Буронабивной свайно ленточный фундамент с ростверком

Как рассчитать расстояние между сваями? Этот вопрос волнует и строителей, отвечающих за качество своей работы, и заказчиков, приобретающих сваи. Причем первые желают усеять участок густым частоколом опор, а вторые – требуют отчета по каждой израсходованной сваи.

Определение диаметра свай по категориям строений

Чем больше диаметр свай и их количество, тем большую нагрузку они могут выдерживать:

  • диаметр 57 мм – для возведения небольших ограждений (шаг между сваями от 0,5 до 2 м);
  • 76 мм – опоры для заборов и небольших сооружений (шаг от 1 до 3 м);
  • 89 мм – тяжелые ограждения и небольшие строения – беседка, гараж, каркасные дома (шаг от 2 до 4 м);
  • 108 мм – подойдут для строительства более тяжелых строений – малоэтажные загородные дома из бруса, каркасные дома, каменные строения (шаг от 2 до 5 м);
  • более 108 мм – для ангаров, ЛЭП, установок для добычи нефти.

Типы свайных фундаментов

Свайные фундаменты имеют несколько преимуществ перед обычными ленточными или плитными, такие как:

  • Снижение расхода материалов.
  • Возможность устройства на сильнопучинистых грунтах.
  • Возможность монтажа на участках с большим уклоном.
  • Высокая скорость монтажа в случае применения винтовых свай. Фундамент под обычный загородный дом монтируется за 1-2 дня, нет необходимости ждать полного набора прочности бетоном в течение 28 суток.

Сваи применяются 3 видов:

  • Забивные.
  • Буронабивные. Как один из вариантов буронабивных свай монтируют так называемые сваи ТИСЭ, с уширением внизу. Такая конструктивная особенность снижает нагрузку на грунт и позволяет фундаменту эффективно противостоять силам выталкивания, возникающим при морозном пучении грунтов.
  • Винтовые.

Забивные элементы в частном строительстве применяются крайне редко, т.к. требуют привлечения тяжелой строительной техники.

Разновидности свайных фундаментов Источник

Самостоятельно или обратиться к профессионалам?

Найти статистические данные, СНиПы для фундамента из свай, данные по характеристике грунтов различных регионов легко. Однако так ли они будут верны именно в вашем месте застройки? Без испытаний грунта, точного расчёта нагрузки, фундамент вряд ли прослужит в течение долгого времени. Если у Вас есть профессиональные навыки или техника для монтажа винтовых свай, выполните работы сами, не прибегая ни к чьей помощи. Однако расчёт и покупку свай оставьте специалистам. Такое планирование действий позволит сэкономить на ремонтных работах или переделке фундамента в случае неудачного строительства. Проект будущего фундамента – не простое технологическое решение и должен быть выполнен профессионалами с учётом всех норм.

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.

Дача и Дом

Принимаем размеры свай (вариант A):  диаметр буронабивной сваи d = 0,5 м;  длина буронабивной сваи  l = 3,0 м. Нагрузка, приходящаяся на одну сваю составляет x метров (шаг свай) х 5,5 тонн (нагрузка на погонный метр фундамента ).

Несущую способность набивных свай исходя из грунтовых условий рассчитывают по формуле

P несущая способность сваи = 0,7 коэфф.

однородности грунта х (нормативное сопротивление грунта под нижним концом сваи х F площадь опирания сваи (м2) + u  периметр сваи (м) х  0,8 коэфф.

Читайте также:  Вязка арматуры под ленточный фундамент: делаем прочный каркас

условий работы х fiн нормативное сопротивление грунта на боковой поверхности ствола сваи х li – толщина несущего слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи (м)

В плоскости нижних концов свай залегает крупный песок, плотный влажный с несущей способностью Rн = 70 т/м2.

Площадь сечения (основания) круглой сваи составляет   S= 3,14 D2/4 S= 3,14 х 0,25 / 4 = 0,785/4 = 0,196 м2 Периметр сваи u = 3,14 D = 3,14 x 0,5 = 1,57 м; Дополнительный коэффициент условий работы mf = 0,8; В глинах и в скважинах с водой коэффициент работы сваи вместо 0,8 принимается равным 0,6. (Таблица 7.5 СП 50-102-2003 Проектирование и устройство свайных фундаментов). Нормативное сопротивление грунта на боковой поверхности ствола, принимаемое по табл., составит:  

  1. Для первого тугопластичного слоя грунта (суглинка) глубиной от 0 до 2 метров (среднее – 1 метр) – нормативное сопротивление грунта на боковой поверхности ствола составит от 1,2 до 2,3 т/м2  (См. строку для грунта на глубине 1 метр).  Принимаем самое малое значение сопротивления грунта с запасом 1,2 т/м2
  2. Для второго полутвердого слоя грунта (суглинка) глубиной от 2 до 3 метров (среднее – 2,5  метра) – от 4,2 до 4,8 т/м2 .  Принимаем самое малое значение сопротивления грунта с запасом 4,2 т/м2

Несущая способность сваи по грунту будет: Р = 0,7 х 1 [70  х 0,196 + 1,57 х 0,8 (1,2 х 2 + 4,2 х 1)] = 15,4 т. Минимально допустимый шаг свай составит 15,4 тонны / 5,5 тонн/м =2,8 метра. Разумно достаточным будет использование шага между сваями 2,5 метра.

Посмотрим, как изменится несущая способность сваи по грунту  при уменьшении диаметра сваи до 40 см (вариант Б): Площадь сечения (основания) круглой сваи составляет   S= 3,14 D2/4 S= 3,14 х 0,2 / 4 = 0,16/4 = 0,125 м2 Периметр сваи u = 3,14 D = 3,14 x 0,4 = 1,25 м; Несущая способность по грунту сваи диаметром 40 см составит:

Р = 0,7 х 1 [70  х 0,125 + 1,25 х 0,8 (1,2 х 2 + 4,2 х 1)] = 10,7 т.  Такие сваи придется ставить через 2 метра.

Посмотрим, как изменится несущая способность сваи диаметром 50 см при уменьшении глубины ее заложения с 3 до 2-х метров (вариант В):

Важно

При глубине заложения на 2 метра, буронабивная свая будет опираться на слой полутвердого суглинка, а боковые поверхности ствола сваи будут соприкасаться с 2 метровым слоем тугопластичного суглинка. В плоскости нижних концов свай залегает полутвердый суглинок, с несущей способностью Rн = 36 т/м2.

Площадь сечения (основания) круглой сваи составляет   S= 3,14D2/4 S= 3,14 х 0,25 / 4 = 0,785/4 = 0,196 м2 Периметр сваи u = 3,14 D = 3,14 x 0,5 = 1,57 м; Дополнительный коэффициент условий работы mf = 0,8; Нормативное сопротивление грунта на боковой поверхности ствола для тугопластичного слоя грунта (суглинка) глубиной от 0 до 2 метров (среднее – 1 метр) – нормативное сопротивление грунта на боковой поверхности ствола составит от 1,2 до 2,3 т/м2  (См. строку для грунта на глубине 1 метр).  Принимаем самое малое значение сопротивления грунта с запасом 1,2 т/м2 Несущая способность по грунту сваи диаметром 50 см и глубиной 2 метра составит:

Р = 0,7 х1 [36  х 0,196 + 1,57 х 0,8 (1,2 х 2) = 7 т.  Такие сваи придется ставить уже через 1,2 метра.

Из вышеприведенного примера можно сделать два важных вывода:

  1. При  устройстве фундамента важно проводить исследование подлежащего грунта для определения его несущих способностей.  
Дача и Дом

Расстояние между винтовыми сваями для каркасного дома: фундамент

Устройство фундамента без выемки грунта и укладки бетона возможно, если воспользуетесь винтовыми сваями. В деньгах не выиграете, а времени сэкономите минимум полгода: бетонному основанию необходимо устояться, желательно перезимовать, чтобы выявить дефекты, если заливка проводилась с нарушением технологии.

Опорные оси – без промаха

У застройщика каркасного дома постоянно времени в обрез. Сформировать свайное поле за рабочий день при механизированном вкручивании – обычное дело. На склоне холма привычные измерения рулеткой приводят к ошибкам: расстояние между точками нулевой отметки должны находиться в одной плоскости.

А положить обвязку со смещением относительно ростверка – дополнительные работы: либо подгонять размер стены под ошибку, либо вынимать опоры и забуриваться винтовыми сваями большего диаметра на1,2 м глубже.

Как правильно подбирать сваи?

В строительстве дома не рассчитывается на прочность и изгиб каждый гвоздь. Существуют апробированные типовые решения. Нормали на проектирование содержат просчитанные и полученные опытным путём решения. Воспользуемся готовыми рецептами.

Определим несущую способность 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.

Читайте также:  Битумная мастика для гидроизоляции фундамента своими руками (видео)

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.
Расстояние между винтовыми сваями для каркасного дома: фундамент

Влажность снижает показатели на 20–50%

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.

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.

Глубина заложения опор

Четыре основных фактора определяют степень заглубления: особенности почвы, обводненность, глубина промерзания, масса дома. Опорная винтовая площадка наконечника не может располагаться на уровне глубины промерзания или выше. Как минимум в полметра необходимо иметь запас для малоснежной морозной зимы.

Придётся добираться до плотного слоя либо подбирать сваи с несколькими опорными площадками. Увеличение несущей способности происходит за счёт большей площади опоры в нескольких уровнях. Расстояние между витками не регламентируется.

Сколько нужно опор?

Посчитаем массу дома по частям. Основное строение отдельно, пристройки с некапитальными стенами отдельно. Перекрытия и стены представляют слоёный пирог: пласты базальтовой ваты между деревом и плитной обшивкой.

Каждую доску не учесть, воспользуемся табличными данными:

  • Утеплённая стена 200 мм – 70 кг/ м2;
  • Межкомнатные перегородки со звукоизоляцией – 35 кг/м2;
  • Перекрытие межэтажное деревянное – 180 кг/м2;
  • Кровля – 80–160 кг/м2 (Различия в весе кровельного материала);
  • Обвязка фундамента швеллер 20П – 18,4 кг/погонный м;
  • Свая Ø 108, L – 2,5 м – 30 кг;
  • Сантехническое оборудование – до 3000 кг;
  • Оборудование и мебель – 160 кг/м2;
  • Печь, камин либо стяжка тёплого пола;
  • Снеговая нагрузка – климатические особенности региона.

Как определить количество материала для частного дома?

Чтобы определить потребность в количестве опор для силовой конструкции, необходимо суммарные проектные нагрузки разделить на грузоподъемность одной сваи. Принципы вычислений и табличные коэффициенты изложены в СНиП №

Расчет несущей способности отдельной опоры

Несущую способность силового элемента находят по формуле:

F=Y_c×(Y_cr×R×D+P×∑〖Y_cri×F×L〗),где

  • Y_c – показатель условий работы;
  • Y_cr – коэффициент, который учитывает сопротивление почвы нагрузкам;
  • R– расчетное сопротивление грунта под площадью подошвы;
  • D – диаметр силового элемента;
  • P – периметр сечения одной сваи;
  • Y_cri – показатель, отражающий давление грунта на стенку сваи;
  • F_i – сопротивление почвы относительно поверхности силового элемента;
  • L – длина сваи.

Удостовериться в несущей способности отдельного конструктивного элемента относительно проектных условий можно по условию:

γ_n×N≤F/γ_cd ,где

  1. N – расчетная нагрузка на одиночную опору;
  2. γ_n –коэффициент надежности исходя из класса ответственности сооружения (определяется ГОСТ 27751);

γ_cd –коэффициент надежности по грунту, который равен:

  • 1,2 – если грузоподъемность сваи определена методом полевых испытаний при передаче статистических нагрузок;
  • 1,25 – если показатель F найден по результатам динамических испытаний с учетом упругих деформаций почвы;
  • 1,4 – если грузоподъемность определена расчетным путем с использованием свода правил из СНиП, а также табличных коэффициентов;
  • 1,5 – если допустимая нагрузка на опору определена с помощью компьютерных программ.

Вычисление расчетной нагрузки

Для самостоятельных расчетов выбирают формулу для расчета предельной нагрузки на опору, исходя из типа фундамента:

Расчет нагрузки от конструкции здания

Чтобы определить нагрузку, которую по плану будет передавать сооружение на грунт через фундамент, необходимо найти общую массу дома и умножить значение на коэффициент запаса надежности (1,1–1,25).

Чтобы найти вес здания, необходимо знать:

  • площадь всех стен и перекрытий;
  • тип кровли и ее размеры;
  • удельный вес использованного строительного материала;
  • полезную нагрузку, которые могут оказывать люди и предметы интерьера (для жилых сооружений принимается равной 150 кг/м2);
  • массу снежного покрова (усредненный показатель по региону).
Как определить количество материала для частного дома?

Когда найдены показатели веса для кровли, стен, перекрытий, мебели и людей, а также определена нагрузка снежного покрова, значения складываются. Результат расчетов позволит определить количество опор и удостовериться в правильности выбранных параметров.

Читайте также:  А можно ли заливать фундамент зимой: технологии заливки

Подсчет требуемого количества материала

Определение количества силовых элементов сводится к делению веса конструкции на грузоподъемность одной сваи.

Производители опор в технической документации указывают предельные нагрузки, которые можно использовать для предварительно подбора количества элементов.

В задачи конструктора входит сопоставление характеристик сваи с заданными условиями по формулам для нахождения несущей способности опор, которые приведены в вышеизложенном материале. Только так можно быть уверенным в достоверности расчетов.

Зная количество опорных элементов, можно убедиться в правильности выбранной схемы, для этого нужно:

  1. Общий вес конструкции (дома и фундамента) разделить на опорную площадь.
  2. Второй показатель находят, исходя из формы сечения и количества свай. Например, для изделий с круглым сечением используют классическую формулу .

Зная какое давление оказывает конструкция на квадратный сантиметр грунта, сравнивают полученное значение с известным расчетным сопротивлением грунта (R0) из СНиП Если вес конструкции не превышает значение R0, то считают, что количество свай было определено правильно. В противном случае увеличивают количество опор или выбирают изделия с большей площадью сечения.

Глубина установки опор и шаг между ними

Свайный фундамент заглубляют в почву ниже точки промерзания (d_f), которую можно взять из справочников, но целесообразнее рассчитать самостоятельно по формуле:

d_f=d_0 √T, где

  1. T – среднемесячная минусовая температура за всю зиму в регионе;
  2. d_0 – коэффициент, который выбирают по типу грунта:
      0,23 – глинистые почвы;
  3. 0,28 – пылеватые пески;
  4. 0,30 – пески средней фракции;
  5. 0,34 – гравий и крупнообломочные породы.

Последним шагом в ходе инженерных расчетов остается окончательно выбрать шаг между опорными элементами.

Опоры размещают по плану, придерживаясь оптимального расстояния 1,5–2,5 м, уделяя особое внимание местам, где конструкция оказывает максимальное давление на почву, а именно:

  • по углам конструкции;
  • у входной группы;
  • под несущими стенами;
  • под действующими печами и каминами;
  • под тяжелым оборудованием и т.д.

Особенности размещения свай под деревянный дом

В деревянных домах несущими кроме наружных стен могут быть и внутренние. Под них также устанавливаются опоры. Расстояние между сваями фундамента для деревянного дома в месте установки внутренних несущих стен уменьшают примерно на 30% по сравнению с наружным периметром.

Расстояние между сваями фундамента в каркасном доме из дерева не должно превышать трех метров.

Следовательно, под внутренними стенами шаг опор будет равняться: 3 * 0,7 = 2,1 (м)

Особенности размещения свай под деревянный дом

Вас интересует, что такое электрический теплый пол под плитку?

Возможно Вам интересна схема армирования ростверка свайного фундамента?

Основные показатели для расчета

Для буронабивных свай количество, размеры, расстояние между ними в свету выбирают исходя из следующих условий:

  • Свойства грунта;
  • Общий вес конструкции, включая сами опоры;
  • Наличия в проекте цокольных, подвальных помещений;
  • Прогноз изменения условий эксплуатации (возможность подтопления, подработки, техногенного и вибрационного воздействия соседних объектов);
  • Климатическая зона (плюсовых температур или глубокого промерзания).
  • Стандарты заглубления буронабивных свай

    По результатам исследований показатели для почв и пород, климатического районирования берутся из таблиц. Удельный вес строительных материалов, для определения суммарного показателя, указан в справочниках.

    При совпадении типовых показателей можно воспользоваться сводными таблицами. По сопротивлению почвы и диаметру столба определяется величина несущей способности одной опоры. Расчетная величина часто оказывается ниже фактической, полученной в результате испытаний. Это объясняется применением осредненных табличных значений величин.

    При глубине до 3 м рекомендуется выбирать сечение бетонного стержня диаметром от 30 см (,СП ;СНиП ; , Международного строительного кода IBC -2009).Подошва колонны выступает на 100 мм. Пример: для 300-мм столба подошва – Ø 500 мм.

    Правила расположения винтовых свай под фундаментом

    Для поддержания строения и обеспечения равномерной нагрузки опоры должны располагаться согласно установленному порядку в местах с наибольшей нагрузкой.

    Можно выделить следующие зоны:

    • в углах соединения фасадных стен;
    • в точках пересечения несущих стен и межкомнатных перегородок;
    • возле входного проема;
    • на внутренней площади с интервалом не более 2 метров;
    • под печью или камином (от 2 свай и более);
    • под несущей стеной, на которой располагается дополнительная конструкция типа балкона или мезонина, локально усиливающая нагрузку на стену.

    После нахождения точного количества свай наступает этап схематического расположения опор в плане фундамента. При этом должны учитываться вышеуказанные правила их размещения под несущими элементами и в критических точках строения. Остаток должен равномерно размещаться в интервалах между ключевыми опорами. Так определяется шаг в расстановке винтовых свай.