Свайный фундамент расстояние между сваями: Как рассчитать расстояние между сваями? - Стройматериалы в Иркутске

Как рассчитать расстояние между сваями?

Дата публикации: 17.09.2019 16:31

Правильный расчет расстояния между опорами свайного фундамента обеспечивает гарантированную устойчивость основания к осадочным процессам. Комплексные расчеты, используемые для расчета оптимального интервала, производятся с учетом габаритных размеров и веса возводимой конструкции, типа устанавливаемых опор и технических характеристик грунта в месте строительства.

Последовательность вычислений

В начале расчетов определяется несущая способность грунта. При инженерно-геологических исследованиях производится анализ проб грунта и несущей способности контрольной сваи. Специальные таблицы позволяют определить несущую способность определенного типа грунта согласно стандартной классификации.

На следующем этапе определяется общий вес возводимой конструкции. Итоговая нагрузка на каждую сваю зависит от совокупной массы стройматериалов, мебели, бытовых приборов и снежного покрова, формирующегося в зимнее время на крыше здания.

Для расчета необходимой площади подошвы фундамента применяется формула S=M/N, в которой:

S – площадь подошвы, измеряемая в см²;
М – общая масса конструкции в кг;
N – несущая способность грунта (определяемая в кг/см²).

После определения общей площади подошвы несложно рассчитать необходимое количество винтовых опор или буронабивных свай. К примеру, при массе здания около 150 тонн и несущей способности грунта 15 кг/см² величина площади подошвы должна составлять 10 000 см².

После выбора типоразмера опор определяется количество свай с учетом площади их основания. У цилиндрической буронабивной сваи диаметром 40 см опорная площадь составляет 1256 см

2. Площадь подошвы опоры ВС 108 – 706 см². Площадь основания опоры ТИСЭ с расширением нижней части в 0,5 метра составляет 1960 см².

В итоге, для здания массой 150 тонн потребуется 5 опор ТИСЭ с диметром придонной части 0,5 м, или 15 опор стандарта ВС108, или 8 цилиндрических буронабивных опор диаметром 40 см.

Определение расстояния между свайными опорами

Величина оптимального расстояния между свайными опорами находится в диапазоне между минимально допустимым и максимально возможным значениями. Для понимания принципа расчета оптимального шага свай необходимо обратиться к методам определения минимальных и максимальных величин.

Минимальное расстояние

Монтаж буронабивных свай, ввинчивание опоры или бурение цилиндрической шахты способствует значительному уплотнению грунта вблизи места погружения. Уплотнение грунта приводит к необходимости соблюдения интервала, превышающего тройной диаметр монтируемых опор. Фактически минимально допустимое расстояние при монтаже опорных элементов составляет 3 диаметра свай. Отклонения от правила допускаются по монтаже наклонных свай, устанавливаемых с интервалом 1,5 диаметра погружаемых опорных элементов.

Максимальное расстояние

Несущая способность ростверка, обеспечивающая стабильное положение горизонтальных элементов здания (плит и балок), определяет максимально допустимый интервал между сваями. Общепринятая классификация устанавливает величину максимального шага в 5-6 диаметров погружаемых опор. С учетом действующих нормативов, диапазон расстояний между свайными опорами ВС108 составляет от 1 метра до 2 метров. Интервал между 40-сантиметровыми опорами, используемыми при монтаже буронабивных фундаментов, может составлять от 1,2 метра до 2,4 метров.

Расстояние между сваями фундамента каркасного дома, пример расчета шага

Самостоятельным устройством свайных фундаментов сегодня не удивить. Такая необходимость может возникнуть при постройке собственного дома — «каркасника». Его коробку монтирует специальная бригада, а возводить основание приходится своими силами, в том числе необходимо правильно определить расстояние между столбами.

Оглавление:

Виды свай
Как распределяется нагрузка?
Пример расчета
Дополонительные рекомендации

Разновидности опор

Свайный фундамент образуют вертикальные столбы, стойки, погруженные на определенном расстоянии друг от друга в грунт.

На него они передают вес здания, эксплуатационные, снеговые, ветровые нагрузки. Различают:

Погружные (забивные). Их основа — железобетон, дерево или металл. Монтируют специальными машинами или вручную (у хозпостроек). Для самостоятельного строительства используются редко.
Буронабивные. Отливают из армированного бетона в заранее просверленных отверстиях грунта.
Винтовые. Металлическая труба, к которой на передней части приварены лопасти. Вкручивают как огромный шуруп вручную или с помощью буровой установки.

Равномерного распределения давления добиваются, связывая стойки на всем расстоянии ростверком. Он выглядит как единая лента или набор отдельных железобетонных балок. Геометрические размеры ростверка зависят от толщины стен и расстояния между сваями, которое называют их шагом. Чем больше интервал, тем длиннее эта часть — значит, он должен быть прочнее.

Распределение нагрузки

Каждая свая на своем интервале берет лишь некоторый вес здания. Чтобы рассчитать фундамент каркасного дома и расстояние между стойками, определим, насколько большой может быть значение нагрузки, которую выдержит одна стойка. Нужно найти несущую способность, которую обеспечивает грунт. Сделать это выйдет двумя методиками:

Выполнить испытание образца. Применяют этот вариант, если вид грунта неизвестен. Метод точный, но требует наличия специального оборудования или оплаты услуг лаборатории.
С помощью таблиц СНиП, куда сведена прочность разных видов грунтовых оснований (есть в сети).

Пусть наша почва сложена суглинками — обычными грунтами средней полосы России. Из таблицы находим, что их несущая способность для глубины свыше 1,5 м составляет 3,5 кг/см2.

Посмотрим, какой вес выдержит буронабивная бетонная конструкция диаметром 40 см и винтовая 108 мм. Глубину заложения в обоих случаях примем равной 3 м. Опорная площадь равна: S=πR2 или 3,14х400=1256 см2.

Умножаем на сопротивление грунта: 1256х3,5=4396 кг. Вычтем вес элемента, равный 829 кг. Его мы получили, перемножив объем (0,38 м3) с удельным весом бетона. Одна свая выдерживает 4396-829=3567.

Для свайно-винтового фундамента: за счет формы опора имеет большую несущую способность. Для суглинка это порядка 5,5 т (нормативное значение по данным изготовителя) Вес изделия, включая наполнитель (пескобетон) — 88 кг.

Сбор нагрузок

Квадратный метр одноэтажного каркасника весит максимум 1,15 тн. Сюда входит вес стен, перекрытий, кровли, других конструкций. Добавляем ветровую и снеговую нагрузку, соответствующую климату средней полосы России, вес мебели, оборудования, самих жильцов, возможных посетителей.

Для примера возьмем одноэтажный дом размерами 8х10 м. Его площадь — 80 м2, нагрузка на фундамент — 80х1150=92 тн. Добавим вес железобетонного ростверка сечением 35х20 см. Общее расстояние по периметру под всеми стенами и перегородками — 54 м. Перемножив длину, сечение и удельный вес бетона, получим 8,32 т.

Расчет шага

Теперь мы можем узнать количество столбов, а зная периметр дома, вычислить средний интервал (шаг) между ними. Нагрузка от дома составит 100,32 т. Добавим усредненный к-т запаса, равный 1,2, получаем 120 т. Зная, сколько может выдержать одна свая, разделим 120 на сопротивление одной опорной точки, округлим в большую сторону.

Тип	Грунт	Характеристики	Несущая способность единицы	Количество, шт	Шаг
Буронабивные	Суглинки 3,5 кг/см2	Диаметр 400 мм, глубина 3м	3567 кг	34	1,6
Винтовые		108 мм лопасти 300 мм, глубина 3м	5412 кг	23	2,35

Дополнительные параметры

Мы определили требуемое количество столбов основания и их средний интервал (шаг). Но выдерживать в любом случае именно такое расстояние между опорами необязательно, важно лишь общее количество, а размещают их, исходя из планировки дома.

Второе ограничение — минимальный шаг винтовых опор. По нормам СНиП2.02.03-85 стойки нельзя размещать друг к другу на расстояние ближе 3d, где d — это диаметр сваи. В нашем случае для буронабивных конструкций это будет 1,2 м, а для винтовых — 90 см.

Чтобы рассчитать шаг между винтовыми и буронабивными столбами, нам потребовалось всю нагрузку от здания разделить на несущую способность одной сваи, затем суммарную длину всех стен распределить на получившееся количество. При строительстве на других типах грунта исходные данные нужно корректировать.

Приведенная методика расчета шага приблизительна. Мы не принимали во внимание несущую способность, создаваемую боковой плоскостью буронабивных фундаментов, а она может добавить порядка пятисот килограмм на каждую точку. То есть мы получаем значительный запас прочности.

Если располагать опорные элементы в правильные ряды – это поспособствует равномерному распределению нагрузки на все основание, и исключит вероятность крена дома в будущем. Расстояние между сваями определяется по уровню расчетной нагрузки на определенный участок основания, поэтому и может отличаться.

Минимальное расстояние, если учитывать, что между 2 опорными элементами должен быть участок в 0. 5 м нетронутой земли, составляет 1.7 м. Максимальное: 2.9 м. Последнее актуально для каркасных и брусовых домов (является максимально допустимым). При использовании кирпича нужен промежуток до 2 м, а для шлакоблока и газобетона – до 2.5. Данные могут отличаться в зависимости от материала кровли и перекрытий, а также уровня сопротивляемости земли и длины опор.

Показатель максимального промежутка между установленными опорами не должен превышать 6Д (Д- диаметр свай). Если опоры будут размещены на большом расстоянии, то каждая из них станет воспринимать всю нагрузку самостоятельно, что приведет к проседанию или разрушению дома.

Как устроен винтовой фундамент?

Установка сваи вручную

Такое основание идеально подходит для сооружений небольших размеров, которые возводятся из легких материалов. Для постройки жилых домов большой массы, использования винтовой технологии лучше избежать.

Алгоритм монтажа винтовых свай:

Выбор участка. На предполагаемом месте установки фундамента не должно проходить коммуникационных узлов.
Разметочные работы. Этот этап требует максимальной точности. Не рекомендуется допускать погрешность больше, чем на 2 см. Итоговая разметка должна соответствовать готовому проекту сооружения, в котором четко обозначены требования к размерам фундамента и все конфигурации.
Установка опор. На месте ее последующего ввинчивания подготавливается углубление около 20 см (+-5 см). В него ставится опорный элемент. В сваях есть специальные отверстия – в них устанавливается лом, не превышающий в диаметре 3 см. Следующий шаг – установка квадратной трубы, которая будет выполнять роль усилителя силы вращения. Оптимально, если сечение трубы равно 5 х 5 см, а длина – 300-350 см. Усилитель с каждой стороны должен быть по 200-350 см. Нужно учесть, что увеличение длины усилителя будет пропорционально влиять на уменьшение сопротивляемости вкручиванию, а, следовательно, и облегчению работы. Проводить вкручивание следует против оси опоры и за оборот она должна погружаться на глубину около 20 см. Следует контролировать ровное вхождение опор еще с первых мгновений работы и, если потребуется, проводится их выравнивание. Отметьте, что чем глубже свая вошла в землю, тем труднее будет ее выровнять. Чтобы проверить ровность монтажа используется уровень и отвес. Отклонение от оси не должно превышать 1-2 градуса.

При возникновении проблем с ввинчиванием опорного элемента в почву, проводится увеличение углубления на 30 см. Также на рычаг нужно повесить дополнительный груз, для увеличения уровня вертикальной нагрузки. После начала нормального вхождения сваи, груз снимается. Минимальное количество людей для работы: 3-5.

Схема правильной установки сваи

Глубина погружения свай зависит от проекта. Но не рекомендуется их погружать менее, чем на 1.8 м, а также опорный элемент должен достичь во время установки плотные слои грунта.

Работа со сваями после ввинчивания

После проведения монтажа опорных элементов, из которых будет состоять фундамент, нужно сделать их высоту одинаковой. Чтобы достичь точности работы используют уровень, а для самой обрезки – болгарку. Оптимальная высота опор после обрезки: не более 0.5-0.6 м от грунта.

После выравнивания, сваи бетонируются. Процесс позволяет сделать фундамент прочным и надежным. Для обеспечения максимальных показателей устойчивости, заливка проводится так, чтобы в полости уровень оставшегося воздуха был минимальным. Также это позволит избежать деформирования и смещения свай.

Для заполнения опоры нужно использовать бетон или песчано-цементную смесь. В первом случае расход будет равен 0.02 куб м, а во втором – 35 кг.

На заключительном этапе монтируется ростверк. Для этого используют швеллер или брус. Более экономичный вариант – использование швеллера – не требует приваривания оголовков.

Делая свайный фундамент для дома, нельзя:

Удлинять опоры, вкрученные криво.
Проводить подгонку опор при ввинчивании
Делать углубления под сваи, которое превысит 0. 5 м
Устанавливать опоры с отклонением от оси в 3 градуса и более.
Монтировать сваи меньше, чем на 1.5 м
Использовать опорные элементы, у которых есть повреждение на защитном покрытии.

Соблюдение всех правил позволит создать прочное основание, способное радовать длительной эксплуатацией.

расстояние между сваями (максимальное и минимальное)

Технология сооружения фундамента на базе свайной конструкции считается одной из самых надежных и практичных. Ее можно отнести к универсальным, поскольку гибкость системы и разнообразие подходов к технической реализации основы удовлетворяют требованиям широкого спектра построек. Среди них жилые дома, промышленные здания, коммуникационные сооружения и другие объекты. Однако для достижения надежности свайной конструкции необходимо точно определить параметры закладки. В списке важнейших из них специалисты отмечают расстояние между сваями фундамента, которое может варьироваться в зависимости от целого ряда характеристик здания и условий строительства.

Как устроен свайный фундамент?

Свайную конструкцию можно представить как совокупность несущих элементов и ростверка. Элементы опоры могут отличаться по материалу и способу установки. Например, сегодня практикуется использование забивных и винтовых свай. Чтобы определить, какое расстояние между сваями в свайном фундаменте, необходимо учесть допустимую глубину залегания, материал изготовления и другие параметры несущих изделий – так выполняется расчет количества элементов и шага между ними. Не менее значима и функция ростверка, который обеспечивает связку отдельно стоящих опор. Он может реализовываться в разных видах и конструкциях, но, как правило, устройство данного компонента всецело зависит от техники внедрения и укрепления свай.

Общие принципы расчета

Обычно инженеры ориентируются на учет свойств грунта и предполагаемой массы будущего строения – в совокупности эти сведения позволяют закладывать оптимальный свайно-винтовой фундамент. Расстояние между сваями при этом можно рассчитать, исходя из их количества. Чтобы определить, сколько опорных элементов потребуется, следует знать уровень нагрузки и общую несущую способность конструкции. В частности, свая может выдерживать около 2 т, при этом вес конструкции дома может исчисляться десятками тонн. Далее следует планировка размещения свай по всей площади. В некоторых случаях нагрузка бывает неравномерной, поэтому и расположение свай не всегда правильно с геометрической точки зрения.

Шаг между винтовыми сваями

Практика строительства в российских условиях установила минимальное расстояние при закладке свайно-винтового фундамента: оно составляет 1,7 м на обычно грунте. При этом в каждой паре следует оставлять промежуток (не меньше 0,5 м) цельного слоя грунта, то есть участок, на котором не проводились земельные работы. Данная мера позволит предотвратить нежелательное влияние земельной основы на свайный фундамент.

Расстояние между сваями в максимальной величине для одноэтажных объектов составляет:

для домов из бревна или бруса – 3 м;
для каркасных и сборно-щитовых объектов – 3 м;
для строений из пазогребневых блоков, газобетона и шлакоблока – 2,5 м;
для кирпичных зданий – 2 м.

Как видно, легкие деревянные постройки требуют менее плотной расстановки свай, тем не менее, если планируется 2-этажное здание, то шаг может быть сокращен.

Шаг между забивными сваями

Расстояние между забивными опорными элементами предполагает универсальную формулу расчета. Главным параметром здесь выступает диаметр сваи. При этом важно разделить конструкции такого типа на две категории: висячие и стойки. В первом случае минимальное расстояние составит величину диаметра, помноженную на три. Максимум предполагает умножение диаметра сваи на шесть.

Стойки располагаются с минимальным шагом, величина которого в полтора раза превосходит ее диаметр. Примечательно, что свайный фундамент, расстояние между сваями которого сокращается к минимуму, не всегда выигрывает в надежности. Дело в том, что кустовой (частый) способ размещения опор создает и нежелательный эффект в виде увеличения осадка. Поэтому рекомендуется всегда учитывать возможность трансляции нагрузок на сваи в одиночной конфигурации.

Отклонения от «нормы»

Несмотря на выработку единых правил, на основе которых составляется метод расчета расстояния между сваями, каждый случай предполагает огромное количество нюансов. В связи с этим инженеры начинают руководствоваться простым правилом: обозначить максимальный предел допустимого количества свай и рационально их распределить по всей площади с учетом нагрузок.

В зависимости от проекта, для которого планируется свайный фундамент, расстояние между сваями может сокращаться или увеличиваться. К примеру, если план предусматривает внутреннюю несущую стенку с загрузкой перекрытия по сторонам, то есть смысл в 30-процентном сокращении шага между несущими элементами.

Увеличение расстояния также не является грубой ошибкой, если предусмотреть технические меры предосторожности. В таких случаях обычно требуется дополнительная установка фундаментных балок. Сложно сказать, что может оправдать увеличение дистанции, поскольку такая коррекция едва ли сделает надежнее свайно-ростверковый фундамент. Расстояние между сваями, которое увеличивается ввиду экономии, также не оправдывает себя. Хотя бы по той причине, что дополнительное укрепление обойдется дороже, чем «лишний», но конструктивно обоснованный ряд фундаментных свай.

Конфигурация расположения свай

Помимо дистанции между сваями, имеет значение и способ их организации. Выбор определенной конфигурации зависит от действующих нагрузок. Существует несколько вариантов расстановки опор на площадке фундамента: по отдельности, в ряд, в форме различных геометрических фигур и в виде сплошного поля, на котором формируется свайный фундамент. Расстояние между сваями в каждом случае ориентируется на общие правила расчета, но может корректироваться.

Наиболее распространены свайные ленты (рядная конфигурация), сплошные сваи и «кустовые» плотные способы расположения несущих. Техника установки элементов в ряд применяется для поддержки стен зданий – это обычный способ устройства фундамента для жилых зданий. Точечно для конструкций, предполагающих интенсивные нагрузки, рекомендуется метод свайных «кустов». Устройство сплошного поля рассчитано на поддержку наиболее тяжелых построек и конструкций. Сваи в данном случае рассредотачиваются равномерно и объединяются монолитным ростверком с крепкой подошвой.

Расстояние между сваями винтового и буронабивного фундамента

Несущая способность и долговечность любого фундамента зависит от правильности расчетов. В случае со свайным основанием необходимо определить глубину установки опор, их количество и расстояние между сваями. Сделать это самостоятельно достаточно сложно – нужны геологические изыскания, умение работать с нормативными документами, опыт и знания. Но при строительстве легких деревянных или каркасных домов, террас, беседок, заборов допускается применять упрощенную схему расчета.

Существуют специальные программы для расчета и конструирования свайных фундаментовИсточник konspekta.net

Какие параметры нужны для расчета

Для того, чтобы определить расстояние между сваями в винтовом фундаменте, нужно знать их несущую способность и количество. Вид сваи, её диаметр и прочие характеристики подбираются по типу грунта и его сопротивлению нагрузкам, необходимой глубине погружения, общей нагрузке на основание.

Особенности грунта

При составлении проекта на месте будущего строительства проводятся геологические работы, направленные на изучение грунта. Для легких построек их можно провести самостоятельно, пробурив 2-3 скважины или вырыв шурфы глубиной не менее 2 метров или до достижения плотных, неподвижных и не промерзающих слоев. Это необходимо, чтобы узнать глубину установки опор.

На срезе шурфа видны все слои грунта. Основной его тип на исследуемом участке нужно знать для определения его сопротивления нагрузкам. Это нормативная величина, которая берется из СНиП.

Таблица расчетного сопротивления грунтовИсточник прорабофф.рф

Расстояние между винтовыми сваями зависит от их сечения и несущей способности, указываемой в паспорте изделия. Но сама по себе эта величина мало информативна, так как может меняться от особенностей грунта.

Общая нагрузка на фундамент

Самый долгий и муторный этап расчетов – определение нагрузки на основание. Она складывается из огромного множества величин, основной из которых является общий вес здания. Он в свою очередь «собирается» из веса всех входящих в него конструкций: ростверка, стен, перегородок, перекрытий, кровли, оконных и дверных блоков, отделочных материалов и т.д. У каждого материала есть свой удельный вес, указанный в СНиП, и чтобы узнать массу конструкции, его нужно умножить на её площадь (или объем).

Кроме самого здания на основание давит вес лежащего на крыше снега. Толщина снегового покрова зависит от региона, материала кровли и наклона крыши. Снеговая нагрузка также вычисляется по его удельному весу и площади кровли. Из строительных норм и правил берется также и ветровая нагрузка.

Карта для определения снеговой нагрузкиИсточник dpva.ru

Вычисляя максимальное или минимальное расстояние между сваями, нельзя забывать и об эксплуатационной нагрузке – от находящихся в здании людей, мебели, оборудования и другого имущества.

Понятно, что получить точные значения нагрузок на этапе расчетов невозможно, поэтому к полученному результату добавляют ещё 10, а то и 20 % для компенсации возможной «неучтенки».

Сами сваи тоже обладают немалым весом, который необходимо учитывать.

На заметку! Печи и камины должны устанавливаться на свой, автономный от основного, фундамент, поэтому их вес в расчет не берется.

Количество опор

На расстояние между сваями в ростверке влияет протяженность фундамента и их количество. Алгоритм вычисления числа свай прост:

площадь сечения опоры умножают на сопротивление грунта, чтобы определить допустимую нагрузку;
общую нагрузку делят на эту величину.

Для справки! Сечение винтовой сваи определяют по размеру лопастей.

Диаметр лопастей для разных видов свайИсточник cana-da.ru

Например, площадь сечения винтовой сваи ВС-159 равна 1590 см². При установке в твердый глинистый грунт средней плотности, сопротивление которого составляет 3 кг/см² (см. таблицу выше), допустимая нагрузка будет равна:

1590 х 3 = 4770 кг или 4,77 т

Полученное значение необходимо уменьшить, используя коэффициент надежности 1,2-1,4:

4,77 : 1,2 = 3,98

Допустим, вес дома равен 350 т, тогда количество свай, необходимых для такой нагрузки:

350 : 3,98 = 88 шт.

Расчет расстояния

Получив все исходные данные, можно легко вычислить расстояние между сваями фундамента. Для этого нужен план дома с обозначением всех несущих стен, по которому определяется общая длина (периметр) опорных линий. Пусть она равна 100 п.м. Разделив её на количество опор, получим искомую величину:

100 : 88 = 1,14 м

План расстановки свайИсточник izhevsk.ru
Фундамент на железобетонных сваях для частного дома: разновидности и этапы монтажа

Этот расчет достаточно верен, если нагрузка на основание распределяется равномерно. Но его необходимо скорректировать, сначала «расставив» сваи на плане в каждый угол дома и в места пересечения несущих стен. А оставшиеся равномерно распределив между ними. Также стоит учесть длину элементов ростверка, так как их стык обязательно должен приходиться на оголовок опоры. Исключение делают для монолитного бетонного ростверка, заливаемого в опалубку, бруса или бревна, которые несложно подрезать по длине.

Пример расчета свайного фундамента подробно показан в этом видео: