Расстояние между сваями под ленточный фундамент

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

01.12.2018 2,075 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.

От каких факторов зависит шаг в фундаменте между винтовыми сваями?

Шаг винтовых свай напрямую зависит от их количества, которое рассчитывается по несущей способности единицы.

Основными факторами влияния в данном случае являются:

• Несущая способность грунта.
• Диаметр ствола и размер лопасти.
• Глубина погружения, наличие прямого контакта с плотными слоями грунта.
• Величина нагрузки.

Расстояние между винтовыми сваями определяется во время создания проекта, поскольку это расчетная величина, от которой зависит большинство параметров конструкции всех элементов основания, расположенных на поверхности.

Допустимая нагрузка на сваю обычно бывает указана производителем в паспорте, но это значение нельзя использовать при подсчете.

Оно не учитывает геологических особенностей и условий эксплуатации, являясь чисто информационной величиной.

Особенности грунта на участке

От параметров грунта во многом зависит прочность и надежность контакта ствола и лопастей каждой сваи с прилегающими слоями. Согласно требованиям СНиП, для анализа грунта необходимо произвести пробное бурение, лабораторные исследования состава и свойств грунтовых слоев.

Кроме того, рекомендуется установка эталонных свай, способных на практике продемонстрировать несущую способность сваи и величину сопротивления нагрузкам. На практике большинство исследований ограничивают пробным бурением и визуальным определением качества грунта.

Глубина залегания плотных слоев и их состав определяются по сопротивлению грунта при бурении.

Расчет нагрузки

Нагрузка на основание является суммарной величиной, сложенной из следующих значений:

• Вес дома со всеми конструкциями, перекрытиями и прочими конструкционными элементами.
• Величина снеговой нагрузки на кровлю в зимний период.
• Ветровая нагрузка.
• Эксплуатационная нагрузка.

Вес дома — расчетная величина, которую получают сложением веса стен, крыши, перекрытий и прочих элементов. Все необходимые данные можно взять из приложений СНиП, умножая удельные величины на площади или объемы существующих конструкций.

Эта стадия расчетов самая продолжительная, важно не пропустить никакие конструкции, учесть все элементы. Необходимо проявить максимальную внимательность и последовательно сложить вес всех частей дома.

Снеговая нагрузка определяется путем умножения общей площади кровли на величину удельного снегового давления (на м2). Эта величина имеется в приложениях СНиП, выбирается соответствующий регион и получаются нужные данные.

Тем же способом определяется ветровая нагрузка, весьма актуальный параметр для некоторых регионов.

Эксплуатационная нагрузка — это вес людей, мебели, бытовой техники и прочего имущества, находящегося в доме. Пренебрегать этими значениями не следует, поскольку они значительно изменяют общую величину нагрузок.

Основные схемы размещения на фундаменте

Существуют различные схемы размещения свай:

• Одиночные.
• Свайный куст.
• Свайное поле.
• Свайная лента.

Выбор схемы определяется конфигурацией постройки и порядком распределения нагрузок. Отдельные сваи используются для создания точечных опор под столбы или иные элементы минимальной площади.

Свайные кусты используются при высоких нагрузках не единицу, что бывает при строительстве многоэтажных зданий, крупных ангаров и т.п. Свайное поле применяют для тяжелых построек с равномерным распределением нагрузки по всей площади основания.

Установка опор производится либо продольно-поперечными рядами, либо в шахматном порядке. Ленты необходимы при создании сооружений, имеющих протяженную структуру при малой ширине (набережные, подпорные стенки, ограждения и т.п.).

Необходимо учитывать, что расчетная конфигурация свайного поля не всегда полностью соответствует требованиям СНиП. Нередко возникают ситуации, когда количество опор не соответствует величине нагрузки из-за особенностей размещения.

В таких случаях необходимо увеличить количество свай или несколько скорректировать конфигурацию свайного поля с учетом специфики нагрузок.

Как правильно рассчитать расстояние

Существует много разных методик расчета винтовых свай. Большинство из них некорректно и не дают никакого полезного результата. Грамотный расчет можно сделать, руководствуясь СП 50-102-2003, где изложены все необходимые формулы и методики.

Проблема в том, что простых способов не существует, придется производить достаточно сложные вычисления с высокой вероятностью ошибки. Поэтому необходимо обращаться к специалистам или, как минимум, использовать онлайн-калькуляторы, позволяющие получить нужные значения буквально за пару минут и совершенно бесплатно.

Если все-таки необходимо рассчитать шаг опор, следует сначала начертить план свайного поля (или использовать план первого этажа). Сначала сваи расставляют по всем углам и точкам примыкания стен.

После этого по линиям размещения нагрузки (несущих стен) распределяют сваи, исходя из их количества.

Иногда, при равномерном распределении веса по всем опорам, поступают просто — вычисляют общую длину несущих стен и делят ее на расчетное количество свай.

Например:

Вес дома — 300 т. Номинальная нагрузка на сваю — 5 т (ВС-108).

Общее количество свай:

Общая длина опорных линий — 40 м.

Тогда расстояние между соседними сваями будет:

Минимальное и максимальное значение между опорами

Согласно требованиям СНиП, минимальным расстоянием между двумя соседними винтовыми сваями является двойной диаметр лопастей. То есть, если имеются опоры с лопастями 30 см, минимальным расстоянием между ними будет 60 см.

Необходимо учесть, что это расстояние между лопастями, то есть при разметке, отмечая оси свай, следует считать не 2, а 3 диаметра. Максимальное расстояние определяется отношением веса дома к количеству свай.

Необходимо учитывать материал и сечение ростверка, чтобы не получить излишнюю подвижность балок в центральной части каждого пролета. По всем расчетам максимум всегда определяется как 3, в некоторых случаях — 3,5 м.

Выходить за пределы этих значение нельзя, это создаст угрозу конструкциям дома.

Оптимальное значение

Однозначно указать оптимальное расстояние между соседними сваями винтового фундамента очень сложно. Необходимо учитывать массу специфических факторов, свойственных только данному участку, постройке и прочим условиям строительства и эксплуатации.

Однако, существуют определенные пределы, ограничивающие минимум и максимум шага между винтовыми опорами. По логике, оптимальным расстоянием должно быть среднее значение, однако в реальности ситуация выглядит несколько иначе.

По результатам экспериментов и практических испытаний выявлено, что оптимальным расстоянием является 2 м. Это значение подходит практически ко всем видам и типоразмерам свай, используемых в индивидуальном строительстве.

Оптимальное значение не должно использоваться как некое универсальное число, подходящее в любом случае. Каждый проект должен рассчитываться в индивидуальном порядке.

Полезное видео

В данном видео вы узнаете, как произвести расчет расстояния между сваями в винтовом фундаменте:

Заключение

Параметры винтового фундамента — весьма сложный и спорный вопрос. Он усиленно обсуждается, но дискуссии редко бывают продуктивными, поскольку в каждом случае имеются свои условия, вес и материал дома, размеры, тип грунта и т.д.

Большое число факторов влияния затрудняет выработку общих правил, позволяющих всем желающим достаточно точно рассчитывать размеры основания, расстояния между опорами и прочие нюансы.

Решение этого вопроса правильнее всего поручать профессионалам, имеющим опыт и соответствующие навыки.

Источник

Пошаговая инструкция по монтажу свайно-ленточного фундамента своими руками + конструкция и сфера применения

28.10.2018 4,627 Просмотров

Лента — это базовый тип фундамента, обладающий наиболее удачным соотношением экономичности, простоты и высокой несущей способности.

Свойства и возможности ленточных оснований подробно изучены и отработаны в течение многих десятилетий активного использования, собрана богатая статистика эксплуатации, позволяющая анализировать и изучать поведение опорной конструкции в любых условиях.

Помимо собственных возможностей, лента может быть совмещена с другими типами опорных конструкций, результатом чего становится значительное увеличение несущей способности и расширение сфер применения.

Одним из примеров наиболее удачного соединения является свайно-ленточный фундамент, решающий массу проблем с устойчивостью опорной конструкции и позволяющий использовать ее на сложных грунтах. Рассмотрим этот вариант внимательнее.

Что такое свайно-ленточный фундамент

Свайно-ленточный фундамент представляет собой опорную конструкцию, состоящую из системы свай, погруженных в грунт до появления контакта с плотными слоями. Сваи обвязаны бетонной лентой, которая принимает на себя нагрузку от веса дома и равномерно распределяет ее между сваями и грунтом.

Глубина погружения ленты невелика, соответствует обычным параметрам мелкозаглубленных ленточных оснований.

Сваи, наоборот, погружаются ниже уровня промерзания грунта, чтобы обеспечивалась прочная и неподвижная опора.

Оба элемента жестко связываются между собой, образуя неразделимую прочную опору для дома.

Арматурный пояс ленты и свай являет собой единую систему. если используются винтовые или погружные сваи, армпояс жестко связывается с ними методом сварки.

Плюсы и минусы

К достоинствам свайно-ленточных оснований принято относить:

• Возможность использования на проблемных грунтах.
• Для постройки такого фундамента требуется относительно небольшое количество строительных материалов.
• Высокая устойчивость к воздействиям грунта — пучению, небольшим подвижкам.
• Некоторые виды свай могут быть созданы прямо на площадке, что позволяет существенно снизить расходы на приобретение, доставку и погружение их в грунт.
• Появляется возможность строительства на участках с высоким уровнем грунтовых вод.
• Высокая скорость строительства.

Имеются и недостатки:

• Перед началом строительства необходимо производить тщательное всестороннее обследование участка на предмет состава грунта, высоты залегания грунтовых вод и т.д.
• Отсутствует возможность создания подвала или цокольного помещения.
• Необходимо качественное утепление пола нижнего этажа, уложенного по грунту.
• Отсутствует возможность строительства многоэтажных зданий.
• Сваи надо качественно гидроизолировать. В особенности это касается деревянных или стальных опор.

Большинство недостатков так или иначе обусловлены свойствами грунта, поэтому в данном случае это не совсем минусы фундамента, а необходимые ограничения в имеющихся условиях.

Сфера применения

Свайно-ленточный фундамент подходит для строительства частных малоэтажных домов.

Крупные многоэтажные постройки, обладающие большим весом, требуют более прочной опоры. Размеры свай для них должны быть увеличены, а несущая способность ленты становится ненужной.

Для тяжелых построек используют схожий вариант — свайно-ростверковый фундамент.

Они имеют почти одинаковое строение, но путать эти два вида нельзя, так как у свайно-ленточного основания нагрузка поровну делится между лентой и сваями, а у свайно-ростверкового несущими элементами являются сваи, а ростверк только распределяет и передает нагрузку.

Рассматриваемый вид основания является оптимальным компромиссным вариантом строительства ленты на проблемных грунтах с дополнительными усиливающими элементами, но без использования сложных и трудоемких работ.

Для каких грунтов используют

Свайно-ленточный фундамент применяется на сложных и проблемных грунтах разных типов:

• Рыхлые.
• Обладающие сложным составом и слоистостью.
• С высоким уровнем грунтовых вод.
• С множественными влагонесущими прослойками.
• Пучинистые.

Кроме того, свайно-ленточный фундамент хорошо себя показывает при строительстве на склонах или складках рельефа, когда вести крупные земляные работы по ряду причин невозможно. В подобных ситуациях решающим фактором становится не состав грунта, а форма рельефа, диктующая свои условия выбора основания.

Виды свайно-ленточных фундаментов

Все виды свайно-ленточных оснований различаются по типу свай, используемых в связке с лентой.

Существуют:

• Винтовые. Металлические заостренные трубы с установленными в нижней части лопастями. Погружаются методом завинчивания в грунт по принципу шурупа. Позволяют действовать вручную в непосредственной близости от соседних построек.
• Буронабивные. Сваи заливаются прямо на площадке. Под заливку подготавливается скважина нужной глубины, в которую опускается арматурный каркас и водонепроницаемая опалубка (полиэтиленовые или асбоцементные трубы). Иногда в роли опалубки используются стенки скважины (если позволяет грунт).
• Погружные. Используются готовые сваи, которые забивают на необходимую глубину с помощью строительного копра. Работа требует определенных условий, поэтому возникают некоторые ограничения по степени близости от соседних строений, возможности подхода на участок спецтехники и т.д.

Кроме того, существуют разные варианты погружения ленты:

• Заглубленный. Этот вариант используется при строительстве достаточно массивных домов. Лента погружается ниже глубины промерзания почвы, что требует больших объемов земляных работ и отсутствия водоносных горизонтов. Такой метод используется редко ввиду нецелесообразности установки дополнительных опор — если условия участка позволяют строить заглубленную ленту, то ее несущей способности вполне хватит для любого строения.
• Мелкозаглубленный. Наиболее распространенный вариант. В среднем, лента погружается на глубину 30 см при открытом цоколе 50 см. Объемы земляных работ невелики, но требуется точный учет уровня грунтовых вод и наличия сезонных изменений.
• Незаглубленный. По сути, это и есть свайно-ростверковый фундамент. Опирать ленту на пучинистый грунт бессмысленно, так как нагрузки в таких условиях имеют максимальное значение. Лента обычно поднимается над нулевой отметкой, что автоматически прекращает ее работу в качестве опорной конструкции, оставляя лишь роль посредника между сваями и домом.

На практике чаще всего используется мелкозаглубленный вариант ленты с буронабивными сваями.

Он имеет массу преимуществ:

• Минимум земляных работ.
• Возможность обойтись без использования строительной техники.
• Все элементы конструкции основания создаются прямо на площадке, что облегчает транспортировку и разгрузку.
• Можно действовать самостоятельно, не привлекая дорогостоящих специалистов.

Конструкция

Конструкция свайно-ленточного фундамента состоит из ряда свай, установленных по центральной оси ленты с определенным шагом. Арматурный каркас свай жестко связан с армпоясом ленты, объединяя эти элементы в единую механическую систему.

Земляные работы включают в себя создание скважин и рытье траншеи, произведенные одновременно или в несколько приемов. Строительство ленты ведется по общим правилам, за исключением наличия дополнительных элементов арматурного каркаса.

Все работы образуют два условных этапа:

• Создание свайной системы.
• Заливка и выдержка ленты.

Совмещать или выполнять оба пункта одновременно удается не всегда, хотя при заливке сразу всех элементов опорной конструкции удается достигать максимальной прочности и монолитности основания.

Глубина заложения

В данном случае глубина заложения имеет двойное значение, поскольку сваи и лента погружаются на разные уровни.

Глубина погружения свай зависит от свойств грунта и определяется уровнем залегания плотных слоев.

Ленту погружают на относительно малую глубину — около 30-40 см, что с учетом толщины слоя засыпки определяет глубину траншеи в 50-70 см.

Цифры приведены условно, это средние значения, которые встречаются чаще всего.

Для производства работ необходимо привлечь грамотных специалистов, которые произведут обследование участка, рассчитают параметры основания и дадут точные значения уровня погружения всех элементов.

Как выбрать шаг между сваями

Определение расстояний между сваями производится на основе сопоставления веса постройки, несущей способности всех элементов (и ленты, и свай), особенностей грунта и прочих факторов. Процесс расчета весьма сложен, производить его самостоятельно не рекомендуется.

Если нет возможности привлечь к расчету специалистов, можно обратиться к онлайн-калькуляторам, которые дадут ответ в течение нескольких секунд. Ответ следует продублировать на нескольких ресурсах для максимальной корректности и точности результата.

На практике наиболее распространенным вариантом является шаг в 2-3 м (буронабивные сваи). Близкие значения выдают как расчеты вручную, так и онлайн-калькуляторы. Увеличение шага свай может вызвать перенос нагрузки на ленту, что, в свою очередь, спровоцирует оседания и деформации бетонного пояса.

Пошаговая инструкция по монтажу МЗЛФ

Схема работ по строительству МЗЛФ:

• Подготовка участка, удаление верхнего слоя грунта, разметка.
• Рытье траншеи.
• Установка свай.
• Укладка песчаной подушки.
• Сборка и монтаж опалубки.
• Сборка армпояса, соединение его со сваями.
• Заливка бетона, выдержка.
• Завершающие процедуры — утепление, гидроизоляция, заливка отмостки и т.д.

Схема приведена для основания с забивными сваями, для других видов делаются соответствующие поправки.

Разметка и забивка свай

Разметка свайного поля производится после подготовки траншеи. Первые точки установки располагаются по углам, остальные размещаются согласно проектных данных равномерно по сторонам периметра. После окончания разметки производится погружение свай на нужную глубину.

Для этого используется спецтехника (строительный копр), которая создает сильную вибрацию. Если в непосредственной близости расположены другие постройки, производить погружение опасно, так как подвижки грунта могут вызвать резкое оседание домов.

Обвязка

Обвязка свай включает в себя несколько операций:

• Подрезка верхушек для появления ровного горизонтального поля. При необходимости некоторые сваи наращиваются.
• По верхним точкам сваи соединяются металлическими балками.
• Балки связываются с арматурным каркасом ленты.

Монтаж опалубки

Сборка опалубки производится как можно ближе к траншее, чтобы не приходилось перемещать тяжелые щиты на большие расстояния. Материалом для опалубки обычно служат обрезные доски 25-40 мм. Чем выше и шире лента, тем толще доски.

Ширина щитов несколько превышает высоту заливки. Сборку необходимо производить максимально плотно, без щелей. Прочность опалубки обеспечивает отсутствие протечек бетона, поэтому на нее надо обращать самое пристальное внимание.

Снаружи опалубку укрепляют вертикальными и наклонными упорами, изнутри положение щитов фиксируется поперечными распорками.

Армирование фундамента

Армирование позволяет увеличить прочность бетонных конструкций на разрыв. Создается арматурный каркас с расчетом, чтобы рабочие (горизонтальные) стержни находились под поверхностью бетона на расстоянии 2-5 см.

Для этого необходимо изготовить пространственную решетку, состоящую из рабочих оребренных стержней толщиной 10-12 мм и гладких вспомогательных прутков, установленных в виде хомутов. Вертикальная арматура нужна только до момента заливки, впоследствии она просто остается в массиве бетона.

Вязка арматуры

Соединение арматурных стержней производится методом вязки. Используется мягкая стальная проволока.

Процесс вязки:

• Проволоку нарезают кусками по 25-30 см.
• Кусок проволоки сгибают пополам и заводят под точку соединения прутков.
• Концы проволоки поднимают вверх, обхватывая перекрестие стержней.
• Специальный крючок заводят в петлю и вращают ее вокруг другого конца. Обычно делают 4-6 оборотов.

Процедура проста, навыки появляются практически сразу даже у людей, никогда ранее не вязавших арматуру. Соединение получается плотным и достаточно прочным.

Заливка бетона

Заливка бетона производится максимально оперативно, за один раз. Перерывы больше суток недопустимы, так как бетон начнет схватываться, делая дальнейшую заливку невозможной.

Придется ждать, пока материал окончательно засохнет, после чего продолжать работы, но соединение не будет таким же прочным, как монолит. Лить бетон надо в разные точки, равномерно распределенные по длине ленты.

Для этого надо заранее предусмотреть пути подхода и изготовить гибкий лоток, позволяющий направлять поток бетона в нужные места.

После заливки материал надо освободить от пузырьков воздуха, для чего применяют строительную вибромашину или сплошное штыкование.

Завершающие этапы работы

Залитую ленту накрывают полиэтиленом, чтобы защитить от дождей или палящих лучей солнца. Для выравнивания влажности и снятия напряжений первые три дня ленту поливают водой каждые 4 часа, а потом 7 дней полив делается трижды в сутки.

Опалубку обычно снимают через 10 дней после заливки, а полное высыхание материала достигается через 28 дней.

Выдержку необходимо производить в строгом соответствии с требованиями технологии. Никаких отступлений или самодеятельности допускать нельзя, поскольку прочность фундамента слишком важна и не допускает вольностей.

Гидроизоляция и утепление

После застывания бетона ленту гидроизолируют и, по необходимости, утепляют.

Гидроизоляцию наносят на все поверхности, для чего применяются различные материалы:

• Горячий гудрон.
• Битумная мастика.
• Рубероид.
• Пропиточные составы.

Производители утверждают, что оптимальный вариант — использование пропиток. Строители придерживаются проверенных методик и предпочитают нанесение битумной мастики.

Утепление фундамента в условиях избытка влаги и пучинистых грунтов — необходимость. Процедура состоит в плотной установке на поверхность ленты теплоизолятора (оптимальный вариант — пеноплекс для фундамента). Как вариант, можно использовать жидкий пенополиуретан.

Он дает полностью герметичный и водоустойчивый слой изолятора. Установку необходимо произвести как снаружи, так и изнутри ленты, что увеличивает расход материала, но делает утепление максимально эффективным.

Полезное видео

Также вы можете ознакомиться с видеоматериалом, где вам расскажут о столбчато-ленточном фундаменте и увидеть пошаговую инструкцию, которая расскажет вам как правильно сделать все процессы своими руками:

Заключение

Использование свайно-ленточного фундамента значительно расширяет возможности традиционной ленты, но повышает требования по аналитике гидрогеологического состояния участка. Для создания проекта следует привлекать профессионалов, самодеятельность в данном случае крайне опасна и вредна.

Технология создания фундамента не имеет значительных отклонений от традиционных методов, необходимо лишь объединить монтаж свай и ленты в единую последовательность. Результат позволит получить надежное основание в условиях обводненных, рыхлых или слабонесущих грунтов.

Источник