етапі ми визначаємо співвідношення між несучою здатністю опори і загальним навантаженням (вагою) всього будинку. Несуча здатність опори вважається за аналогічною характеристиці грунту і площі п'яти самої опори.
Тобто, якщо несуча здатність самого слабкого грунту (піску) дорівнює 2 кг/см2, то мінімальна несуча здатність гвинтовий опори з діаметром лопатей в 30 сантиметрів дорівнює 1400 кілограмам (2 кг/см2 х 706 см2 - площа п'яти гвинтовий опори). А на 10 таких опорах втримається споруда із загальною масою в 14 тонн (1400 кг х 10 шт). Таким чином, 10 опор утримають на собі вашу альтанку вагою в 2,7 тонни.

Наведений вище приклад можна використовувати при розрахунку невеликих конструкцій, експлуатованих час від часу. У більш габаритних фундаментах, що підводяться під житлові будови масою в десятки тонн, в гру вступають зовсім інші сили. Тому розрахунки пальових підстав для житлових будинків слід замовляти тільки професіоналам.