какое расстояние между забивными сваями должно быть
СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты Часть 4
Наклон забивных свай диаметром
Наклон буровых свай и свай-оболочек диаметром, м
Расстояние между наклонными или между наклонными и вертикальными сваями в уровне подошвы ростверка следует принимать исходя из конструктивных особенностей фундаментов и обеспечения их надежности заглубления в грунт, армирования и бетонирования ростверка.
Примечание. Для фундаментов зданий и сооружений III класса* нижние концы свай допускается опирать в песчаных и пылевато-глинистых грунтах с относительным содержанием органического вещества В этом случае несущая способность свай должна определяться по результатам их испытаний статической нагрузкой. При наличии слоя погребенного торфа нижний конец свай должен быть заглублен не менее чем на 2 м ниже подошвы этого слоя.
*Здесь и далее класс ответственности зданий и сооружений принят согласно «Правилам учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкций», утвержденным Госстроем СССР.
7.11. Глубину заложения подошвы свайного ростверка следует назначать в зависимости от конструктивных решений подземной части здания или сооружения (наличия подвала, технического подполья) и проекта планировки территории (срезкой или подсыпкой), а также высоты ростверка, определяемой расчетом. Для фундаментов мостов подошву ростверка следует располагать выше или ниже поверхности акватории, ее дна или поверхности грунта при условии обеспечения расчетной несущей способности и долговечности фундаментов исходя из местных климатических условий, особенностей конструкции фундаментов, обеспечения требований судоходства и лесосплава, надежности подлежащих осуществлению мер по эффективной защите свай от неблагоприятного воздействия знакопеременных температур среды, ледохода, истирающего воздействия перемещающихся донных отложений и других факторов.
При строительстве на пучинистых грунтах необходимо предусматривать меры, предотвращающие или уменьшающие влияние сил морозного пучения грунта на свайный ростверк.
7.12. В районах со средней температурой воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40°С для фундаментов мостов в зоне воздействия знакопеременных температур следует применять сваи и сваи-столбы сплошного сечения с защитным слоем бетона (до поверхности рабочей арматуры) не менее 5 см. В районах с температурой воздуха выше минус 40°С допускается вне акватории использовать сваи сплошного сечения, полые сваи и сваи-оболочки с защитным слоем бетона не менее 3 см при условии осуществления мер по предотвращению образования в них трещин. В зоне переменного уровня постоянных водотоков не следует, как правило, применять буронабивные сваи и заполненные бетоном сваи-оболочки.
Для буронабивных свай фундаментов мостов защитный слой бетона должен быть не менее 10 см.
В зоне воздействия положительных температур (не менее чем на 0,5 м ниже уровня сезонного промерзания грунта или подошвы ледяного покрова) можно применять сваи любых видов без ограничений по условию морозостойкости бетона.
7.13. При разработке проекта свайных фундаментов необходимо учитывать возможность подъема (выпора) поверхности грунта при забивке свай, который, как правило, может происходить в случаях, когда:
а) площадка строительства сложена пылевато-глинистыми грунтами мягкопластичной и текучепластичной консистенций или водонасыщенными пылеватыми и мелкими песками;
б) погружение свай производится со дна котлована;
в) конструкция свайного фундамента принята в виде свайного поля или свайных кустов при расстоянии между их крайними сваями менее 9 м.
Среднее значение подъема поверхности грунта h, м, следует определять по формуле
— объем всех свай, погружаемых в грунт, ;
8. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ В ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТАХ
8.1. Применение свайных фундаментов в условиях просадочных грунтов должно быть обосновано технико-экономическим сравнением возможных вариантов проектных решений свайных фундаментов и фундаментов на естественном основании.
Проектирование свайных фундаментов в грунтовых условиях II типа по просадочности должно выполняться специализированными организациями.
На застраиваемой территории должен быть тщательно изучен гидрогеологический режим подземных вод и дан прогноз возможного его изменения при эксплуатации проектируемых и существующих зданий и сооружений.
Физико-механические, в том числе прочностные и деформационные характеристики просадочных и других видов грунтов, изменяющих свои свойства при замачивании, должны определяться для состояния природной влажности при полном водонасыщении.
8.3. При проектировании свайных фундаментов в грунтовых условиях II типа по просадочности с возможной просадкой грунтов от собственного веса свыше 30 см следует, как правило, предусматривать мероприятия по переводу грунтовых условий II типа в I путем срезки грунта или уплотнения предварительным замачиванием, замачиванием со взрывом, грунтовыми сваями и другими методами. При соответствующем технико-экономическом обосновании указанные способы должны обеспечивать устранение просадки грунтовой толщи от ее собственного веса в пределах площади, занимаемой зданием или сооружением, и на расстоянии, равном половине просадочной толщи вокруг него.
Примечания: 1. Если прорезка указанных грунтов в конкретных случаях экономически нецелесообразна, то в грунтовых условиях I типа по просадочности для зданий и сооружений III класса допускается устройство свай (кроме свай-оболочек) с заглублением нижних концов не менее чем на 1 м в слой грунта с относительной просадочностью [при давлении не менее 300 кПа (3 кгс/ ) и не менее давления, соответствующего давлению от собственного веса грунта и нагрузки на его поверхности] при условии, что в этом случае обеспечивается несущая способность свай, а суммарные значения возможных просадок и осадок основания не превышают предельных значений для здания и сооружения при неравномерном замачивании грунтов.
2. Сваи-колонны одноэтажных зданий III класса в грунтовых условиях I типа допускается опирать нижними концами на грунты с если несущая способность свай подтверждена испытаниями.
8.6. Расчет свай, применяемых в грунтовых условиях I типа, следует производить в соответствии с указаниями разд. 4,6 и рекомендуемого приложения 1 с учетом того, что сопротивления грунтов под нижними концами R и на боковой поверхности сваи (см. табл. 1, 2 и 7), коэффициенты пропорциональности К и а (см. рекомендуемое приложение 1), модуль деформации Е, угол внутреннего трения и удельное сцепление с должны определяться при условиях:
— удельный вес воды; = 10 кН/ (1 тс/ );
— удельный вес твердых частиц, кН/ (тс/ );
— влажность грунта на границе раскатывания и на границе текучести в долях единицы;
если по формуле (31) следует принимать
8.7. Несущая способность свай в выштампованном ложе, применяемых в грунтовых условиях I типа, должна назначаться в соответствии с требованиями п. 4.4 как для забивных свай с наклонными гранями при соблюдении дополнительных требований, изложенных в п. 8.6.
8.8. Несущую способность свай, применяемых в грунтовых условиях I типа, по результатам их статических испытаний, проведенных с локальным замачиванием грунта в пределах всей длины сваи согласно ГОСТ 5686-78, следует определять в соответствии с требованиями разд. 5.
В грунтовых условиях I типа при наличии опыта строительства на застраиваемой территории и результатов ранее выполненных статических испытаний свай в аналогичных условиях испытания свай допускается не производить.
Не допускается определять несущую способность свай и свай-оболочек, устраиваемых в просадочных грунтах, по данным результатов их динамических испытаний, а также определять расчетные сопротивления просадочных грунтов под нижним концом R и на боковой поверхности сваи по данным результатов полевых испытаний этих грунтов зондированием. Статическое зондирование допускается применять ниже границы просадочной толщи при выборе слоев грунта для опирания свай в соответствии с п. 8.4.
В грунтовых условиях II типа рекомендуется применять сваи с антифрикционными покрытиями, нанесенными на часть ствола, находящуюся в пределах проседающей толщи.
8.10. Сваи по несущей способности грунтов основания в грунтовых условиях II типа следует рассчитывать исходя из условия
— несущая способность, кН (тc), определяемая в соответствии с п. 8.12;
— коэффициент надежности, принимаемый по указаниям п. 3.10;
— коэффициент условий работы, значение которого зависит от возможного значения просадки грунта при = 5см = 0, при = 0,8, для промежуточных значений определяется интерполяцией;
— отрицательная сила трения, определяемая в соответствии с п. 8.11.
Примечания: 1. Значение следует определять, как правило, для полностью водонасыщенного грунта (при возможном замачивании грунтов сверху). В случае замачивания грунтов снизу (при подъеме уровня подземных вод) отрицательная сила трения определяется для грунтов природной влажности.
2. По прочности материала сваи должны быть рассчитаны на нагрузку (при замачивании грунтов сверху) или (при замачивании грунтов снизу), действующую на глубине (см.п. 8.11).
8.11. Отрицательная сила трения в водонасыщенных грунтах и в грунтах природной влажности, действующая на боковой поверхности сваи, кН (тc), принимается равной наибольшему предельному сопротивлению сваи длиной по испытаниям выдергивающей нагрузкой согласно ГОСТ 5686-78* соответственно в водонасыщенных грунтах и грунтах природной влажности.
До проведения испытаний на выдергивание значение допускается определять по формуле
— расчетная глубина, м, до которой производится суммирование сил бокового трения проседающих слоев грунта, принимаемая равной глубине, где значение просадки грунта от действия собственного веса равно 0,05 м; значение просадки грунта основания должно определяться в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83;
— расчетное сопротивление, кПа (тс/ ), определяемое до глубины h = 6 м по формуле
— расчетные значения угла внутреннего трения и удельного сцепления, осредненные по глубине и определяемые в соответствии с ГОСТ 12248-78 по методу консолидированного дренированного среза: при глубине значение принимается постоянным и равным значению на глубине 6 м;
— вертикальное напряжение от собственного веса водонасыщенного грунта, кПа (тс/ );
— толщина, м, i-го слоя просадочного грунта, оседающего при замачивании и соприкасающегося с боковой поверхностью сваи.
8.12. Несущую способность кН (тc), свай, работающих на сжимающую нагрузку, следует определять:
б) расчетом в соответствии с указаниями п. 8.6 в условиях полного водонасыщения грунтов в пределах слоев грунта ниже глубины
8.13. Проведение статических испытаний свай в грунтах II типа по просадочности является обязательным.
8.14. Для особо ответственных сооружений и при массовой застройке в районах с неизученными грунтовыми условиями следует производить испытания с длительным замачиванием основания до полного проявления просадок по программе, разработанной для конкретных условий с привлечением специализированной научно-исследовательской организации.
При подсчете нагрузок к собственному весу условного фундамента должны быть добавлены отрицательные (негативные) силы трения, определенные по формуле (33) при периметре u, м, равном периметру ростверка в пределах его высоты и периметру куста по наружным граням свай.
8.16. Определение неравномерности осадок свайных фундаментов в просадочных грунтах для расчета конструкций зданий и сооружений должно производиться с учетом прогнозируемых изменений гидрогеологических условий площади застройки и возможного наиболее неблагоприятного вида и расположения источника замачивания по отношению к рассчитываемому фундаменту или сооружению в целом.
8.17. В грунтовых условиях II типа в случае, когда возможна просадка грунта от собственного веса, применение свайных фундаментов не исключает необходимости выполнения водозащитных мероприятий. При этом должна быть также предусмотрена разрезка зданий осадочными швами на блоки простой конфигурации. В производственных зданиях промышленных предприятий, оборудованных кранами, кроме того, должны быть предусмотрены конструктивные мероприятия, обеспечивающие возможность рихтовки подкрановых путей на удвоенное значение расчетной осадки свайных фундаментов, но не менее половины просадки грунта от собственного веса.
8.18. При просадках грунта от собственного веса более 30 см следует учитывать возможность горизонтальных перемещений свайных фундаментов, попадающих в пределы криволинейной части просадочной воронки.
8.19. В грунтовых условиях II типа при определении нагрузок, действующих на свайный фундамент, следует учитывать отрицательные силы трения, которые могут появляться на расположенных выше подошвы свайного ростверка боковых поверхностях заглубленных в грунт частей здания или сооружения.
8.20. При применении свайных фундаментов планировочные подсыпки грунтов более 1 м на территориях, сложенных просадочными грунтами, допускаются только при специальном обосновании.
8.21. При проектировании свайных фундаментов, устраиваемых в грунтовых условиях II типа, коэффициент надежности по назначению не учитывается.
9. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ
В НАБУХАЮЩИХ ГРУНТАХ
9.1. При проектировании свайных фундаментов в набухающих грунтах допускается предусматривать как полную прорезку сваями всей толщи набухающих грунтов (с опиранием нижних концов на ненабухающие грунты), так и частичную прорезку (с опиранием нижних концов непосредственно в толще набухающих грунтов).
9.2. Расчет свайных фундаментов в набухающих грунтах следует производить по предельным состояниям в соответствии с требованиями, приведенными в разд. 3-6. При расчете свайных фундаментов в набухающих грунтах по деформациям должен также выполняться дополнительный расчет по определению подъема свай при набухании грунта в соответствии с требованиями пп. 9.4-9.6.
9.3. При расчете свайных фундаментов в набухающих грунтах по несущей способности значения расчетных сопротивлений набухающих грунтов под нижним концом R и на боковой поверхности сваи или сваи-оболочки должны приниматься на основании результатов статических испытаний свай и свай-штампов в набухающих грунтах с замачиванием на строительной площадке или прилегающих к ней территориях, имеющих аналогичные грунты. При отсутствии ко времени проектирования свайных фундаментов результатов указанных статических испытаний расчетное сопротивление набухающих грунтов под нижним концом R и на боковой поверхности свай и свай-оболочек диаметром менее 1 м допускается принимать по табл. 1, 2 и 7 как для ненабухающих грунтов с введением дополнительного коэффициента условий работы грунта учитываемого независимо от других коэффициентов условий работы, приведенных в табл. 3 и 5.
9.4. Подъем м, забивных свай, погруженных в предварительно пробуренные лидерные скважины, набивных свай без уширения, а также свай-оболочек, не прорезающих набухающую зону грунтов, следует определять по формуле
— подъем слоя грунта в уровне заложения нижнего конца свай (в случае прорезки набухающего грунта = 0), м;
Предельные значения подъема сооружений, а также значение подъема поверхности набухающего грунта и подъема слоя грунта в уровне расположения нижних концов свай следует определять в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83.
Минимальное расстояние между забивными сваями
Вы хотите установить качественный фундамент для строительства загородного коттеджа? Первый вопрос, который интересует любого клиента – цена работ под ключ. Вы понимаете, что от количества забивных сваях будет зависеть общая стоимость проекта.
Строительные компании могут воспользоваться доверием заказчика и установить больше опор, чем требуется. В результате смета обойдется вам дороже на 30-35%. С другой стороны, если произвести неправильные расчеты и установить меньшее количество забивных свай – появляется риск неправильного распределения нагрузки на фундамент. Но как правильно поступить в такой ситуации?
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.
Выбираем необходимое количество забивных свай.
Прежде чем определить минимальное расстояние между забивными сваями, следует определить их количество в зависимости от нагрузки и площади будущего сооружения.
Расчет площади подошвы основания дома происходит по формуле:
Для примера возьмем массу дома в 150 тн, а несущую способность грунта – 15 кг/см². Площадь основания подошвы составит 150 000 / 15 = 10 000 см².
Количество и расстояние между забивными сваями определяется на основе их типа и площади нижней части. Приведем примеры площади торца в зависимости от типа забивной сваи:
Для нашего примера используем ж/б сваи марки ТИСЭ. Соответственно для дома потребуется 10 000 / 1960 ≈ 5 штук. Для каждого индивидуального проекта полученное значение умножается на коэффициенты запаса. Среднее значение составляет х1.5. Поэтому вместо 5 опор распределяют нагрузку на 7-8 свай.
Расположение выбирается индивидуально в зависимости от особенностей конструкции и распределения нагрузки. На практике применяются схемы расположения в шахматном или симметричном порядке.
Как рассчитать свайное поле для забивного фундамента? Выбираем оптимальное расстояние
Минимальное расстояние зависит от толщины уплотнения грунта, которое образуется вследствие монтажа опоры. При забивании сваи в землю, пространство вокруг этой точки уплотняется.
Чтобы произвести надежную установку, в строительной практике принято брать минимальное расстояние между жб сваями как сумму трех диаметров выбранной опоры. В общепринятой классификации берется обозначение 3d (где d – диаметр опоры). Среднее значение для большинства типов забивных свай составляет 1.2 – 2.4 метра.
Максимально допустимое расстояние находится в интервале 5d-8d и зависит от условий при которых выполняется монтаж. Профессиональные компании обязательно учитывают устойчивость почвы и коэффициенты сопротивления.
Если вы решили строить дом на забивных сваях – получите бесплатные консультации у строительных экспертов компании Эндбери. Мы произведем инженерные расчеты и выполним комплекс работ «под ключ». Первым этапом станет перенос проекта в реальные масштабы. Как происходит разметка свайного поля:
Рассчитываем шаг между сваями для разных типов строений
Чтобы свайный фундамент мог прослужить все время, гарантированное регламентом, необходимо точно рассчитать шаг между сваями для равномерной нагрузки.
Шаг между сваями
Корректное распределение опор для будущего фундамента необходимо, чтобы добиться максимально эффективного использования несущей возможности. Использование формул позволяет избежать лишних затрат, и при этом не установить слишком мало свай, из-за чего конструкция могла бы не выдержать в процессе эксплуатации.
Существует ряд стандартов, позволяющих корректно определить, сколько опор понадобится для здания и с каким шагом их следует размещать, основываясь на таких показателях, как площадь подошвы, общая масса конструкции и несущая способность грунта.
Как могут быть расположены опоры
В зависимости от того, каким будет здание и чем оно заполнится в будущем, принято использовать четыре основных типа размещения свай с разным шагом:
Чтобы определиться со схемой расположения фундаментных элементов, следует сначала исследовать проект будущего здания, а также ознакомиться с типом грунта, взяв соответствующие пробы. Это поможет понять, каким образом необходимо их расставить, чтобы избежать возможного смещения из-за почвенных смещений, связанных с изменением погодных условий или сезонностью.
Особенности расчета
Зачастую шаг между сваями стараются заложить в сам проект, проведя исследования до его составления. Если этого не было сделано, придется вносить правки непосредственно во время подготовки фундамента, отталкиваясь от уже существующей информации.
Если разместить опоры слишком редко, возможно частичное разрушение постройки или ухудшение ее характеристик и внешнего вида. При слишком близком расположении значительно возрастают затраты, однако рисков становится гораздо меньше. Если точно определить количество не удается, лучше перестраховаться и взять большее значение.
Не менее важно, чтобы все основные несущие точки имели под собой фундамент, а не передавали эту нагрузку через балки и другие подобные элементы конструкции. При несоблюдении этого условия возможно если не смещение, то появление скрипов и других посторонних звуков в процессе эксплуатации коттеджа или дома, особенно если при его строительстве использовалась натуральная древесина.
Размер полезной нагрузки, выдерживаемой одной опорой, определяется действующими стандартами, описанными в ГОСТах и ТУ. Зачастую, большинство из них предполагает максимальную массу в две тонны, однако многое зависит от типа грунта.
Как выполняется анализ почвы
Чтобы сократить риски, связанные с проведением строительства, данный пункт нельзя упускать. Рекомендуется выполнить анализ еще до момента создания проекта, чтобы избежать дополнительных затрат на внесение правок в уже существующую схему.
Процедура проводится в два этапа:
В зависимости от того, какие были получены данные, опорные элементы могут ввинчиваться на глубину от 2,5 до 4 метров. Основную роль при этом играет как плотность, так и тип почвы, находящейся на месте строительной площадки.
Лабораторное исследование помогает получить числовое значение, выражающее несущую способность грунта. Оно необходимо для выполнения расчета по специальной формуле, помогающей точно определить количество свай и шаг между ними.
Анализ общей массы постройки
Стоит помнить, что вес строения может состоять не только из материалов и мебели, находящейся в нем. Существует целый ряд факторов, непосредственно влияющих на данный параметр:
Итого, при расчете общей массы существует несколько переменных, которые необходимо закладывать с запасом, ведь их значение в любой момент может измениться в большую сторону.
Как выполнять вычисления
Основным показателем является площадь подошвы (S) в см2, которую и нужно узнать. Для этого необходимо взять значение общей массы конструкции (M) в кг, и разделить его на несущую способность грунта (N) в кг/см2, полученную после лабораторного исследования опытного образца.
Для каждого типа сваи существует значение опорной площади, описанное в документации. Чтобы получить минимальное необходимое количество опор, достаточно лишь разделить получившийся результат на этот параметр из сопроводительных бумаг. Полученное число округляется до целого в большую сторону.
Шаг вычисляется, исходя из расположения несущих элементов. Он не может превышать 3000 мм, чтобы не создавать слишком высокой нагрузки в одной точке.
При необходимости рекомендуется добавить несколько дополнительных свай, сделав шаг неравномерным, если это требуется для укрепления определенных зон, в которых пересекаются несущие стены или располагаются другие подобные объекты
Минимальное расстояние между опорными сваями
Технология сооружения фундамента на базе свайной конструкции считается одной из самых надежных и практичных. Ее можно отнести к универсальным, поскольку гибкость системы и разнообразие подходов к технической реализации основы удовлетворяют требованиям широкого спектра построек.
Среди них жилые дома, промышленные здания, коммуникационные сооружения и другие объекты. Однако для достижения надежности свайной конструкции необходимо точно определить параметры закладки. В списке важнейших из них специалисты отмечают расстояние между сваями фундамента, которое может варьироваться в зависимости от целого ряда характеристик здания и условий строительства.
Как устроен свайный фундамент?
Свайную конструкцию можно представить как совокупность несущих элементов и ростверка. Элементы опоры могут отличаться по материалу и способу установки. Например, сегодня практикуется использование забивных и винтовых свай.Чтобы определить, какое расстояние между сваями в свайном фундаменте, необходимо учесть допустимую глубину залегания, материал изготовления и другие параметры несущих изделий – так выполняется расчет количества элементов и шага между ними.
Не менее значима и функция ростверка, который обеспечивает связку отдельно стоящих опор. Он может реализовываться в разных видах и конструкциях, но, как правило, устройство данного компонента всецело зависит от техники внедрения и укрепления свай.Обычно инженеры ориентируются на учет свойств грунта и предполагаемой массы будущего строения – в совокупности эти сведения позволяют закладывать оптимальный свайно-винтовой фундамент. Расстояние между сваями при этом можно рассчитать, исходя из их количества.
Чтобы определить, сколько опорных элементов потребуется, следует знать уровень нагрузки и общую несущую способность конструкции.В частности, свая может выдерживать около 2 т, при этом вес конструкции дома может исчисляться десятками тонн. Далее следует планировка размещения свай по всей площади. В некоторых случаях нагрузка бывает неравномерной, поэтому и расположение свай не всегда правильно с геометрической точки зрения.
Практика строительства в российских условиях установила минимальное расстояние при закладке свайно-винтового фундамента: оно составляет 1,7 м на обычно грунте. При этом в каждой паре следует оставлять промежуток (не меньше 0,5 м) цельного слоя грунта, то есть участок, на котором не проводились земельные работы. Данная мера позволит предотвратить нежелательное влияние земельной основы на свайный фундамент.
Расстояние между сваями в максимальной величине для одноэтажных объектов составляет:
- для домов из бревна или бруса – 3 м;для каркасных и сборно-щитовых объектов – 3 м;для строений из пазогребневых блоков,газобетона и шлакоблока – 2,5 м;для кирпичных зданий – 2 м.
Как видно, легкие деревянные постройки требуют менее плотной расстановки свай, тем не менее, если планируется 2-этажное здание, то шаг может быть сокращен.
Шаг между забивными сваями
Расстояние между забивными опорными элементами предполагает универсальную формулу расчета. Главным параметром здесь выступает диаметр сваи.
При этом важно разделить конструкции такого типа на две категории: висячие и стойки. В первом случае минимальное расстояние составит величину диаметра, помноженную на три. Максимум предполагает умножение диаметра сваи на шесть.
Стойки располагаются с минимальным шагом, величина которого в полтора раза превосходит ее диаметр.
Примечательно, что свайный фундамент, расстояние между сваями которого сокращается к минимуму, не всегда выигрывает в надежности. Дело в том, что кустовой (частый) способ размещения опор создает и нежелательный эффект в виде увеличения осадка. Поэтому рекомендуется всегда учитывать возможность трансляции нагрузок на сваи в одиночной конфигурации.
Отклонения от «нормы»
Несмотря на выработку единых правил, на основе которых составляется метод расчета расстояния между сваями, каждый случай предполагает огромное количество нюансов. В связи с этим инженеры начинают руководствоваться простым правилом: обозначить максимальный предел допустимого количества свай и рационально их распределить по всей площади с учетом нагрузок.
В зависимости от проекта, для которого планируется свайный фундамент, расстояние между сваями может сокращаться или увеличиваться.
К примеру, если план предусматривает внутреннюю несущую стенку с загрузкой перекрытия по сторонам, то есть смысл в 30-процентном сокращении шага между несущими элементами.Увеличение расстояния также не является грубой ошибкой, если предусмотреть технические меры предосторожности.В таких случаях обычно требуется дополнительная установка фундаментных балок. Сложно сказать, что может оправдать увеличение дистанции, поскольку такая коррекция едва ли сделает надежнее свайно-ростверковый фундамент.Расстояние между сваями, которое увеличивается ввиду экономии, также не оправдывает себя. Хотя бы по той причине, что дополнительное укрепление обойдется дороже, чем «лишний», но конструктивно обоснованный ряд фундаментных свай.
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.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.В итоге, неправы и те, и другие.Ведь расстояние между сваями определяется не мнением прораба или желанием заказчика.
Эту величину закладывает в проект архитектор, который определяет минимальное расстояние на основании сложных расчетов, учитывающих и вес построенной конструкции, и глубину промерзания почвы, и несущую способность сваи, и даже тип опоры. И в этой статье мы познакомим наших читателей с азами подобных вычислений.↑С чего начинается расчет?Конечно же, с определения несущей способности грунта. Ведь именно грунт удерживает на себе весь вес строения.
Следовательно, чем меньше устойчивость грунта, тем больше нужно опор и тем меньше расстояние между опорами.Несущую способность грунта определяют двумя способами – анализом пробы грунта и анализом несущей способности контрольной сваи.Оба варианта практикуют только в процессе инженерно-геологических исследований. В бытовых условиях эти данные получить нельзя. Хотя несущая способность грунта может быть определена по его типу из особых таблиц.Следующий шаг – определение общего веса конструкции.
Ведь основным фактором, определяющим нагрузку на одну сваю, является совокупность масс стройматериалов, меблировки и даже снежного покрова на крыше строения.Определив общий вес конструкции, и зная несущую способность грунта можно рассчитать площадь подошвы фундамента. Для этих целей используют формулу:S=M/NГде S– площадь подошвы (в см2); M– масса конструкции (в килограммах), N– это несущая способность грунта (в кг/см2).В итоге, зная общую площадь подошвы можно вычислить количество буронабивных свай или винтовых опор, или забивных стержней, или любых других вертикальных элементов свайного фундамента.Например, если масса дома приближается к 150 тоннам, а несущая способность грунта к 15 кг/см2, то общая площадь подошвы основания составит 10 000 см2 (150 000 /15).Далее следует выбрать тип опоры и по площади нижней части вычислить количество свай. Так у 40-сантиметровой буронабивной опоры цилиндрического типа площадь нижнего торца равна 1256 см2, а у классической винновой поры ВС108 с диаметром лопасти в 30 сантиметров площадь подошвы равна 706 см2.
Ну а ТИСЭ опора с полуметровым расширением в нижней части имеет 1960-сантиметровую площадь основания.Таким образом, 150-тонный вес конструкции выдержат 15 опор ВС108 (10000/706) или 8 буронабивных опор с диаметром основания в 40 сантиметров (10000/1256), или 5 ТИСЭ опор с придонной частью в 0,5 метра по диаметру (10000/1960).↑Дальнейшие расчеты, позволяющие определить расстояние между сваями, выглядят еще проще. Ведь интересующая нас величина должна находиться между двумя крайними значениями – минимальным и максимально возможным расстоянием между сваями.Проще говоря: сваи невозможно смонтировать ближе минимального расстояния между опорами (шага размещения) и нецелесообразно погружать дальше максимального расстояния между опорами. И для понимания сути определения «шага» свай, мы должны разобраться с определением минимального и максимального значения этого параметра.Минимальное расстояние между сваямиНаименьшее расстояние между сваями определяется по толщине уплотнения в грунте, появившегося вследствие монтажа опоры.
Проще говоря, при забивке сваи или бурении шахты или ввинчивании опоры в грунт пространство вокруг точки погружения уплотняется. Поэтому все сваи монтируют с шагом, равным, как минимум, трем диаметрам опоры.То есть, минимальное расстояние (шаг) между опорами равно трем диаметрам свай.И ближе этого расстояния сваи монтировать не рекомендуют. Хотя есть и исключения из правила.
Например, наклонные сваи монтируют с шагом в полтора диаметра опоры.Максимальное расстояние между сваямиНаибольшее расстояние между балками определяется по несущей способности ростверка. Ведь плита или балка горизонтальной части фундамента не должна прогибаться под нагрузкой дальше определенного уровня.Впрочем, строителям не нужно вспоминать формулы расчета балок из курса сопромата. Достаточно того, что по общепринятой классификации максимальный шаг определяют, как расстояние в 5-6 диаметров опоры.В итоге, расстояние между опорами ВС108 не должно быть меньше 1 метра и не может быть больше 2 метров.
Буронабивные фундаменты на 40-сантиметровых опорах предполагают иной шаг – 1,2 метра на минимуме и 2,4 метра на максимуме.В проекте строительства здания расстояние между буронабивными сваями является результатом расчета с учетом всех местных условий. В этом случае исполнитель работ и заказчик соблюдают требования соответствующего раздела проектной документации, выполненной специалистами. Показатели для вычислений нормируются строительными сборниками по результатам анализа данных, полученных в ходе инженерно – геологических исследований участка застройки.
Влияние участка на параметры фундамента
Особенности при проектировании фундамента с использованием свай даны в СНиП 2.02.03-85:
Длина выбирается таким образом, чтобы нагрузка приходилась на прочный слой, прорезая более слабые напластования;На просадочных почвах исследования для проектирования выполняются только специализированными организациями;Буронабивная сваяИсходя из сложности площадки бурят контрольные скважины с шагом не более 50 метров. На каждый контур отдельного здания не меньше 4 бурений.
Допускается 3 скважины для площади подошвы здания до 1300 м².По результатам изучения гидрогеологического режима (подземные воды), составляется прогноз вероятного его изменения при возведении проектируемого сооружения. Все характеристики почв, которые могут меняться при замачивании, принимаются в расчет исходя из полного водонасыщения;В набухающих грунтах установка может проводиться как с полной прорезкой слоя набухания, так и без. В случае полного прохождения с опорой на не набухающие слои, соблюдения СНиП 2.02.01-83, подъем отдельных составляющих фундамента практически исключен;Дополнительно учитывается СНиП 2.01.09-91, когда строительство ведется на подрабатываемых площадях;Обязательно применение СНиП II-7-81* в сейсмических районах.
Проведение инженерно-геологических изысканий может значительно сократиться, если застройщик имеет опыт строительства на данном участке и ранее проводил исследования.
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.
Сколько надо бурить
Рассчитаем минимальное количество точек распределения нагрузки на основе со значением несущей способности 4,5 кг/см².
Вес постройки, включая весь фундамент, примем равным 140 000 кг. У колонны 40 см подошва составит 60 см. Следовательно, площадь нижней части одного элемента 2826 см².
Для распределения всего веса потребуется (140000 : 2826)/4,5 = 11,0089. Всего 11 буронабивных стержней. Для сравнения одна такая опора Ø 40 см из бетона марки 100 выдерживает 40 т (100 кг/см²).
Важно не путать несущую способность бетонного изделия с такой же способностью площадки.
Распределение нагрузки
Каждая стойка в отдельности может просесть или быть выдавлена вспучиванием при промерзании грунта. В таком случае произойдет перераспределение нагрузки, нарушение устойчивости здания.
Решение проблемы объединяет отдельные столбы в единой связке – ростверке, увязывающем лентой или плитой все элементы. Для этого из верхней части бетонных цилиндров выпускаются края армирующего каркаса. Конструктивное решение должно учитывать количество точек опоры, расстояние между ними в свету, расположение несущих стен.
Материалом служит наливной или сборный железобетон, стальной профиль, деревянный брус. Проектируют, исходя из выбранной конструкции будущего дома. Стальное профиль не самый лучший выбор – металл подвергается агрессивному воздействию окружающей среды, поэтому нуждается в постоянном поддержании защитного покрытия.
Больше всего достоинств имеет такое решение, как монолитная заливка. Для наборного варианта потребуется подъемный механизм. Да и подвижность у него выше.
Как посчитать шаг
Наибольшее расстояние между буронабивными опорами определают как отношение несущей способности сваи (Р) к нагрузке строения на один погонный метр фундамента (Q). В свою очередь, Р представляет собой суммарный показатель боковой поверхности и основания.
где Rн — нормативная несущая способность, F — площадь основания буронабивной сваи, а 0,7 — коэффициент однородности грунта.
Рбок. пов-ти = 0,8 * U * fiн * h,
где 0,8 — коэффициент условий работы, U — периметр сваи по сечению, fiн — нормативное сопротивление грунта у боковой поверхности сваи, h — высота слоя грунта, контактирующего с фундаментом.
Расположение буронабивных свай
Разделив массу здания на его периметр, получим Qк примеру, 6,2 т/м.
В размер приплюсовывается длина основания не только наружных, но и внутренних стен, находящихся под нагрузкой (если есть). Предварительно выберем сваю Ø 30 и длиной 3 м. Р= 12,31 т.
Максимальное расстояние составит 1,98 м.
Теперь начинаем привязку промежутка между опорами к геометрии проектируемого здания.
Учитывать необходимо кратность сторон периметра расстоянию между столбами. Увеличить размер просвета можно, приняв расчетную деталь с большим диаметром или длиной (увеличиваем числовое значение Росн, Рбок. пов-ти).
При увеличении расстояния между опорами, растет сечение ростверка. Требуется больше бетона и арматуры. Рекомендуется просчитать несколько вариантов для оптимального расхода строительных материалов, сметной стоимости строительства.
Строительные правила рекомендуют соблюдать расстояние между буронабивными колоннами от 3 до 6 их диаметров. То есть, в свету минимальный зазор 2 диаметра. Уменьшение возможно, ноне рационально.
При бурении не происходит такого сдавливания грунта, как при забивании. Однако, близкое расположение столбов (менее 1 м) распределяет нагрузку на поверхность основания с взаимным наложением зон деформации основания. Получаем принцип куста.
При расчете трения по боковой поверхности в кусте учитывается только внешний условный периметр всего куста опорных стержней, что уменьшает общее значение этого показателя. Также растет напряжение деформации под подошвой, что может увеличить осадку. Взаимовлияние в кусте рассчитывается по СП 50-102-2003 (п.7.4.4).
Особенности самостоятельного строительства
Устройство фундамента из буронабивных составляющих несложно при строительстве своими руками.
Ручным буром нужного диаметра выполнят скважину в 2 — 3 метра глубиной. Буронабивная основа может получаться сечением от 15 до 40 см. Технология ТИСЭ дает возможность применить специальный фундаментный бур для получения скважины Ø 20 см с уширением на дне 40 см, 60 см возможно применение таких буров на приводных механизмах.
Для уверенного прохождения в твердый слой залегающих пород, скважину бурят ниже уровня промерзания, где слои уплотнены. У средних, сухих грунтов несущая способность составляет 6 кг/см². Посмотрите видео, как рассчитать расстояние между сваями и разместить их.
Существенный плюс изготовления железобетонных составляющих при строительстве в одиночку –возможность приготовления малых объемов бетона для каждой заливки. Другие виды фундаментного устройства требуют единовременно гораздо большего количества готового раствора.
Потребность материалов для получения изделий с заданными свойствами видна из таблицы:
Таблица потребности материалов
Подведем итоги
Когда строится здание с буронабивным свайным основанием, расстояние от одной опоры до следующей принимается из условий:
Тем, кто выбирает для своего участка фундамент на сваях, в первую очередь следует задуматься о том, как правильно выполнять его расчет. Процесс монтажа тоже занимает не последнее место. Основные вопросы, которые интересуют владельцев земельных участков, выбравших для себя вариант свайного фундамента, следующие:
Схема устройства свайного фундамента из набивных комбинированных свай.
- Какое минимальное расстояние должно быть между сваями (шаг свай)?Какое количество опор необходимо?Как осуществить расчет свайного фундаментаправильно?
На первый взгляд может показаться, что это довольно трудно, особенно человеку, не имеющему никакого отношения к строительству. Но не надо заранее отчаиваться, все не так уж и сложно.
Несмотря на то что вам понадобятся знания о нагрузке здания и силе, воздействующей на основание, а также о свойствах и качествах строительных материалов, вы наверняка справитесь с поставленной задачей, изучив подробную информацию, изложенную в этой статье. Не забудьте, что только грамотный и проведенный по всем правилам расчет поможет вам сделать фундамент надежным и долговечным.
Чем хорош столбчатый фундамент (свайный)?
Схема устройства столбчатого фундамента из сборных забивных свай.
Самое главное, о чем хочется рассказать, и так является общеизвестным фактом. Устройство свайного фундаментапри строительстве позволит вам значительно сэкономить финансовые средства, затраченные на покупку стройматериалов.
Чтобы не тратить время на рассмотрение всевозможных вариантов, касающихся устройства столбчатого фундамента, выберем один из самых популярных и на его примере выясним, как сэкономить и сколько. Итак, речь пойдет о буронабивных сваях в фундаменте. Устанавливать такие столбы можно при наличии любого вида грунта на вашем участке.
В основном ценовая категория строительного материала, необходимого для устройства вышеназванного фундамента, варьируется в достаточно большом промежутке.
Все зависит от спроса на него конкретно в вашем регионе проживания. При большой популярности и стоимость будет выше. Но, несмотря на различные рыночные накрутки, свайный фундамент является одним из самых доступных для частного строительства.
Обратите внимание на такой факт, что в самом начале использования свай в строительстве они применялись лишь при возведении мостов.
Вернуться к оглавлению
Первое, что необходимо сделать до начала строительных работ, — проанализировать грунт на вашем участке. Необходимо это для того, чтобы выяснить пригодность грунта для какого-либо вида фундамента, а еще для расчета глубины заложения и оценки целесообразности использования специальной техники.
Схема устройства свайного фундамента из сборных винтовых свай.
Для определения типа почвы на участке своими силами вам не понадобятся специальные инструменты. Нужно всего лишь сделать несколько ям на участке, длина которых должна соответствовать значению в 2 метра.Две или три ямы будет вполне достаточно. Копать ямы нужно в том месте, где впоследствии будет закладываться фундамент.
В процессе извлечения грунта из ямы вы сможете определить самый оптимальный уровень, подходящий для монтажа свай.Важный совет! Жесткие породы, такие как твердая глина, считаются наиболее подходящими для фиксации свай. Песчаные виды грунта в качестве основания под фундамент категорически исключаются!Далее нужно произвести довольно точный расчет максимально возможной нагрузки от будущего здания на почву. Принимать во внимание климатические условия строго обязательно.
Если вы учтете все, даже давление готового строения на почву зимой, включая снег на крыше, это будет лучшим вариантом.Теперь нужно переходить к осуществлению подсчета общей площади здания, иначе говоря, фундамента. При выполнении этих расчетов непосредственно на участке будет целесообразно заняться установкой специальных ориентиров. Они будут обозначать внешние стены будущего строения.И только после выполнения всех описанных выше требований можно приступить к расчету необходимого количества свайи расстояния между ними.Чтобы произвести расчет максимально возможной нагрузки здания, нужно за основу взять вес используемых при строительстве материалов.
Необходимо суммировать массу всех видов стройматериалов, начиная от перекрытий из железобетона и заканчивая кровлей.
К этому списку относятся также кирпичи (пеноблоки). К общей сумме нужно добавить до нескольких десятков кг из расчета на 1 кв. м площади.
При соединении свай в ростверке ленточного характера количество необходимых опор определяется по периметру с учетом несущей способности каждого из столбов. Их установка планируется даже в месте расположения межкомнатных перегородок.
Совет: размещение свай под фундаментом ленточного типа выполняется либо в шахматном порядке, либо в виде рядов.
Вернуться к оглавлению
Опоры необходимо размещать так, чтобы нагрузка на них была примерно одинаковой.
Информация воспринимается более четко и быстро, когда ее изучение проходит на конкретном примере. Поэтому далее рассмотрим вариант расчета необходимых строительных материалов. Основу будут составлять сваи буронабивного характера, имеющие расширяющийся диаметр (от 30-50 см) по нижней части.
Хорошо, если вам известна площадь выбранной опоры, точнее ее подошвы. В приведенном примере это будет 1960 см².
Итак, чтобы рассчитать нужное количество свай, проведем ряд математических действий.
Максимальная нагрузка планируемого дома, в нашем случае это 100 000 кг, делится на уже известную площадь опоры (1960 см²) и умножается на коэффициент сопротивления, в этом примере 4. В результате понадобится 13 свай. Размещать их будем в шахматном порядке, в местах наибольшей востребованности.Все хорошо, но нагрузку на грунт дает не только здание, а еще и сами опоры.
Поэтому нужно произвести расчет массы строительных материалов. Допустим, что свая, длина которой соответствует двум метрам, а диаметр 30 см (расширение учитывать не будем), обладает объемом, равным 0,14 м³. Значит, нагрузка от нее будет равна 340 кг.
Так как нам известно нужное количество свай, нужно просто перемножить все результаты. В итоге получим значение, характеризующее дополнительную нагрузку от свай. Это 4500 кг.
Кроме описанных выше значений, не забудьте рассчитать количество материалов, необходимых для приготовления раствора цемента.
Вернуться к оглавлению
Схема расположения свай фундамента.
Стандартный вариант минимально возможного расстояния между опорами предусматривает значение 3d.
Буквенное значение (d) означает диаметральный размер применяемой опоры.
Но это подходит не для любого варианта фундамента. Например, деревянные сваи должны отвечать значению в 70 см, а железобетонные — 90 см. Это строгое требование, не терпящее отклонений.
Обратите внимание на такой нюанс. При осуществлении забивки свай наклонного характера шаг между ними можно сократить до 1,5d, но только в строгом соответствии с расчетами. И еще, чем более крутой склон на участке, тем более частое расположение опор необходимо.
Что касается максимального расстояния, то здесь тоже существуют свои параметры и ограничения.Профессиональные строители придерживаются мнения, что оно соответствует 5d, максимум 6d. Значение в 8d используется в случае определенных условий, таких как наличие устойчивой почвы и минимально возможной нагрузки на основание. Минимальная эксплуатация тоже относится к этим условиям.
В условиях присутствия почвы песчаного характера минимальное расстояние между сваямисоответствует значению 4d. Обусловлено это возможностью возникновения переуплотнения почвы, затрудняющей процесс монтажных работ.
Говоря более простым языком, чтобы вычислить минимальное расстояние между сваями, нужно определить толщину уплотнения почвы, появляющегося в процессе устройства фундамента. Иначе при забивке свай либо ввинчивании опоры в почву все пространство вокруг подвергается уплотнению. Именно в связи с этим монтаж свай осуществляется с шагом, соответствующим значению трех диаметров используемой опоры.
Минимальный шаг свай (расстояние между опорами) должен соответствовать значению, равному трем диаметральным размерам.
Более близкое расположение категорически отвергается. Но, конечно же, не обойтись и без исключений. Как уже отмечалось выше, при устройстве свай наклонного характера допускается монтаж опор с шагом вдвое меньше (полтора диаметра).
Вернуться к оглавлению
Для определения максимальной величины расстояния необходимо обратить внимание на несущую способность ростверка. Очень важно, чтобы горизонтальная плита в свайном фундаменте не имела прогиба от нагрузки более, чем определенный уровень. Если подойти к этому вопросу проще, то за основу можно взять стандартный вариант, расстояние от 5 до 6 диаметральных размеров сваи.
Для примера: использование опор ВС108 предполагает расстояние между ними в 1-2 м. Фундамент буронабивного характера, с опорами в 40 см, дает возможность использовать другую величину шага. Это 1,2 метра (минимальное значение) и 2,4 метра (максимум).
Теперь, зная ряд нюансов, касающихся возведения свайного фундамента, вы при устройстве основания здания с легкостью выполните все требования, относящиеся к минимальному расстоянию между сваями, а также ряду других проблем. Осуществив монтаж фундамента на сваях по всем правилам, вы никогда не пожалеете о потраченном времени, так как убедитесь в его долговечности и высокой надежности.