Расстояние между сваями при свайно винтовом фундаменте

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

Как рассчитывается расстояние между сваями в винтовом фундаменте?

Установка винтовых свай – один самых быстровозводимых и наименее затратных способов возведения фундамента для малоэтажных и легковесных сооружений.

Чтобы силовая конструкция отвечала всем требованиями безопасности, необходимо на этапе проектирования выполнить ряд условий, в том числе определить оптимальное расстояние между сваями в винтовом фундаменте.

Через какое расстояние устанавливаются винтовые сваи для фундамента, расскажем в статье.

От чего зависит интервал?

От расположения конструктивных элементов в свайном поле зависит равномерность распределения нагрузок.

Факторы, от которых будет зависеть интервал между сваями:

1. Тип грунта и его физико-химические свойства.
2. Глубина промерзания.
3. Уровень подземных источников.
4. Вес дома и особенности его конструкции.
5. Несущая способность выбранных свай.

Шаг между опорами не всегда выбирается одинаковым. Составленный во всех деталях план дома позволяет определить точки, в которых нагрузка на основание будет максимальной.

Так, винтовые сваи в обязательном порядке вкручивают в следующих местах:

• под углами сооружения;
• по линиям несущих стен;
• под печами и каминами;
• у входной части;
• под тяжелым оборудованием и т.д.

• диаметром опоры,
• толщиной металла,
• шириной лопастей,
• длиной трубы.

Определение несущей способности грунта

Определение сопротивления грунта нагрузкам является одним из ключевых этапов при расчете фундамента, в том числе нахождения расстояния между опорными элементами.

Основные факторы, от которых зависит несущая способность грунта:

1. Тип породы.
2. Насыщенность земли влагой.
3. Характеристики слоев почвы.
4. Уплотненность масс.

Перенасыщение почвы влагой, на которую влияет уровень подземных источников, снижает несущую способность грунта в несколько раз. Фактор увлажненности не касается участков, где в преобладающем количестве содержится песок средней и большой крупности. Предельные нагрузки на почву, которые не приведут к существенным осадкам фундамента, изучены и занесены в справочники общего пользования.

Данные, которыми пользуются конструкторы, занимающиеся инженерными расчетами для строительства фундамента, отражены в таблице:

Тип грунта	Несущая способность, кг/см2
	средняя плотность	высокая плотность
переувлажненная глина	4	4
сухая глина	6,0	2,5
суглинок	3,0	2,0
супесь	3,0	2,5
песок мелкой фракции	4,0	3,0
песок средней фракции	5,0	4,0
крупный песок	6,0	5,0
гравий	4,0	3,0
галька	4,5	4,0

Для строительства на слабом и переувлажненном грунте выбирают большее количество опор, вследствие чего уменьшается растояние между силовыми элементами. Узнать геологические особенности участка можно из результатов профессиональных изысканий, которые проводят специализированные компании.

Для частно домостроения можно определить тип грунта самостоятельно. В этом случае бурят несколько скважин или копают ямы на глубину не менее 2 м. По срезу почвы станет ясно, из каких пород состоит грунт, на какой глубине находится несущий пласт, а также насколько увлажнена земля.

Расчет нагрузки

Чтобы определить суммарную нагрузку на фундамент, необходимо знать:

• тип и вес стройматериалов, которые будут использоваться для возведения стен;
• габариты постройки, в том числе высоту этажей;
• вес перекрытий, кровли, пола;
• проектное количество людей, которые будут эксплуатировать сооружение;
• вес предметов интерьера, техники и оборудования;
• массу снежного покрова (определяется по климатическим условиям региона).

Для нахождения веса конструктивных элементов используют удельный вес строительных материалов, который можно узнать из справочников в общем доступе. Полезную нагрузку, которая включает вес людей и мебели, условно принимают равной 150–180 кг/м2.

Поскольку точно определить некоторые параметры достаточно сложно, добавляют к нагрузке запас надежности 10–25%.

Сопоставление параметров позволяет судить о том, правильно ли рассчитано количество свай относительно геологическим условиям.

Если нагрузки превышают допустимое сопротивление почвы, то разницу нивелируют за счет уменьшения шага (увеличения количества свай) или увеличения несущей способности фундамента путем выбора опорных элементов большего диаметра.

Основные схемы свайного поля

План размещения опорных элементов подбирают индивидуально в зависимости от конструктивных особенностей сооружения, а также сложности рельефа.

1. Одиночное расположение. Винтовые сваи ставят по углам конструкции с шагом не более 3 м (метод для малогабаритных и легковесных построек).
2. Ленточное расположение. Столбы вкручивают по периметру постройки с минимальным расстоянием друг от друга. Технология используется для малоэтажных домов со стенами из дерева, пенобетона, газоблока, а также для каркасных сооружений.
3. Кустовое размещение. Опоры устанавливают группами из 2–3 элементов в местах, где действуют максимальные нагрузки (под углами, несущими стенами, действующими каминами и т.п.). Шаг в этом случае не имеет принципиального значения.
4. Сплошное свайное поле. Под тяжеловесными объектами и на участках с просадочным грунтом опоры вкручивают с шагом в 1 метром по всему контуру фундамента.

Как правильно выбрать шаг?

Расстояние между соседними силовыми элементами рассчитывают, исходя из количества свай, а также их диаметрами. Для этого вначале определяют проектные нагрузки и анализируют особенности конструкции.

В случае с одиночным и ленточным расположением за основу берут периметр постройки и делят на количество свай. Результат сравнивают с минимально и максимально допустимыми параметрами и, в случае необходимости, подбирают шаг.

Ошибки в расчете расстояния между опорными элементами приведут к перерасходу средств, либо к риску проседания стен, если несущая способность фундамента в местах с максимальной нагрузкой будет недостаточной.

Минимальное и максимальное значение

Наименьшее значение шага зависит от толщины почвы, которая уплотняется лопастями вокруг сваи в процессе ее вкручивания.

Согласно нормам из СНиП, минимальный шаг принимают равным трем диаметрам опорных элементов, а максимальный – шести диаметрам.

Исключение составляют такие случаи:

1. Технология монтажа винтовых свай предполагает монтаж опорных элементов под углом. Тогда минимальный шаг будет равен 1,5Ø.
2. На участках с большим уклоном расстояние принимается минимально возможным.
3. При строительстве на достаточно плотных и стабильных грунтах промежуток между опорами может быть равен восьми диаметрам. Этот же диапазон подходит для строительства легких построек, которые будут эксплуатироваться по минимуму.
4. На площадках с высоким содержанием песка оптимальным считается шаг, равный четырем диаметрам. Расстояние уменьшают, если грунт чрезмерно уплотнен.

Оптимальное размещение столбов

Рациональное расстояние между опорными элементами выбирается на этапе проектирования сооружения, когда есть чертеж постройки, а также известны геологические особенности участка.

Как правило, при строительстве тяжеловесных сооружений с использованием винтовых свай сокращают расстояние между ними до тех пор, пока решение остается экономически целесообразным.

На практике шага в размере 1,5 м будет достаточно, чтобы фундамент равномерно распределял максимально возможные нагрузки на грунт, если была реализована технология обвязки опор деревянным, металлическим или бетонным ростверком.

Увеличить расстояние между силовыми элементами можно за счет выбор свай с большим диаметром. В этом случае можно повысить несущую способностью основания для тяжелых сооружений.

Вся самая важная и полезная информация о свайно-винтовом фундаменте представлена в данном разделе.

Заключение

Расстояние между опорными элементами регламентируется строительными нормами, изложенными СНиП и ГОСТах.

Как правило, шаг составляет от 1,5 до 3 м. Оптимальный диапазон выбирается на этапе проектирования с учетом геологии участка, особенностей конструкции и прочности свай.

Любые вынужденные изменения в параметрах в процессе монтажа должны согласовывать с конструктором, который проводил инженерные расчеты для фундамента.

Источник