Как произвести расчет расстояния между сваями в винтовом фундаменте от каких факторов зависит шаг

Как произвести расчет расстояния между сваями в винтовом фундаменте + от каких факторов зависит шаг

01.12.2018 849 Просмотров

Свайный фундамент — это решение, позволяющее получить надежную и эффективную опорную конструкцию на проблемных или слабонесущих грунтах.

На территории России таких регионов много, поэтому технологии создания свайных оснований являются популярными и хорошо изученными.

Одним из удачных конструкционных вариантов считаются винтовые сваи, позволяющие быстро и щадящими методами получить надежное основание без нежелательных воздействий на постройки, расположенные поблизости.

Возможности винтовых свай делают их популярными и распространенными, а возможность самостоятельного строительства только усиливает эти качества.

Рассмотрим один из важных рабочих моментов — выбор оптимального расстояния между опорами.

Особенности фундамента на сваях

Свайный фундамент подходит исключительно для зданий из легких материалов, к примеру, каркасников.

Монтаж осуществляют ручным, механизированным способом, а также с использованием специальной техники.

Алгоритм работ следующий:

1. Выбор строительной площадки. Удаление всей растительности. Важно, чтобы в этой зоне не проходили никакие коммуникации.
2. Выполнение разметки. Проводят ее в соответствии с проектом, где указано место под каждую сваю. Допустимая погрешность — максимум 2 см.
3. Собственно монтаж. Под каждую опору делают углубление 0,15-0,2 м. Это облегчит установку. В углубление помещают сваю и вкручивают.

Диаметр углубления должен быть меньше на 10 см, чем соответствующий параметр лопастей винтовой сваи.

Ручной способ вкручивания сваи

Перед началом монтажных работ опору собирают — в отверстие, имеющееся в верхней части сваи, вставляют лом. Впоследствии на него устанавливают рычаг с целью облегчить процесс вкручивания.

Опору легче вращать посредством длинного рычага. Роль последнего может играть 3 м труба. В землю столб должен входить ровно, поэтому процесс контролируют при помощи строительного уровня. Его прикладывают к свае при ввинчивании.

При непосредственном закручивании сваи два человека с противоположных сторон берутся за рычаг и начинают вращение против оси, передавая крутящий момент. Третий работник должен контролировать угол наклона. Полный оборот позволяет погрузить опору в землю на глубину около 0,2 м.

В начале работы могут возникнуть сложности — винт не будет поворачиваться. Чтобы разрешить проблему, углубляют скважину под опору сантиметров на 15. На рычаги увеличивают вертикальную нагрузку, подвесив на них дополнительный груз. Как только вращение станет свободным, груз убирают.

Механизация процесса завинчивания

Винтовые сваи большого диаметра и длины закручивают при помощи механизированных приспособлений. Они имеются в продаже, но чаще их изготавливают своими руками.

Состоит приспособление из следующих элементов:

· электрического инструмента — мотобура, дрели с двигателем мощностью не менее 2 кВт;
· понижающего редуктора на 4,7 кНм;
· переходников (2 шт.) объединяющих последовательно дрель, стержень, вывод редуктора;
· рычага.

Переходники из болта и головки аналогичных размеров делают для связи редуктора и силовой установки. В патрон дрели устанавливают болт, на редукторе закрепляют головку. Роль свайного переходника играет монтажный оголовок. Его надевают на опору, наконечник по всем параметрам должен соответствовать размерам вала редуктора.

Спецтехника для монтажа свай

Современная техника автоматически закручивает сваи, строго контролирует их вертикальность. Посредством прижимных и подъемных домкратов сваи удерживаются в правильном положении.

Автоматические сваеверты, если у них нет полноприводного шасси, устанавливают в кузов грузовой машины. Питание установка получает от сети 380 V либо от генератора.

Сбор информации для проектирования

Критически важными показателями, влияющими на количество необходимых опорных элементов, являют несущая способность грунтов и действующие на фундамент нагрузки.

Теоретический расчёт свай по грунту

Для проведения анализа проводят разведочные выработки грунта в месте строительства. Согласно п.5.5. Свода Правил если нагрузка на куст свай будет превышать 3 Нм, то шурф бурят на глубину 5 метров ниже опорного конца.

На лёгких грунтах — насыпных, песчаных, слабоглинистых и набухающих — бурение проводят до подстилающих плотных пород, на которые будут опираться сваи.

Для самостоятельного расчёта количества опор «по грунту» произвести не всегда возможно, для этого надо обладать инженерными знаниями.

Формула выглядит так: F = Yc * (Ycr * R * A + U * ∑ Ycri * f * l).

  • F — несущая способность;
  • Yc, Ycr, Ycri — коэффициенты из таблиц Свода Правил;
  • А — площадь опоры;
  • U — периметр стенок сваи;
  • F — сила трения боковых стенок;
  • R — несущая способность грунта, полученная по таблице или в результате натурных испытаний;
  • L — длина сваи.

Подставив требуемые значения в формулу, вычисляют, какую нагрузку способна выдержать одна опора.

Инструментальное измерение параметров грунта

Существуют способы опытным путём определить несущую способность грунтов.

Метод статических нагрузок заключается в проведении следующего комплекса работ:

  1. На стройплощадке устанавливают пробные стойки фундамента, выдерживают время для набора прочности, если свая буронабивная.
  2. Прикладывают к опоре нагрузку от ступенчатого домкрата.
  3. Точными измерительными приборами замеряют усадку после приложения нагрузки.
  4. По специальному алгоритму и таблицам вычисляют несущую способность.

По опыту строителей такой способ считается наиболее точным.

Метод динамических нагрузок предусматривает ударные нагрузки на контрольную сваю с одновременным замером усадки основания после каждого воздействия. По результатам получают искомую величину максимальной возможной нагрузки.

Зондирование с помощью пробной сваи и установленных к ней датчиков позволяет получить данные по сопротивлению каждого слоя грунта, если они неоднородные.

Вычисление нагрузки

Полную нагрузку на фундамент определяют расчётным путём.

  • массу свай и ростверка;
  • вес стен, перекрытий, кровли;
  • снеговую, ветровую и эксплуатационную нагрузку.

Удельные веса строительных материалов можно получить из справочников и данных производителей.

Снеговая нагрузка принимается по результатам многолетних наблюдений в регионе постройки. Значения отражены в строительных справочниках.

Для регионов с сильными ветрами давление потоков воздуха составляют значительные величины. Пренебрегать ими при расчётах нельзя, особенно для крыш с крутыми скатами.

Под эксплуатационной нагрузкой понимают массу людей, проживающих или находящихся в доме временно. Добавляют вес предметов мебели и бытовых электрических и сантехнических приборов.

Полученную нагрузку при расчётах фундамента необходимо увеличить на 10–15%. Часто возникают плановые и непредвиденные ситуации, например, появилось желание обшить дом пластиковым или металлическим сайдингом, что увеличит нагрузку на фундамент.

Выполнение вычисления количества опорных труб

Приведем в пример приблизительный расчет, в котором сваи приведены буронабивного типа. Поэтапный процесс:

  • Для этого требуется осуществить некоторые математические подсчеты. Высчитанную максимальную нагрузку делим на площадь опорного элемента. Полученную сумму умножаем на коэффициент противодействия. Из этого получается количество требуемых опор, которые устанавливаются в тех местоположениях, где это наиболее необходимо;
  • Далее следует учесть, что опоры также оказывают давление на грунт. Чтобы рассчитать дополнительную нагрузку, требуется перемножить полученные результаты, учитывая при этом вес материалов, которые потребуются для замешивания цементного состава.

Рекомендации от профессионалов по расчету железобетонных свай

Эксперты компании ООО «Эндбери» готовы поделиться с вами правилами и формулами при выборе количества опор. Информация поможет вам самостоятельно рассчитать минимальный шаг забивных свай. Вы будете уверенны, что не переплачиваете за работу и получите надежное основание при строительстве загородного дома.

Читайте также  Ткани для обивки диванов фото

Как рассчитать шаг установки винтовых свай

Просчитав предполагаемую нагрузку, можно определить, сколько нужно опор и вычислить необходимые промежутки между ними. От правильных расчетов зависит время эксплуатации здания.

Шаг установки винтовых свай под одноэтажное здание с мансардой

Для определения количества:

  • проводят анализ грунта на участке под застройку;
  • определяют площадь дома;
  • вычисляют предполагаемую нагрузку на грунт;
  • делают расчет по формуле:
    Площадь основания сваи умножить на сопротивление и общую массу нагрузки разделить на полученный результат.


Нагрузку можно определить по СНиП или техническим условиям. Результат вычисления – нужное количество опор. Длину здания по периметру делим на количество свай. Полученный результат необходимо откорректировать в зависимости от материала опоры:

  • для деревянных минимально допустимый шаг не больше семидесяти сантиметров;
  • для железобетонных – не больше 90.

Максимальный шаг зависит от установки: один ряд – 1,33 м, два ряда – 2,67 метра.
Смотрите видео о расстоянии между сваями фундамента.

Выбрать шаг

Строительными нормами рекомендуется принимать расстояние между сваями в установленном минимальном и максимальном пределе. Отклонения приводят к такому результату:

  1. Уменьшение. Близко расположенные элементы начинают работать как куст по наружному периметру подошвы (или боковой поверхности), что уменьшает суммарную несущую способность за счет повышения давления на грунт в этом месте. Забивные опоры влияют друг на друга наиболее сильно. Сокращать просвет не следует. Может просто не войти на всю расчетную глубину.
  2. Увеличение. Растут искривляющие воздействия на связывающий все точки элемент фундамента (ростверк, плита, венец). Надо наращивать его толщину. Сама труба работает как одиночная стойка, быстро разрушается место контакта по подошве.

Минимум

Выдерживать просвет меньше, чем 2 диаметра опоры строительные сборники не разрешают. Исключение составляют наклонные варианты установки. У них расстояние зависит от угла наклона. В среднем принимают 1,5 Ø трубы. Минимальное расстояние по центрам установки при требовании в 3 Ø составит 1 м. Расположение опор на самом малом просвете не всегда повышает устойчивость дома. Взаимное влияние снижает равномерность компенсации нагрузок на подошву.

  • на песчаных грунтах бетонные изделия располагают на минимуме 4 Ø;
  • деревянные ставятся с минимальным шагом 0,7 м независимо от Ø;
  • минимальный шаг для железобетонных столбов – 0,9 м.

На проседающих, насыпных, подрабатываемых почвах, в сейсмических районах, в расчете свайного фундамента учитывают дополнительные горизонтальные, искривляющие перемещения грунта, вводят поправочные коэффициенты.

Максимум

Наибольшее расстояние между столбами берется по прочностной способности связывающих горизонтальных балок. Эта часть фундамента не должна изгибаться больше определенного значения.

Стандартами принята величина отступа в 5-6 Ø стойки. Так, расстояние между винтовыми ВС108 не меньше 1 м и не больше 2 м. Буронабивной тип (с подошвой 0,4 м) – 1,2 м на минимуме и 2,4 м на максимуме.

У одноэтажных построек просвет составляет:

  • срубы из бревна или бруса – 3 м;
  • каркасные и сборно-щитовые – 3 м;
  • пазогребневые блоки, газобетон и шлакоблок – 2,5 м;
  • кирпичные – 2 м.

В расчете расстояния между сваями двухэтажных домов шаг можно уменьшить. Внутренняя несущая стенка, с загрузкой перекрытия по сторонам, требует 30% сокращения шага между элементами.

Вопрос уменьшения количества свай за счет увеличение шага рассматривать надо. Но, следует принять во внимание то, что возникающий расход материалов на повышение жесткости балок или ростверка обычно не дает никакой экономии.

Схемы размещения винтовых свай

Схема размещения винтовых стержней зависит от конфигурации дома и его конструктивных особенностей. Поэтому под каждый объект строительства разрабатывается своя схема, которая учитывает все особенности рельефа и будущего строения.

Существует 4 типа расположения свай:

  • Одиночный. Опоры устанавливают по контуру фундамента, в углах, под несущими стенам на одинаковом расстоянии друг от друга. Максимальный шаг 3 метра. Этот способ применяют для небольших домов каркасного типа.
  • Ленточный. Сваи завинчивают только по контуру фундамента, сокращая расстояние между опорами до 0,5 м. Такая конструкция способна принимать и равномерно распределять серьезные вертикальные нагрузки. Основания с ленточным расположением свай чаще используют для коттеджей из дерева, построек в один этаж из пеноблока, газоблока.
  • Кустовой. Стержни ввинчивают группами под массивное элементы и конструкции здания. Сюда относятся точки, где соединяются несущие стены, устанавливаются тяжелые печи или действующие камины. Интервал в этом случае не имеет значения, поскольку опоры располагаются хаотично.
  • Сплошной. Так называют свайное поле, когда опоры равномерно заполняют весь контур фундамента с шагом 1 метр. Это проектное решение используют при строительстве тяжелонагруженных объектов на слабых или просадочных грунтах.

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.

Минимальное расстояние и количество промежутков между винтовыми опорами напрямую зависит от диаметра трубы, размеру лопастей и их форме. Подробнее о свайном фундаменте смотрите в этом видео:

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).

Нужно учитывать, что каждая отдельно взятая ситуация может существенно отличаться от предыдущей. Если в качестве примера взять 2 участка с расположенными общими границами, то в каждом из них могут быть различные геодезические особенности грунта. Исходя их этого, делать замер и расчет нужно индивидуально для любого строения.

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.