В сфере малоэтажного строительства все большей популярностью пользуется возведение домов по каркасной технологии. При высокой скорости возведения и небольших финансовых затратах дома получаются теплыми, прочными и долговечными.

Каркасные – это быстровозводимые здания облегченного типа. Основой дома является несущий каркас. Стены собираются из специальных ветро- и влагозащищенных панелей. Здания имеют небольшой вес, благодаря этому лучшим вариантом для них считается свайный фундамент.

Сваи можно устанавливать на грунтах любого типа, а также на участках с любым рельефом, в том числе с перепадами и уклонами по высоте. Свайное основание не боится морозов и резких температурных перепадов, обладает прочностью на обводненных и слабых почвах.

Но надежность и долговечность свайного фундамента напрямую зависит от того, правильно ли подобраны опорные конструкции и безошибочно выполнен расчет количества свай для каркасного дома.

Чтобы правильно рассчитать свайный фундамент под каркасный дом, который без деформаций и потери функциональных характеристик будет выдерживать нагрузки, необходимо предварительно определить несколько параметров:

• тип почвы – для установления типа и характеристик грунта на участке нужно провести геологические изыскания;
• размеры и вес сооружения – рассчитать вес дома несложно. При высоте стены 3 метра один погонный метр каркасного дома весит около 1,7 тонны. Данный параметр нужно умножить на периметр. Для дома размером 6х8 м периметр составляет 28 метров. По результатам умножения получается 47,6 тонн.

Для получения достоверного значения отдельно рассчитать нужно вес перекрытий, крыши, отделочных материалов. Расчет проводить следует с запасом прочности, поскольку в доме будет мебель, бытовая техника и прочие предметы. Поэтому итоговое число нужно увеличить примерно на 30%.

Чтобы правильно рассчитать количество свай для фундамента каркасного дома предварительно нужно вычислить нагрузку, которую предстоит выдерживать свайным опорам. Если этого не сделать, то основание получится неустойчивым, что может вызвать серьезные проблемы со зданием. Различают три вида нагрузок.

Вертикальные

К вертикальным нагрузкам, которые оказывают давление на свайный фундамент относят:

• массу здания и вес самого свайного фундамента. Как вычислить вес дома указано выше. Для одного погонного метра свайной опоры диаметром 108 мм средняя масса составляет 10-13 кг, 133 мм – 14-16 кг, 89 мм – 7-9 кг. Помимо этого, точный вес конструкции узнать можно у производителя;
• подземные воды – если на участке уровень подземных вод находится выше уровня фундамента, то вследствие давления воды на основание образуется дополнительная нагрузка;
• снеговые нагрузки – вычисление снеговой нагрузки осуществляется с учетом количества скапливаемого на крыше здания снега. Для каждого российского региона средние величины приведены в СНиП с учетом среднестатистического количества осадков. Установить снеговой район строительства можно с помощью карт «Строительная климатология». Для строений с углом кровли 60° и больше в общие расчеты снеговая нагрузка не включается.

Учитывать следует также другие вертикальные нагрузки, например, от воздействующих на фундамент наземных конструкций.

Горизонтальные

Воздействие на свайный фундамент оказывают ветровые и возникающие вследствие сейсмической активности гравитационные нагрузки.

Для расчета ветровой нагрузки применяют формулу:
S_п х (40 + 15 х h), в которой
S_п – площадь напольного покрытия
H – высота каркасного здания.

Также определить величину можно по скорости ветра, чем больше значение, тем высшими будут нагрузки.

Гравитационные или динамические нагрузки получить можно путем умножения среднего ее значения на площадь здания. Средняя динамическая нагрузка составляет 350 кг/м².

Грунтовые

Возникают вследствие деформаций почвы. Для вычисления величины нужно учитывать тип и состояние грунтового основания.

Грунтам разных типов свойственны различные характеристики и способы деформации. Например, для почвы в придавленном состоянии показатель нагрузок выше. Поэтому эти факторы следует учитывать при расчете.

Важный этап проектирования каркасного дома – подбор типа свай. При выборе необходимо учитывать особенности почвы на строительном участке, нагрузки на свайное основание, глубину заложения опор и другие факторы.

Выделяют несколько видов свай, используемых под малоэтажные каркасные строения:

• винтовые – это оснащенные винтовым наконечником полые трубы. Используются на почвах с хорошей несущей способностью и небольшой нагрузкой на основание. За счет наконечника легко ввинчиваются в грунт до прочного устойчивого слоя без применения специального оборудования и техники;
• буронабивные – применяются на сложных почвах с низкой несущей способностью. Устанавливаются в отверстия, созданные методом бурения. В подготовленные отверстия помещается арматура и заливается раствор. Основания получаются прочными, могут выдерживать повышенные нагрузки;
• забивные – это опоры из железобетона или металла, устойчивы к повышенным нагрузкам, но весьма затратны в установке. Для забивки в землю требуется привлечение спецтехники, вручную такие работы не выполнить.

Какие сваи среди такого разнообразия лучше подойдут под каркасный дом? Если руководствоваться мнением профессионалов, то для каркасных строений лучше остановить выбор на винтовых опорных конструкциях диаметром 89 или 108 мм. Они быстро и просто устанавливаются, стоят недорого и имеют достаточную для каркасников несущую способность.

При этом важно подобрать сваи нужного диаметра и длины, с подходящим типом наконечника, толщиной стенок и шириной лопастей. Для этого понадобятся расчеты, проведение которых лучше доверять специалистам.

Правильный расчет количества свай для каркасного дома обеспечит строению надежность, устойчивость и безопасность. Вычисления выполняются с учетом типа и несущей способности грунта, веса и формы строения, всех полезных и дополнительных нагрузок.

По ГОСТу оптимальное расстояние между опорными элементами для фундамента каркасного дома должно составлять 1,5-2,0 метра. Такого расстояния достаточно для равномерного распределения нагрузок и качественной обвязки всех свайных опор.

Для точного расчета необходимо составить схему будущего строения, отметить на ней все углы и места расположения внутренних перегородок. Сваи разместить необходимо на каждом углу и в точках пересечения несущих перегородок. Между основными опорами по периметру стен нужно расположить дополнительные, при этом расстояние между элементами должно быть одинаковым. Также стоит предусмотреть дополнительные столбы в местах, где планируется установка камина, печи и иных габаритных конструкций. Когда определено расстояние между сваями нужно подсчитать количество всех нанесенных на схему элементов.

В качестве примера рассчитаем свайный фундамент каркасного дома размерами 6 на 8 метра. Параметры строения:

• четыре стены высотой 3 метра, две имеют длину 6 метров и две – 8 метров, вес одного квадратного метра конструкции составляет 50 килограмм;
• чердачное перекрытие – размер 6 х 8 м, вес 100 кг/м2;
• кровля – в нашем примере это покрытие из листового металла с массой 30 кг/м2.

Рассчитываем общий вес каркасного одноэтажного дома:

• вес стен длиной 6 метров: 18 м2 (6 х 3) умножаем на 50 (масса одного квадратного метра), получается 900 кг. Число умножаем на 2, поскольку стены две. Получается 1800 килограмм;
• вес стен длиной 8 метров: 24 м2 (8 х 3) умножаем на 50 (масса одного квадратного метра), получается 1200 кг. Масса двух стен 12400 килограмм;
• путем сложения определяем вес всех четырех стен – в данном случае это 4200 кг;
• вес чердачного перекрытия: вычисляем площадь – длину умножаем на ширину (6х8), получаем 48 кв. м. и умножаем число на 100 кг. Весит перекрытие 4800 килограмм;
• кровля: рассчитывается аналогично перекрытию – площадь 48 м2 х 30, масса составляет 1440 кг.

Общий вес постройки состоит из суммы всех величин – 10440 кг. К числу добавляем 30% запаса прочности. Результат – 13572 кг или 13,5 тонн.

Практика показывает, что для дома с такими параметрами используется в среднем 12-15 винтовых свайных опор.