Расчет расстояния между буронабивными сваями в свету

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.

ВАЖНО!

Общую расчетную сумму нагрузок следует увеличить на 10-15 %, чтобы иметь некоторый запас несущей способности основания. Это может компенсировать возможную дополнительную нагрузку от веса обшивки или иных элементов, не учтенных ранее.

Пример вычисления количества свай

Рассмотрим особенности расчета на примере дома квадратной формы с периметром 8х8.

К другим особенностям строения относятся:

• каркасный тип, крыша из шифера, крыльцо;
• размеры фундамента – 8х8, высота строения – 3 метра;
• в доме 3 комнаты, образованные пересечением сплошной стены длиной 8 метров и перегородки длиной 4 метра;
• каркас изготовлен из бруса 150х150, ростверк – 200х200;
• стены обшиты сендвич-панелями.

Вычисление площади стен:

• наружные – 8*3*4=96 кв. м;
• внутренние – 8*3+4*3=36 кв. м.

Вычисление массы стен при использовании табличных значений для массы 1 кв. м:

• наружные (несущие) – 50*96=4800 кг;
• перегородки – 30*36=1080 кг;
• общая масса – 4800+1080=5880 кг.

Вычисление массы цокольных и чердачных перекрытий при использовании табличных значений для массы 1 кв. м:

• цокольное – 8*8*150=9600 кг;
• чердачное – 8*8*100=6400 кг;
• общая масса – 9600+6400=16000 кг.

Для определения массы дополнительной нагрузки (внутреннего наполнения дома: отделочных материалов, вещей, оборудования) используется табличное значение 350кг/1кв. м. При вычислении нагрузки для двухэтажного дома вес дополнительной нагрузки умножается на 2.

8*8*350=22400 кг.

Вычисление общей нагрузки на фундамент:

16000+22400=38400 кг.

Вычисление количества свай по формуле К=Р*к/S, где:

«Р» – общая нагрузка;

«к» – коэффициент надежности (в примере – 1.4);

«S» – максимальная нагрузка на 1 сваю (это значение опирается на специфику сваи, в примере это – опора с диаметром 300 мм).

Сопротивление грунта определяется спецификой той местности, на которой возводится дом. В примере это грунт со средней плотностью 3 кг. /куб. см., слабым промерзанием 1 метр и глубоким залеганием грунтовых вод.

38400*1.4/2600=20.6

Приведенный пример показывает возможный вариант вычислений. Он не учитывает конкретную специфику отдельного строения, которая может повлиять на конечное количество свай и их размещение в плане фундамента.

Один из главных моментов – отделочные материалы и прочее наполнение дома, составляющее примерно половину нагрузки. Табличное значение отталкивается от усредненного веса материалов. Если используется массивная обшивка, например, плиты гранита или мрамора, кладка камня или кирпича и т. п., показатель общей нагрузки может существенно измениться. В таких обстоятельствах без точного подсчета веса всех элементов, относящихся к дополнительной нагрузке, не обойтись.

О свайных фундаментах и рекомендованном расстоянии между сваями смотрите в этом видео.

Достоинства и недостатки

Начинать говорить о достоинствах свайно — винтового фундамента надо с позиции простоты проводимого процесса. Ведь для этого не нужна специальная техника, хотя именно с ее помощью монтажный процесс ускоряется до максимума. Ведь, что собой представляет данная разновидность фундаментных конструкций? Это металлическая труба, на конце которой установлен бур. Трубу вкручивают в грунт до необходимой глубины.

После установки всех свай их обвязывают металлическими или деревянными профилями (швеллер, двутавр,брус), которые образуют ростверк здания. На него и укладывают стеновые и напольные конструкции. Здесь нет опалубки, почти нет бетонного раствора, нет длительного времени, которое выделяется на высыхание бетонной смеси. Такой фундамент под дом небольших размеров можно смонтировать за один день.

При этом установку свайно — винтового фундамента своими руками можно провести на любых видах грунтов. Это касается регионов и с болотистой местностью, и вечной мерзлотой, и на участках с подтоплением весной. Но чаще всего его устанавливают на участках с уклоном, где работы по сооружению фундамента из бетона требуют особого подхода, больших финансовых и трудовых затрат. Ведь углублять сваи можно на любое расстояние, все зависит от длины трубы. Поэтому очень удобно выставить их в одной горизонтальной плоскости в независимости от рельефа местности.

И еще несколько преимуществ:

1. Проводить монтаж можно в любое время года.
2. Нет необходимости исследовать грунт на уровень пролегания грунтовых вод.
3. Фундамент для дома из винтовых свай не подвергается негативному воздействию пучения грунта.
4. Для свайно —  винтового фундамента нет надобности выкапывать большой котлован или рыть траншеи, что снижает затраты на его сооружение.
5. Он не будет тянуть капиллярную влагу из почвы, что гарантированно сохраняет стены дома.
6. В пространстве между полом и грунтом можно запланировать прокладку коммуникационных сетей.
7. Срок службы зависит от технических характеристик труб – их толщины, металла и способа защитного нанесения.
8. Давно подсчитано, что такая конструкция дешевле бетонной на 30 — 40%.

К минусам свайно — винтового фундамента можно отнести некачественное изготовление самих свай. Сегодня их изготавливают и кустарным производством в небольших цехах, где за качество никто не отвечает. Но есть и более серьезные недостатки:

1. Вкручивать винтовые сваи в каменистую или скальную породу очень сложно, а иногда и просто невозможно. Если принято решение использовать их на таких участках, то приготовьтесь к большим сложностям.
2. Обязательно обустраивается система водоотведения, что приводит к увеличению бюджета.
3. Коррозию металла никто не отменял. И хотя винтовые сваи обрабатываются защитными покрытиями, природа делает свое дело. Особенно это относится к участкам с повышенной химической активностью. Поэтому фундаменты СВФ не рекомендуется сооружать вблизи железных дорог, разрабатываемых шахт, высоковольтных линий электропередач.
4. Полноценный подвал под домом, установленным на винтовые трубы, не получить.

Недостатков свайно винтового фундамента немало. Но если правильно выбрать сваи по техническому назначению, если грамотно провести их монтаж, то можно гарантировать их высокую несущую способность и длительный срок службы.

Определение несущей способности грунта

Определимся с типом постройки. Между всесезонным коттеджем для постоянного проживания и дачным домиком разница только в толщине стен. Идеально, когда под рукой адаптированный под данный район проект, учитывающий структуру почвы на основе геологических изысканий.

Даже если нет его – безвыходных ситуаций не бывает. Информацией поделится интернет и соседи. Но и получив нужные данные, возьмитесь пробурить пробный шурф в нижней точке участка. Выручит ледобур для зимней рыбалки с негодными сточенными ножами. Представление о влажности, глубине залегания горизонтов и составе получите полное.

Глубину бурения желательно выполнить ниже планируемой точки заложения фундамента возводимого дома. Качественные показатели грунта, залегающего на глубине планируемой фиксации наконечника – искомые, которыми и будем пользоваться для всех расчётов. Верхние горизонты не играют роли.

По несущей способности по степени возрастания несущей способности грунты в таблице располагаются в таком порядке:

• Насыпной грунт;
• Супесь;
• Суглинок;
• Мелкий песок;
• Песок средней фракции;
• Крупный песок;
• Глина.

Влажность снижает показатели на 20–50%

Для монтажа свайно-винтового фундамента необходимо знать о несущих способностях грунта. Проект дома, и фундамента в том числе, создается на основе этих данных. Узнать структуру не сложно, для этого можно заглянуть в Интернет или поспрашивать у соседей.

Даже после выяснения этой информации проверить почву на участке лучше самостоятельно. Для этого необходимо взять старый бур для рыбалки и в дальнем углу участка пробурить отверстие. Это поможет наглядно увидеть состояние почвы: ее влажность глубина залегания горизонтов и т. д.

Для проверки рекомендовано бурить отверстие ниже предполагаемого уровня погружения свай. Это поможет ознакомиться с качествами нижних горизонтов почвы, которые и играют основную роль для фиксации опор.

Технология заливки свайно-винтового фундамента

Технология установки фундамента из свайно-винтовых опор без использования наемных рабочих и спецтехники выглядит следующим образом:

1. Технические расчеты; 2. Разметка и установка опор с обрезкой по уровню; 3. Заливка бетона в полость опоры; 4. Обвязка свайной конструкции.

Технические расчеты

Начинать строительство свайного фундамента нужно с подбора подходящих опор. Паспорт каждой опоры позволяет узнать ее несущую способность в зависимости от диаметра, ширины лопастей и прочих конструктивных особенностей.

Просчитайте приблизительный вес будущего здания и добавьте к полученной цифре еще 50%. Сюда включается необходимый запас прочности, а также всевозможные снеговые и ветровые нагрузки.

Не забудьте включить в массу будущего строения и кровлю. Помните, что ондулин или металлочерепица весят меньше, чем шифер или натуральная глиняная черепица. Эти данные позволят вам подобрать подходящие сваи и подсчитать их количество в зависимости от размеров несущей конструкции.

Разметка и установка опор

Когда все расчеты произведены и подходящие сваи закуплены, можно переходить к их разметке на местности и последующей установке.

• Разметьте необходимый участок местности согласно плану будущего строения. Отметьте места ввинчивания опор деревянными колышками. Помните, что расстояние между двумя ввинчиваемыми сваями может варьироваться от 1 до 3 метров.

• Как только разметка произведена, можно приступать непосредственно к установке винтовых свай. Ничего сложного в данном процессе нет. Прежде всего, необходимо выкопать углубление в 30-40 см на месте установки опоры. Сделать это можно при помощи обыкновенной лопаты.

• Вставив первую сваю в выкопанный приямок, можно переходить к вкручиванию. Для этого в отверстия рабочего ствола с двух сторон вставляют специальные кронштейны, в которые затем вставляют две длинных трубы. Два человека, удерживая трубы-рычаги за края, начинают движение по часовой стрелке вокруг сваи, и благодаря прилагаемым усилиям винтовая свая постепенно ввинчивается до нужной глубины.

• Заметим также, что для установки свай необходимо как минимум 3 человека. Пока двое ввинчивают сваю, третий удерживает ее и контролирует вертикальное положение. Если усилий двоих человек для завинчивания опоры будет недостаточно, понадобится помощь еще двоих человек, по одному на каждый рычаг.

• Сваи, ввинченные под углом, необходимо выкрутить и установить повторно, но не в то же место, а рядом, отступив 0,5 метра.

• Аналогичным способом закручиваются и все остальные сваи

Здесь важно лишь контролировать продольное и поперечное расстояние между металлическими опорами, а также регулярно проверять диагонали

• Когда все сваи будут ввинчены, засыпьте установочные приямки землей и утрамбуйте грунт вокруг свай. Далее необходимо дать опорам точную отметку от уровня земли. Для этого воспользуйтесь лазерным уровнем и мелом.

• Отбив уровень всех имеющихся на планировке свай, можно переходить к их обрезке. Для этого используйте болгарку.

Заливка бетона в полость опоры

В установленные опоры необходимо залить готовый цементный раствор, что придаст прочности опорной конструкции и поспособствует ее долговечности. Заполните раствором практически всю трубу, оставляя незаполненными лишь 10 см от края. Оставшееся пространство засыпьте сухой смесью цемента и песка.

Обвязка свайно-винтовой конструкции

Сверху, на каждую опору следует наварить основание в виде металлической пластины толщиной 10 мм и приблизительным размером 100х200 мм.

Тем не менее, самый надежный свайно-винтовой фундамент получается после установки ростверка. Говоря простым языком, это сварка цельного каркаса прямо на опорах, позволяющая правильно распределить нагрузку установленного сооружения.

Установка ростверка на опоры фундмента

Для установки ростверка длинные швеллеры укладывают на все опорные столбы, установленные в ряд, и приваривают к ним электросваркой. После этого продольные швеллеры соединяют поперечными, приваривая их встык. В итоге получается цельная конструкция, внешне отдаленно напоминающая монолитный фундамент. Такая конструкция будет максимально надежной, и не даст сломаться или согнуться отдельно стоящей свае.

Как вариант, для удешевления конструкции и получения необходимой прочности, соседние балки можно соединить косыми или крестообразными распорками, также взятыми на сварку.

Завершая возведение несущей строительной опоры, необходимо обработать все варочные швы защитным составом. Это убережет сварные соединения от разрывов и коррозии на десятки лет!

Как только фундамент будет готов, сверху на него можно укладывать венцы сруба и начинать возводить дом.

Работа со сваями

После монтажа винтовых свай проводятся дополнительные работы. В первую очередь стоит убедиться, что все опоры установлены ровно. До нулевого уровня дома от земли должно быть минимум 60 см. Выравниваем все сваи, чтобы они находились в одной плоскости. Для этого можно использовать болгарку.

Далее опоры бетонируют, чтобы придать им прочности. Это исключит вероятность крена и деформации будущего фундамента. Также необходимо выгнать из полостей воздух, чтобы фундамент в дальнейшем не разрушался.

Смесь засыпается во внутреннюю пустоту сваи, также необходимо уложить армирование, это придаст конструкции надежности. Для этого готовится цементно-песочная смесь. Ее расход составляет 35 кг на 1 сваю.

Заключительный этап монтажа опор — привариваются оголовки. После этого выполняется обвязка брусом. Если использовать швеллер вместо бруса, тогда можно обойтись без оголовков. Это поможет значительно сэкономить.

Работа со свайно-винтовым фундаментом исключает следующие действия:

• Проведение подгонки свай под один уровень во время ввинчивания. Эта работа проводится после завершения монтажа всех опор, в противном случае это может спровоцировать проседание фундамента в дальнейшем;
• Удлинение неровно ввинченных свай;
• Монтаж опор меньше, чем на 1,5 м в грунт;
• Создание подготовительных отверстий для опор в земле глубже 50 см;

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.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Опытный бурильщик способен оценить состояние грунта не хуже, чем специалист-геолог, однако, если есть возможность выполнить качественный анализ грунта, пренебрегать ей не следует.

Определение несущей способности грунта

Для монтажа свайно-винтового фундамента необходимо знать о несущих способностях грунта. Проект дома, и фундамента в том числе, создается на основе этих данных. Узнать структуру не сложно, для этого можно заглянуть в Интернет или поспрашивать у соседей.

Даже после выяснения этой информации проверить почву на участке лучше самостоятельно. Для этого необходимо взять старый бур для рыбалки и в дальнем углу участка пробурить отверстие. Это поможет наглядно увидеть состояние почвы: ее влажность глубина залегания горизонтов и т. д.

Для проверки рекомендовано бурить отверстие ниже предполагаемого уровня погружения свай. Это поможет ознакомиться с качествами нижних горизонтов почвы, которые и играют основную роль для фиксации опор.

Размещение опор в плане

Правильное размещение свай необходимо, чтобы сохранить целостность каркасного дома и избежать просадки. Особенно это касается сложных проектов: проекты двухэтажных домов, здание со стенами неправильной формы и т. д. Главное правило: нагрузка должна распределяться равномерно.

Расположение опор дома бывает четырех типов:

• Одиночное. Сваи располагаются на равном отдалении одна от одной по углам строения, под несущими стенами, и под вертикальными стойками каркасника;
• Ленточное. Этот тип свайно-винтового фундамента способен выдерживать более высокие нагрузки. Опоры располагаются, как при одиночном типе фундамента, только укорачивается шаг между ними;
• Кустовое. Подразумевается хаотичное размещение опор под основание дома. Они монтируются кустами, больше всего свай располагается в зонах с самой высокой нагрузкой (например, под комнатой с тяжелым оборудованием). При таких условиях шаг между опорами не играет роли, главное чтобы они было по всему периметру плиты;
• Сплошное (по-другому, свайное поле). Такой тип фундамента актуален для местности с неустойчивым земляным покровом и для тяжелых каркасных зданий. Сваи располагаются сеткой по всему периметру строения. Максимальный шаг — 1 м.

Виды фундамента на сваях

В зависимости от технологии погружения опор свайные фундаменты бывают:

• На висячих сваях;

• На подпорных сваях.

В первом случае столбы как бы висят в земле без опоры на несущий слой за счет банальных сил трения. Во втором они наоборот опираются на твердые пласты грунта. Висячий фундамент требует большого количества свай и более основательных расчетов на базе серьезных геодезических исследований участка. Для строительства частных коттеджей в два-три этажа такую технологию не используют.

В малоэтажном домостроении более востребован подпорный вариант. Сваи здесь не забиваются сплошным полем, их требуется гораздо меньше. Для обычного дома за городом вполне хватает четырех опор по углам и нескольких под несущими стенами. Такой свайный фундамент своими руками выполнить гораздо проще.

Сваи для устройства подобного основания можно взять:

1. Винтовые (вкручиваемые) стальные.

2. Забивные железобетонные.

3. Буронабивные из асбестоцементной трубы и железобетона внутри.

Виды свай для разных типов фундамента

Частные застройщики для строительства свайного жб фундамента обычно выбирают винтовую либо инъекционную (буронабивную) технологию. При этом у “винтов” из стали есть серьезное ограничение – глубина заложения при самостоятельном монтаже. При неглубоком залегании плотных слоев (до 2-х метров) их самостоятельно еще можно закрутить в землю, а вот для более длинных опор уже нужна будет специализированная техника.

С буронабивными аналогами ситуация принципиально иная. Они делаются из труб, для погружения которых в землю необходимо вырыть соответствующего размера яму. Даже если она потребуется под пару метров глубиной, в плотном не осыпающемся грунте выкопать такой котлован своими руками для будущего основания будет несложно.

Тип и размер

Воспользуемся чужим опытом. Для фундамента каркасного дома независимо от площади и этажности применяются опорные шнековые либо винтовые элементы с диаметром ствола 108–133 мм и опорной площадкой соответственно 300–350 мм.

На фото необработанная заготовка. Швы зачистят, сформируют галтели по катету шва, тем не менее советуем остановить выбор на литом наконечнике: единственный сварной шов, расположен на трубе, активному воздействию абразивов не подвергается. На плавность спирали не влияют деформации и внутренние напряжения, возникающие в результате температуры плавления металла при сварке.

Важно: наиболее уязвимы воздействию коррозии сварные швы, особенно в местах периодического миграционного колебания уровня грунтовых вод. Коррозия меньше разрушает литьевую сталь

Даже полное разрушение сварного шва на глубине не ослабляет фундамента: бурт между трубой и наконечником сохранит связь с воспринимающей нагрузку спиралью. Целостность системы связи между ростверком и сваями и при такой оказии не нарушится

Коррозия меньше разрушает литьевую сталь. Даже полное разрушение сварного шва на глубине не ослабляет фундамента: бурт между трубой и наконечником сохранит связь с воспринимающей нагрузку спиралью. Целостность системы связи между ростверком и сваями и при такой оказии не нарушится.