Расчет расстояния между буронабивными сваями в свету

Виды опор и параметры допустимой тяжести

На текущей момент рынок предложений представлен различными типоразмерами винтовых свай, что позволяет выбрать подходящие опорные элементы под конкретные виды возводимых строений.

Площадь лепестковой подошвы – один из определяющих параметров, от которого зависит несущая способность фундамента. Величину рассчитывают по классической формуле:

В частном домостроении в большинстве случаев используют стержни диаметром 59-159 мм. Так, сваи, диаметр которых равен 89 мм, применяют для строительства веранд и беседок.

Сваи с большим диаметром трубы (108–159мм) подходят для строительства кирпичных построек, бань из бруса, одноэтажных домов и двухэтажных каркасных построек. Назначение некоторых свай с типичными параметрами отражены в таблице:

Винтовые сваи с большим диаметром трубы (до 325мм) характеризуются высокими допустимыми нагрузками, что позволяет их использовать для строительства тяжелых конструкций, в том числе промышленных объектов.

Длину столба выбирают, зная глубину промерзания грунта. Для большинства российских регионов для почвы характерна точка промерзания, равная 1,5 м. Поэтому сваи длиной 2–2,5 м (с учетом высоты цоколя) считаются традиционными.

Винтовые сваи — шаг установки

Данный вопрос является одним из ключевых, при расчете несущей способности фундамента. Чем меньше шаг свай, тем большее их количество разместится в заданном пространстве фундамента. А это означает увеличение потенциальной нагрузки, которую может выдержать фундамент. С другой стороны, большое количество свай увеличивает расход материала и повышает трудоемкость работ, следствием чего является возрастание общей стоимости фундаментных работ.

Ответ на вопрос — через какое расстояние ставят винтовые сваи — зависит от целого ряда факторов. Общая рекомендация состоит в том, что шаг между сваями не должен превышать 2-х метров. Увеличение расстояния приведет к существенному снижению несущей способности фундамента, поэтому данное расстояние принимается за максимальное даже для легких деревянных или панельных конструкций.

Важным моментом при определении шага является конкретный тип размещения свай.

• Одиночные сваи устанавливаются в качестве отдельных опор, и ставятся по периметру объекта в угловых точках и по центру несущей стены (правило 2-х метров сохраняется).
• Свайная лента — представляется собой ряд свай, размещенных под несущей стеной. Такой подход позволяет принимать более высокие нагрузки, и шаг между сваями сокращается (в зависимости от особенностей объекта вплоть до 500 мм).
• Свайный куст — несколько свай, установленных под тяжелые элементы, например колонны. Понятие шага здесь бессмысленно, так это одиночное конструкционное решение, при котором сваи размещаются достаточно близко друг к другу (по периметру основания колонны, например).
• Свайное поле — представляет собой сплошную установку свай, заполняющую весь периметр объекта. Такой подход практикуется при возведении относительно тяжелых сооружений. В данном случае, шаг между сваями так же является достаточно малым — около 1 метра.

Помимо общих нагрузок, при расчете шага свай так же необходимо учитывать такие факторы, как:

• Материал свай и их размер (особенно важен диаметр);
• Характеристики грунта и его несущей способности;
• Конструкционные особенности объекта (материалы, тип основания и т.д.);
• При возведении производственных объектов, необходимо учесть наличие оборудования, передающего нагрузки на пол (особенно внимательно следует отнестись к вибрационным воздействиям).

Обратите внимание, что если проектом вашего сооружения предусматриваются внутренние несущие стены, то шаг свай, размещенных под этой стеной должен быть на 30 % меньше, чем шаг между сваями по периметру. Как правило, специалисты начинают проектирование свайно-винтового фундамента из расчета количества свай, выбора их параметров и размещения на схеме с наружной и внутренней стороны дома

Также для гарантии качественной работы необходимо тщательно размерить расстояние между сваями. Весь этот процесс можно выполнить самостоятельно, тем более что существует упрощенный расчет основы с применением свай

Как правило, специалисты начинают проектирование свайно-винтового фундамента из расчета количества свай, выбора их параметров и размещения на схеме с наружной и внутренней стороны дома
. Также для гарантии качественной работы необходимо тщательно размерить расстояние между сваями. Весь этот процесс можно выполнить самостоятельно, тем более что существует упрощенный расчет основы с применением свай.

Выполняем примерный расчет

Опоры необходимо размещать так, чтобы нагрузка на них была примерно одинаковой.

Информация воспринимается более четко и быстро, когда ее изучение проходит на конкретном примере. Поэтому далее рассмотрим вариант расчета необходимых строительных материалов. Основу будут составлять сваи буронабивного характера, имеющие расширяющийся диаметр (от 30-50 см) по нижней части.

Хорошо, если вам известна площадь выбранной опоры, точнее ее подошвы. В приведенном примере это будет 1960 см².

1. Итак, чтобы рассчитать нужное количество свай, проведем ряд математических действий. Максимальная нагрузка планируемого дома, в нашем случае это 100 000 кг, делится на уже известную площадь опоры (1960 см²) и умножается на коэффициент сопротивления, в этом примере 4. В результате понадобится 13 свай. Размещать их будем в шахматном порядке, в местах наибольшей востребованности.
2. Все хорошо, но нагрузку на грунт дает не только здание, а еще и сами опоры. Поэтому нужно произвести расчет массы строительных материалов. Допустим, что свая, длина которой соответствует двум метрам, а диаметр 30 см (расширение учитывать не будем), обладает объемом, равным 0,14 м³. Значит, нагрузка от нее будет равна 340 кг.

Так как нам известно нужное количество свай, нужно просто перемножить все результаты. В итоге получим значение, характеризующее дополнительную нагрузку от свай. Это 4500 кг.

Кроме описанных выше значений, не забудьте рассчитать количество материалов, необходимых для приготовления раствора цемента.

Факторы, влияющие на длину опор

От правильного определения длины свай зависит крепость будущей конструкции, и если эти важные элементы фундамента окажутся короткими, дом может просесть под своей тяжестью после его введения в эксплуатацию. Длина свай определяется с учетом анализа грунта и ландшафта, а именно:

1. Плотность почвы.
2. Перепад высоты между разными точками участка.

Плотность грунта

Глубина погружения опоры

Анализ грунта лучше всего проводить на основании геологических исследований местности. Если исследования характеристики грунтов не проводились на данной территории, то можно воспользоваться упрощенным методом выяснения его плотности.

Итак, нужно выкопать неглубокую канаву (до 1 м) в нижней точке участка. Если на такой глубине залегания вы увидите глинистую массу или песок, то выбор лучше сделать в пользу свай, длина которых достигает 2,5 м. В том случае если вы обнаружите породы с низкой плотностью (торф), плывун или грунтовые воды, придется продолжить углубление до тех пор, пока не дойдете до твердых пород. Здесь устанавливаются сваи, длина которых равна длине бура.

Перед вами таблица плотности и несущей способности различных почв.

Основные правила расчетов

Выполнение расчетов – это один из важных этапов, от которого зависит прочность и надежность будущей конструкции. Однако, несмотря на такую ответственность, рассчитать шаг между опорами свайно-винтового фундамента может каждый, принимая за основу советы и рекомендации опытных мастеров.

Выполняя расчеты расстояния между сваями, следует учитывать несколько факторов.

Форма основания

Чтобы равномерно распределить нагрузку строения на опоры, необходимо правильно расположить их на участке. Сваи в обязательном порядке должны быть в следующих местах:

• Под каждым углом.
• На пересечении несущих стен и перегородок внутри строения.
• У входной части.
• Под печной конструкцией или камином.

Предполагаемая нагрузка на фундамент

Для определения нагрузки на свайно-винтовое основание необходимо знать следующие показатели:

• Тип и масса строительных материалов, которые будут использоваться для возведения стен.
• Вес перекрытий, включая пол и потолок.
• Характеристики материалов, из которых планируется строительство каркаса кровли, а также кровельного материала.
• Количество людей, которые будут проживать в доме, и меблировка помещения.
• Примерная нагрузка от снежного покрова на кровлю, определяющаяся по климатическим условиям региона.

Определение нагрузки на фундамент

Помимо этого нужно учитывать длину балок ростверка, очень важно, чтобы балка обоими концами опиралась на оголовок сваи. Этот вопрос особенно актуален при строительстве каркасных или брусовых домов на свайно-винтовом фундаменте

Ранее мы писали как построить каркасный дом на винтовых сваях.

Особенности грунта на участке

Характеристики грунта являются одним из важных факторов при расчете расстояния между винтовыми опорами. От несущей способности почвы зависит расстояние между сваями и их количество. На слабом неустойчивом грунте рекомендуется устанавливать больше опор, следовательно, шаг размещения уменьшается. Процесс изучения почвы предполагает бурение скважин в нескольких местах и дальнейшее изучение вынутого грунта

Очень важно выяснить наличие водонасыщенных слоев, так как вода существенно снижает несущие характеристики грунта. Кроме того следует определить тип грунта, качественная фиксация сваи возможна только в жестких породах, например, в твердой глине, песчаная почва хорошего результата не дает

Распределение по площади

Чтобы соблюсти требования по просвету, равномерному распределению нагрузки, оптимальному количеству, существуют различные варианты расположения:

1. Рядами. Применяется в свайно-ленточном исполнении. В 1 ряд отступают с шагом в 1,33 м, в 2 ряда – 2,67 м;
2. Шахматный. Для свайно-ростверкового основания. Выигрыш в том, что нужный размер откладывается по диагонали. Количество точек внутри того же самого периметра увеличивается.

Если конструкция изготавливается заливкой бетона для формирования столба, при этом происходит выдавливание окружающего грунта. Нельзя наливать гнездо следующей основы ближе 1,5 м, когда раствор соседней формы еще не набрал 50% прочности. В этом случае работа совершается через одну стойку.

Рекомендуем посмотреть видео о том, как самостоятельно сделать схему свай.

Устройство винтового фундамента

Фундамент на винтовых сваях используется при строительстве легких построек, вспомогательных помещений. При возведении тяжелых жилых домов использовать такой тип не рекомендуется.

Инструкция по монтажу винтовых оснований следующая:

Схема размеров винтовых свай.

Выбор места. При определении с местом строительства необходимо убедиться в том, что в местах устройства фундамента не проложены инженерные коммуникации (кабель, трубопровод и пр.).Разметка плана фундамента.

Разметка выполняется согласно проекту дома, где также указаны все данные об основании, его размерах и конфигурации. Все отметки необходимо выполнять с максимальной точностью, допуская погрешность по любому измерению не более 2 см.Ввинчивание свай. Осуществляется это следующим образом.

В месте расположения опоры делается небольшое углубление (примерно 15-25 см). В подготовленную яму устанавливается свая. В отверстие опоры вставляется лом, диаметр которого не более 3 см, далее устанавливается труба с квадратным сечением, образуя своего рода рычаг.

Для рычага лучше всего использовать металлическую трубу с сечением 50х50 мм и длиной 3-3,5 м. Длины рычага — 2-3,5 м с каждой стороны. Причем чем длиннее труба, тем проще будет крутить рычаг и тем глубже зайдет свая.

Ввинчивание опоры осуществляется при помощи круговых движений, совершаемых вокруг ее оси. За один оборот опора должна уходить в землю примерно на 20 см. Во время процесса нужно постоянно следить за ровным положением элементов фундамента.

При необходимости проводится выравнивание опоры. Следить за ровностью следует сразу, при вхождении опоры, т. к.

с каждым новым витком придать нормальное положение фундаменту будет все сложнее. Проверяется точность установки строительным уровнем или отвесом. Допустимое отклонение от оси — 1-2 градуса.

Если при ввинчивании свая не заходит в землю, а только рыхлит почву, то следует углубить яму до 50 см.

И при установке опоры нужно увеличить вертикальную нагрузку, для чего на рычаг дать дополнительную нагрузку. Как только опора зацепит грунт, нагрузку можно снимать. Закручивать сваи лучше при помощи трех или пяти человек.

Винтовые опоры ввинчиваются на глубину, предусмотренную проектом. Но она должна быть не менее 1,5-1,8 м и достигать плотных слоев почвы.

Все винтовые сваи вкручиваются вышеуказанным способом. После того как они все будут установлены, их следует подрезать болгаркой.

Это делается для того, чтобы они были одинаковой высоты. Для ровности обрезки используется строительный уровень. Рекомендуется оставлять винтовые сваи высотой до 50-60 см от земли.

Следующий этап — бетонирование винтовых свай.

Это необходимо сделать, чтобы придать опорам дополнительную прочность и надежность. Кроме того, из полости выгоняется лишний воздух. После данной процедуры фундамент сможет выдержать большую нагрузку, исключается возможность деформаций и крена опор.

Для засыпки в сваю следует брать цементно-песчаную смесь или бетонный раствор. Средний расход на одну сваю — 0,02 куб. метра раствора или 35 кг цементно-песчаной смеси.

Заключительный этап — приваривание оголовков и изготовление обвязки брусом. Брус можно заменить швеллером. В этом случае делать оголовки не нужно, что позволяет сэкономить на возведении фундамента.

При изготовлении свайного фундаментазапрещаются следующие действия:

• подгонка свай под уровень при их завинчивании. В дальнейшем при эксплуатации фундамент может не выдержать нагрузки и просесть;ввинчивание опор под углом по отношению к оси более чем 2 градуса;удлинение свай, которые при были криво закручены;ввинчивание свай на глубину менее 1,5 метра;изготовление углублений под опоры глубиной более 50 см;использование свай с поврежденным антикоррозионным покрытием.

Если соблюдены все эти правила и инструкция по монтажу свай, то можно получить устойчивое основание под постройку, которая прослужит долго и надежно.

Несущая способность и долговечность свайного фундамента зависит от соблюдения технологических требований строительства и правильно произведенных расчетов. Среди прочих параметров рассчитывается и расстояние между сваями фундамента.

Строителей-новичков слово «расчет» пугает. Но для индивидуального строительства эту процедуру упростили настолько, что с ней может справиться и школьник, умеющий правильно оперировать арифметическими действиями.

Расчет расстояния между сваями

Чтобы определить расстояние между сваями свайного фундамента, надо знать две величины: необходимое количество свай и размеры здания в плане.

Алгоритм расчета количества опор примерно одинаков для всех их видов, потому достаточно рассмотреть один вариант – например, буронабивные сваи.

Исходными данными для расчета являются:

• анализ грунтов в зоне строительства;
• максимальная нагрузка будущего дома на грунт;
• площадь дома.

Анализ грунтов

Определить состав грунта на участке можно самостоятельно (если планируется возведение легкой постройки). Для этого на месте будущего фундамента надо выкопать несколько ям глубиной примерно 2 метра.

В процессе рытья «скважин» вы увидите, какой тип грунта вам будет попадаться, и на какой глубине находится плотный слой (например, твердая глина).

Этот параметр вам понадобится для расчета длины сваи.

Собираем нагрузки

Общая нагрузка на грунт определяется как сумма весов всех строительных материалов, которые предполагается использовать при строительстве, снеговой и ветровой нагрузки.

Две последние величины — нормативные.

Они зависят от региона строительства и определяются по таблицам действующих в России СНиПов.

Определяем необходимое количество свай

Для определения необходимого количества опор надо выполнить следующие действия:

• рассчитать площадь подошвы одной сваи;
• полученный результат умножить на сопротивление (4);
• общую нагрузку поделить на произведение площади подошвы и сопротивления.

Получив число опор, необходимо произвести корректировку нагрузки: ведь и сами сваи давят на грунт. Вес буронабивной сваи считается без учета ее расширения.

Умножив вес одного элемента на их общее количество, получим дополнительную нагрузку на грунт.

Шаг установки свай

Как определить расстояние между сваями фундамента, зная их количество и габаритные размеры здания?

Кажется, нет ничего проще: расчет расстояния между сваями под фундамент заключается в делении периметра постройки на количество опор.

Но и здесь есть некоторые нюансы – существуют минимально и максимально допустимые расстояния между опорами:

• минимальное расстояние между буронабивными сваями фундамента по осям не должно быть менее трех диаметров опоры;
• максимальное расстояние между сваями фундамента – от 5 до 6 диаметров сваи.

Из вышеизложенного правила есть несколько исключений:

• при строительстве на песчаных грунтах минимально допустимое расстояние между бетонными сваями фундамента составляет 4 диаметра. При уменьшении шага возникает переуплотнение грунта, что приводит к усложнению монтажных работ;
• деревянные сваи устанавливаются с минимальным шагом 70 см независимо от их диаметра;
• минимально допустимый шаг для железобетонных опор составляет 90 см.

В зависимости от типа фундамента сваи могут размещаться рядным способом или в шахматном порядке. Первый способ применяется в свайно-ленточном фундаменте, второй — в свайно-ростверковом.

Расстояние между сваями свайно-ростверкового фундамента не должно превышать шести диаметров столба. В противном случае опора будет подвергаться воздействию повышенной нагрузки и работать как одиночная. Это приведет в конечном итоге к разрушению ростверка и даже обрушению постройки.

Оптимальным расстоянием между сваями свайно-ленточного фундамента считается 1,5-2 метра.

Максимально допустимый шаг зависит от размещения опор:

• в один ряд – 1,33 м;
• в два ряда – 2,67 м.

Сколько нужно опор?

Посчитаем массу дома по частям. Основное строение отдельно, пристройки с некапитальными стенами отдельно. Перекрытия и стены представляют слоёный пирог: пласты базальтовой ваты между деревом и плитной обшивкой.

Каждую доску не учесть, воспользуемся табличными данными:

• Утеплённая стена 200 мм – 70 кг/ м2;
• Межкомнатные перегородки со звукоизоляцией – 35 кг/м2;
• Перекрытие межэтажное деревянное – 180 кг/м2;
• Кровля – 80–160 кг/м2 (Различия в весе кровельного материала);
• Обвязка фундамента швеллер 20П – 18,4 кг/погонный м;
• Свая Ø 108, L – 2,5 м – 30 кг;
• Сантехническое оборудование – до 3000 кг;
• Оборудование и мебель – 160 кг/м2;
• Печь, камин либо стяжка тёплого пола;
• Снеговая нагрузка – климатические особенности региона.

Расчётная статичная нагрузка для фундамента с винтовыми сваями – 5–7 т на сваю Ø 108 по плотной глине. И всего 2,1 т по супеси и суглинку. Следует учесть неоднородность залегания грунта, неизбежные погрешности в вертикальности при ручном вкручивании. Из практических соображений берётся минимальная расчётная нагрузка с добавлением 30% запаса прочности.

Лёгкие по весу фрагменты дома: веранды, террасы, гаражи удостоятся фундамента со сваями Ø 89 мм. Перебор прочности на этих объектах скажется на разгрузке соседних опор. И экономии на стройматериалах. В сети не составит труда отыскать калькулятор количества свай.

2.1. Порядок проведения расчетов

1. Для начала расчетов понадобиться определить размер общей нагрузки на будущий фундамент, то есть узнать вес здания. При этом учитываются не только масса стен, но и пола, перекрытий между этажами, вес крыши, внутренней и фасадной облицовок.
2. Полезная нагрузка (вес мебели, бытовых приборов и людей) – если при возведении административных многоэтажных зданий в расчет принимается 200 кг/кв. м, то при строительстве жилых домов достаточно 150 кг/кв. м.
3. К полученной сумме веса добавляется снеговая нагрузка в зимний период. Давление снежных масс для большинства районов РФ – 180 кг/кв. м.
4. Сумма всех трех вышеуказанных нагрузок умножается на коэффициент запаса, равный 1,1 (в некоторых случаях возможно применение коэффициента 1,2).
5. Нагрузка на одну опору без проседания.

При приобретении готовых винтовых свай следует поинтересоваться не только их высотой, но и способностью выдерживать определенный тип нагрузки. Так, винтовые опоры ВСК, имеющие размер 86х250х2500, будут иметь предельную глубину залегания винта 1700 мм, при этом одна свая способна выдержать нагрузку 2000 кг. Способы расчета нагрузки для буронабивных свай более сложны. Возможно, для проведения расчетов понадобится помощью специалистов. Более подробно о монтаже бетонных свай можно прочесть в СНиП № 2.02.03-85. Неплохим справочником может стать книга «Универсальный фундамент» Р.Н. Яковлева, в которой приводится подробные способы расчетов.

Главные принципы расчета

Выполняя расчет шага винтовых свай, нужно принимать во внимание многочисленные факторы. Установка опор должна производиться на нужном расстоянии

Ошибочное определение величины может привести к тому, что стены просядут или расход средств будет избыточным.

Исходя из этого, необходимо учитывать следующие нюансы:

1. Фактическая масса наземной конструкции, строительных и отделочных материалов.
2. Средний ориентировочный вес бытовой техники, мебели и коммуникаций.
3. Примерный вес снега на крыше и максимальные порывы ветра.
4. Свойства, технические возможности труб, которые ставятся в качестве опор.
5. Резерв.

Придерживайтесь стандартов, указанных в СНиПе

Рассчитывая шаг винтовых свай, нужно отталкиваться от требований, указанных в техническом условии и СНиП. В качестве примера можно привести дом из бруса.

Для таких строений применяется коэффициент равный 140 кг нагрузки на 1м2 площади. При этом показатели расчета снега и ветровых порывов берутся из справочника, смотря, в каком регионе расположен строящийся объект.

В качестве резервного коэффициента берётся величина, равная 1,15 – 1,2.

Для примера можно воспользоваться таблицей, приведённой ниже:

Сама процедура расчета расстояния между винтовыми и буронабивными сваями не сложная. Общий вес строения нужно разделить на несущие способности каждой из опор.

Результатом станет величина труб, которые необходимо устанавливать для конкретного строения. Полученное количество распределяется по всей площади фундамента дома (как ставить, шаг установки и дистанция между ними рассказывалось ранее).

Только правильно разработанный проект позволит грамотно произвести определение их количества и найти нужную дистанцию между фундаментными сваями

Так можно обезопасить себя и свой будущий дом от незапланированного ремонта стен в результате появления трещин, поэтому к вычислению данных коэффициентов нужно отнестись с полным вниманием и ответственностью