Расстояние между буронабивными сваями: порядок расчета

Нормативные документы

Основным документом, описывающим конструкцию и типы фундаментов на свайных опорах, а также регламентирующий их конструирование и расчет считается СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».

Дом на сваях

Более современным документом, разработанным не так давно, является СП 24.13330.2011. В современной редакции СНиП каких-либо значительных изменений не добавлено, хотя некоторые замены и уточнения после появления новых технологий и материалов были внесены. При сомнениях и существенных разногласиях ориентироваться, все же, следует на СП, в которых приведены конкретные примеры.

В Правилах озвучиваются основные запросы, предъявляемые к разработке конкретного типа основания – свайного.

В СП описываются различные типы опор, инженерно-геологические характеристики, рассматриваются нюансы и частные примеры расчетов вновь возводимых зданий, реконструируемых построек. Положения СП 24.13330.2011, равно как и СНиП 2.02.03-85 не применяются к свайным основаниям, строящимся:

для сооружений, находящихся под нагружением динамического характера;
в вечной мерзлоте;
на заглублении, превышающем 35 м;
для сооружений, относящихся к предприятиям нефтепереработки.

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.

Устройство винтового фундамента

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.

Одиночные.
Свайный куст.
Свайное поле.
Свайная лента.

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.

По тому, какое распределение выбрано, подразделяют несколько видов размещения:

Одиночное – опоры ставят по углам фундамента. А также по отдельным стенам и по центру.
Ленточное – сваи идут по линии одной стены по периметру фундамента и под перегородками.
Сплошное – свайное поле с рядным расположением или в шахматном порядке. Существующие варианты размещения свай под домом
Кустовое – группа из нескольких опор устанавливается в местах предполагаемой максимальной нагрузки.

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.

Технология устройства буронабивных свай

Буронабивные сваи – особая технология и специальный метод в строительстве, который наиболее всего подходит и используется при высокой плотности застройки, что так характерно для мегаполисов и современных городов. Чаще всего, для устройства фундаментов используются забивные сваи и в определенных случаях их использование оптимально. Но устройство буронабивных свай имеет ряд своих неоспоримых преимуществ, таких как возможность проведения строительно-монтажных работ, в старой части города, где использование привычных технологий представляет существенную опасность для стоящих рядом сооружений и проходящих коммуникаций. Буронабивные сваи – это один из самых удобных способов организации фундамента строящегося здания. Диаметр свай, как правило, составляет 0,35 – 1,5 м. В большинстве случаев данную технологию устройства применяют при больших нагрузках, а также при глубоком залегании мало сжимаемых грунтов

Эта технология обеспечивает производство работ без ударов и вибраций, что особенно важно при изготовлении буронабивных свай вблизи существующих зданий и сооружений. Технология устройства буронабивных свай применяется – при больших сосредоточенных вертикальных и горизонтальных нагрузках, на строительных площадках со сложными геологическими и инженерными условиями, в стесненных условиях городской застройки, вблизи существующих зданий и сооружений в которых могут возникнуть деформации при забивке или вибропогружении

Буронабивные сваи выполняются по технологии:

CFA (НПШ-непрерывного полого шнека);
под защитой бентонитового раствора;
под защитой обсадных труб погружаемых дрейтеллером;
под защитой обсадных труб погружаемых и извлекаемых с помощью вибропогружателя.

Устройство буронабивных свай методом CFA (Continuous Flight Auger) или НПШ (Непрерывный Полый Шнек) – одна из наиболее распространённых за рубежом и постепенно обретающая популярность в России технологий. Суть метода заключается в том, что буровая колонна, состоящая из полых шнеков, погружается в грунт на проектную величину, при этом происходит выбуривание (подъём грунта посредством реборд спиральной навивки шнека) грунта на поверхность. Применение буронабивных свай выполненных по технологии CFA, за счёт заполнения под давлением пространства скважины бетоном, не допускает разуплотнения около свайного пространства. Основными преимуществами применения данного метода являются – высокая производительность – в 3-12 раз выше по сравнению с устройством свай с обсадной трубой. Разброс может быть вызван затруднениями в поставках бетона, арматурных каркасов и подготовкой площадки под буровую технику; – гарантированное уплотнение забоя и стенок скважины, как следствие более высокая несущая способность при тех же параметрах; – меньший уровень шума при производстве в сравнении с методом при использовании обсадной трубы, т.к. нет необходимости “сбрасывать” грунт со шнека; – экологичность, т.к

время работы буровой техники значительно сокращается, что немаловажно при работе в заселённых городских центрах. При устройстве буронабивных свай под защитой обсадных труб обсадную трубу опускают в скважину одновременно с выбуриванием грунта, что предотвращает осыпание рыхлых слоев породы

Обсадная труба настолько плотно прилегает к стенкам самой скважины, что позволяет избежать какой-либо деформации грунта. К трубам предъявляются достаточно строгие требования и в каждом конкретном случае труба должна быть четко установленного размера и диаметра. После бурения скважины на проектную глубину в нее опускается и монтируется заранее изготовленный арматурный каркас, затем происходит заливка бетона.

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 свая

Исходя 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.

Поэтапный расчет межсвайного расстояния

Первоначально исследуются почвы.

Определить характеристики грунтов можно, выполнив 2-3 котлована 2-метровой глубины. Котлованы требуются потому, что характеристики грунта в разных точках одного участка могут различаться. Для строительства значимы такие свойства почв, как сыпучесть, склонность к вспучиванию, глубина промерзания, уровень залегания грунтовых вод и другие.

Затем требуется высокоточное вычисление проектной нагрузки на сваи. Для этого следует применять значения, сведенные в таблицу объемных масс. Чтобы не допустить здесь ошибок, рекомендуется воспользоваться услугами профессионалов.

Следующим этапом станет вычисление площадей отдельных опор и фундамента в целом. От этих величин непосредственно зависит количество требуемых для объекта свай. На этом этапе рекомендуется найти оптимальные габариты, при которых потребуется минимальное число опор – это обеспечит экономичное расходование средств.

Для расчетов должны учитываться такие показатели, как размеры отдельной сваи, характер грунта, проектная нагрузка и другие. Это требует специальных знаний, которыми обладают, как правило, только профессиональные исполнители. На основании полученных результатов определяется объём раствора, который потребуется для заливки требуемых буронабивных свай.

Традиционно считается, что наименьшее допустимое расстояние между буронабивными сваями составляет 30 см – при таком шаге сохраняется баланс надежности и экономичности основания будущего строения. Однако каково оно будет в каждом отдельном случае, следует рассчитывать индивидуально.

Расчет буронабивного фундамента с ростверком

Прежде, чем начинать монтировать фундамент из буронабивных свай с ростверком, необходимо все очень тщательно просчитать. Только правильные параметры и цифры позволят добиться нужного результата и обеспечить прочность, надежность, длительный срок эксплуатации будущего здания.

Расчет буронабивных свай

В процессе расчета свай определяют такие величины: длина опор, диаметр, число и схема расположения. Диаметр обычно берут в диапазоне 15-40 сантиметров, оптимальным считается сечение в 20 сантиметров. Для более точных расчетов можно воспользоваться специальными таблицами с указанием диаметра опор и их несущей способности, актуальной для разных материалов.

Если есть значение несущей способности отдельной сваи, по формуле высчитывают расстояние между ними:

l = P/Q – тут:

l – оптимальное расстояние между опорами
Р – показатель несущей способности сваи
Q – нагрузка на погонный метр основания (массу здания делят на длину самого ростверка)

Так, для дома весом 50 тонн, который строится на глинистой почве на опорах сечением 20 сантиметров, нужно 27 опор (50000 килограммов / 1884 килограмма = 26.53). Также помнят о правиле: расстояние между сваями должно быть равно минимум трем их диаметрам. То есть, если берутся сваи сечением 20 сантиметров, расстояние между ними должно быть как минимум 60 сантиметров. Для плотного грунта цифру увеличивают на четверть.

Монтировать основание под дом нужно по предварительно составленной схеме, в основе которой лежит СНиП, требующий выполнения таких правил: сваи должны быть в углах здания, вдоль несущих стен и под входной группой.

Также желательно устанавливать опоры под тяжелыми элементами (печь, камин, котельная и т.д.). Глубина бурения зависит от того, на какой глубине обнаружены несущие грунты, от уровня промерзания почвы в регионе. Обычно бурят на глубину 1.5-3 метра.

Расчет монолитного ростверка

Когда создается буронабивной фундамент с ростверком, технология предполагает точный просчет самого монолитного каркаса: его высоты и ширины. Чтобы получить значение ширины, используют формулу:

В = М/L*R – тут:

В – ширина ленты
М – вес здания
L – показатель длины ростверка
R – точное значение несущей способности верхнего слоя почвы

Формулу используют и для мелкозаглубленного основания, и для ростверка нулевой высоты. Висячий ростверк считают по другой технологии, достаточно сложной – в таком случае расчеты лучше предоставить выполнить профессионалам.

Ширина ростверка обычно равняется 35-50 сантиметрам. Для коттеджа средней величины вполне будет достаточно ширины в 40 сантиметров и высоты в 30-50 сантиметров, что зависит от предполагаемого заглубления.

Расчет армирования

Когда создается фундамент, буронабивные сваи с ростверком обязательно должен объединять армированный каркас. Армируют рифлеными стальными прутами диаметром 10-12 миллиметров, вяжут гладкой вязальной проволокой сечением от 6 миллиметров.

Положение СНиП диктуют такие правила:

Число прутьев в продольном поясе – минимум 4 с расстоянием до 10 сантиметров
Шаг между поперечными перемычками в продольном поясе – до 30 сантиметров, между соединяющими вертикальными – до 40 сантиметров
Толщина защитного слоя бетона – минимум 5 сантиметров со всех сторон, чтобы избежать коррозии металла.

Чтобы понять, как рассчитывать количество арматуры, можно взять простой пример. Так, если создается монолитный ростверк периметром 9х7 метров, а условные габариты обвязки составляют 40х40 сантиметров, для армирования используются два продольных пояса с тремя стержнями диаметром 14 миллиметров каждый. Значение шага между прутьями равно 10 сантиметрам, пояса объединяют перемычки из прутьев диаметром 11 миллиметров с шагом в 20 сантиметров.

Выполнение расчета:

Определение общей длины стержней в верхнем продольном поясе: 9+9+7+7 = 32 метра (периметр ростверка), 32х3 = 96 (длина трех прутьев) 96 х 2 = 192 (длина, нужная для двух поясов).
Перемычки используются длиной 30 сантиметров, располагаются на расстоянии в 20 сантиметров. Для обоих поясов ростверка нужно: 2х(32/0.2) = 320 штук по 30 сантиметров = 96 метров.
Длина вертикальных перемычек, объединяющих оба каркаса. Длина их такая же, 30 сантиметров, для квадратного ростверка = 96 метров.

Получается, что в данном случае нужно закупать 192 метра арматуры сечением 14 миллиметров и 96 + 96 = 192 метра сечением 11 миллиметров для перемычек.

Вязальную проволоку рассчитывают так: на одно соединение тратится 40 сантиметров материала. Количество соединений равно: 4х(32/0.2) = 640 штук по 40 сантиметров = 256 метров.

Утепление буронабивного фундамента с ростверком

Для создания благоприятного микроклимата в доме рекомендуется утеплить фундамент. Закопанные в грунт сваи утеплять не нужно, теплоизоляция необходима той части ростверка, которая расположена выше нулевого уровня. Утепление и гидроизоляция основания с заглубленным ростверком проводится в горизонтальной и вертикальной плоскости.

Теплоизоляция выполняется плитами пеноплекса или другого пенопластового утеплителя. Использовать теплоизоляторы на основе минваты нельзя, т.к. они усиленно впитывают влагу из грунта и быстро приходят в негодность. Алгоритм создания гидро- и теплоизоляции ростверка простой:

Выполняется гидроизоляция: слой битума или рулонного рубероида. Гидроизолируется верхняя и боковые части ростверка.
Плиты утеплителя приклеиваются клеем и крепятся дюбель-гвоздями.
Заделка стыков и углов производится при помощи монтажной пены или жидкого пенополиуретана.
Боковые стены ростверка отделываются штукатуркой или другим декоративным материалом.

Одновременно с теплоизоляцией делается отмостка, которая также способствует сохранению тепла и отводу влаги от фундамента.

Правильно выполненный свайно-ростверковый фундамент на буронабивных сваях прослужит не менее 100 лет. Конструкция не требует технического обслуживания и имеет доступную стоимость.

Вы можете задать свой вопрос нашему автору:

Расчет количества винтовых свай с помощью калькулятора

Калькулятор свай

Кол-во свай: Диаметр сваи: Длина сваи:

Если вам необходимо рассчитать количество винтовых свай, которые потребуются для строительства фундамента на вашем объекте, вы можете сделать это, не выходя из дома. Вам нужно только знать первичные параметры. Необходимо подсчитать количество углов и стыки внешних стен с несущими перегородками. В указанных местах и должны располагаться сваи, они должны идти по периметру с шагом не более трех метров. Если вы планируете установить камин, то, в зависимости от его веса, вам необходимо установить под него от одной до четырех свай. Воспользуйтесь онлайн-калькулятором расчета количества свай на нашем сайте. Помимо необходимого количества, вы сможете узнать также их предварительный диаметр и длину. Расчет свайного поля онлайн достаточно прост, Вам требуется только внести данные в соответствующие поля:

Укажите длину сторон вашего строения.
Укажите тип строения – беседка, баня, дом, гараж, бытовое сооружение и т.д.
Укажите при необходимости кол-во этажей. Примечание:дом с мансардой будет считаться 1,5-этажным строением.
Выберите строительный материал вашего сооружения.
Укажите тип грунта на участке.
Укажите количество углов планируемого дома.
Укажите высоту цокольного этажа из предложенных вариантов.
Отметьте, собираете ли вы устанавливать камин/печку.
Нажмите на кнопку «Рассчитать».

Конечно, данный расчет является предварительным, он послужит ориентиром при планировании бюджета и дальнейшего заказа.

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

Свайно-ростверковый фундамент

Свайно-ростверковый фундамент для дома

Cвайно-ростверковый фундамент для дома состоит из двух частей, свай и ростверка. Каждый элемент решает свою задачу, в сумме обеспечивается длительная и безопасная эксплуатация объекта.

Особенности конструкции

Свайный фундамент с ростверком опирается в первую очередь на сваи, глубина закапывания которых превышает глубину промерзания. Это обязательное условие, так как на этом уровне находятся плотные типы почвы, обеспечивающие хорошую устойчивость. По этой причине свайно-винтовой фундамент с ростверком часто используется на подвижных и неустойчивых разновидностях грунта.

Опорой самого здания является ростверк, который объединяет отдельные сваи в единую конструкцию. Ростверк может быть выполнен из бетона, дерева или железа, но обязательным условием является использование арматуры, что становится гарантом высокой надёжности.

Область применения

Мы можем уложить свайно ростверковый фундамент под ключ в самых разных типах почвы. Наибольшую востребованность он имеет на грунтах с низкой несущей способностью. Ярким примером служат глинистые почвы, которые могут легко перемещаться даже под незначительными нагрузками. Если расчет свайно-ростверкового фундамента выполнен правильно, то даже большое содержание торфа или ила не станет серьёзной помехой к строительству.

Достоинства конструкции

Если вы решили выбрать свайно-ростверковый фундамент, цена вас определённо порадует. При оптимальном расстоянии свай друг от друга снижается количество используемого расходного материала, а значит уменьшаются финансовые затраты. Если рассмотреть плюсы и минусы свайно-ростверкового фундамента, то достоинств окажется в разы больше.

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.

Росн = 0,7 * Rн * F,

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).