Оптимальное расстояние между винтовыми сваями для каркасного дома

Выбор исходных данных для расчета свайного фундамента

Масса дома

Какую форму будет иметь фундамент? Необходимо заранее определиться с конфигурацией дома. Если есть возможность, на участке колышками отметьте все необходимые габариты.

Масса дома зависит от материалов, используемых для постройки, от этажности

Внимание: винтовые сваи не рекомендуется применять для строительства зданий выше трех этажей. Определяя суммарную массу дома, следует учесть нагрузку от мебели, вес снежного покрова в зимний период

Чтобы упростить подсчеты, возьмем на вооружение статистику. Вес внешних стен дома составляет примерно половину массы всего дома вместе с мебелью и снеговой нагрузкой.

Считаем объем внешних стен: умножаем высоту стен на их ширину и общую протяженность.

Узнаем массу стен, умножив объем на плотность стройматериалов.

Для справки: плотность некоторых строительных материалов:

  • сухая древесина – 500 кг/м³;
  • кирпичная кладка – 1800 кг/ м³;
  • шлакоблок – 1200 кг/ м³.

Массу всего дома получаем, умножив массу стен на два. Для получения массы каркасных домов вес внешних стен надо увеличивать в три раза.

Если подсчет массы дома был выполнен исходя из реального веса всех стен, конструкций дома, кровли и мебели, то необходимо заложить 30% прибавку веса. Это создаст запас прочности строения и фундамента.

Тип грунта

Чтобы устроить свайный фундамент, пригодны почти все грунты, за исключением илистых и скальных. Илистые грунты ввиду зыбкости непригодны для закручивания свай. На скальных грунтах установка свай потребует применения специального оборудования для бурения.

При расчете необходимо знать несущую способность грунта. Приглашенные специалисты-геологи возьмут на участке необходимые пробы и в лабораторных условиях смогут определить ее величину.

Чтобы определить, на какую глубину надо будет вкручивать сваи, на месте фундамента будущего дома следует выкопать две–три ямы глубиной не менее двух метров. Вы увидите состав грунта, и на какой глубине залегают жесткие породы (например, глина). Они наиболее предпочтительны для фиксации свай. Не следует останавливаться на песчаных прослойках.

Другие нюансы

Учитывается сейсмичность. Для сейсмоактивных районов при расчете несущей способности предусматриваются специальные коэффициенты. Но устройство фундамента такое же, как для обычных районов.

В остальных случаях застройщику вполне по силам самостоятельно произвести расчет свайно-винтового фундамента по упрощенной схеме.

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).

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).

Главные принципы расчета

Выполняя расчет шага винтовых свай, нужно принимать во внимание многочисленные факторы. Установка опор должна производиться на нужном расстоянии

Ошибочное определение величины может привести к тому, что стены просядут или расход средств будет избыточным.

Исходя из этого, необходимо учитывать следующие нюансы:

  1. Фактическая масса наземной конструкции, строительных и отделочных материалов.
  2. Средний ориентировочный вес бытовой техники, мебели и коммуникаций.
  3. Примерный вес снега на крыше и максимальные порывы ветра.
  4. Свойства, технические возможности труб, которые ставятся в качестве опор.
  5. Резерв.

Оптимальное расстояние между винтовыми сваями для каркасного домаПридерживайтесь стандартов, указанных в СНиПе

Рассчитывая шаг винтовых свай, нужно отталкиваться от требований, указанных в техническом условии и СНиП. В качестве примера можно привести дом из бруса.

Для таких строений применяется коэффициент равный 140 кг нагрузки на 1м2 площади. При этом показатели расчета снега и ветровых порывов берутся из справочника, смотря, в каком регионе расположен строящийся объект.

В качестве резервного коэффициента берётся величина, равная 1,15 – 1,2.

Для примера можно воспользоваться таблицей, приведённой ниже:

Оптимальное расстояние между винтовыми сваями для каркасного дома

Оптимальное расстояние между винтовыми сваями для каркасного домаСама процедура расчета расстояния между винтовыми и буронабивными сваями не сложная. Общий вес строения нужно разделить на несущие способности каждой из опор.

Результатом станет величина труб, которые необходимо устанавливать для конкретного строения. Полученное количество распределяется по всей площади фундамента дома (как ставить, шаг установки и дистанция между ними рассказывалось ранее).

Только правильно разработанный проект позволит грамотно произвести определение их количества и найти нужную дистанцию между фундаментными сваями

Так можно обезопасить себя и свой будущий дом от незапланированного ремонта стен в результате появления трещин, поэтому к вычислению данных коэффициентов нужно отнестись с полным вниманием и ответственностью

Распределение нагрузки

Монтаж свай

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.

Расчет расстояния между сваями

Оптимальное расстояние между винтовыми сваями для каркасного домаЧтобы определить расстояние между сваями свайного фундамента, надо знать две величины: необходимое количество свай и размеры здания в плане.

Алгоритм расчета количества опор примерно одинаков для всех их видов, потому достаточно рассмотреть один вариант – например, буронабивные сваи.

Исходными данными для расчета являются:

  • анализ грунтов в зоне строительства;
  • максимальная нагрузка будущего дома на грунт;
  • площадь дома.

Анализ грунтов

Оптимальное расстояние между винтовыми сваями для каркасного домаОпределить состав грунта на участке можно самостоятельно (если планируется возведение легкой постройки). Для этого на месте будущего фундамента надо выкопать несколько ям глубиной примерно 2 метра.

В процессе рытья «скважин» вы увидите, какой тип грунта вам будет попадаться, и на какой глубине находится плотный слой (например, твердая глина).

Этот параметр вам понадобится для расчета длины сваи.

Собираем нагрузки

Общая нагрузка на грунт определяется как сумма весов всех строительных материалов, которые предполагается использовать при строительстве, снеговой и ветровой нагрузки.

Две последние величины — нормативные.

Они зависят от региона строительства и определяются по таблицам действующих в России СНиПов.

Определяем необходимое количество свай

Оптимальное расстояние между винтовыми сваями для каркасного домаДля определения необходимого количества опор надо выполнить следующие действия:

  • рассчитать площадь подошвы одной сваи;
  • полученный результат умножить на сопротивление (4);
  • общую нагрузку поделить на произведение площади подошвы и сопротивления.

Получив число опор, необходимо произвести корректировку нагрузки: ведь и сами сваи давят на грунт. Вес буронабивной сваи считается без учета ее расширения.

Умножив вес одного элемента на их общее количество, получим дополнительную нагрузку на грунт.

Шаг установки свай

Оптимальное расстояние между винтовыми сваями для каркасного домаКак определить расстояние между сваями фундамента, зная их количество и габаритные размеры здания?

Кажется, нет ничего проще: расчет расстояния между сваями под фундамент заключается в делении периметра постройки на количество опор.

Но и здесь есть некоторые нюансы – существуют минимально и максимально допустимые расстояния между опорами:

  • минимальное расстояние между буронабивными сваями фундамента по осям не должно быть менее трех диаметров опоры;
  • максимальное расстояние между сваями фундамента – от 5 до 6 диаметров сваи.

Из вышеизложенного правила есть несколько исключений:

  • при строительстве на песчаных грунтах минимально допустимое расстояние между бетонными сваями фундамента составляет 4 диаметра. При уменьшении шага возникает переуплотнение грунта, что приводит к усложнению монтажных работ;
  • деревянные сваи устанавливаются с минимальным шагом 70 см независимо от их диаметра;
  • минимально допустимый шаг для железобетонных опор составляет 90 см.

Оптимальное расстояние между винтовыми сваями для каркасного дома

В зависимости от типа фундамента сваи могут размещаться рядным способом или в шахматном порядке. Первый способ применяется в свайно-ленточном фундаменте, второй — в свайно-ростверковом.

Расстояние между сваями свайно-ростверкового фундамента не должно превышать шести диаметров столба. В противном случае опора будет подвергаться воздействию повышенной нагрузки и работать как одиночная. Это приведет в конечном итоге к разрушению ростверка и даже обрушению постройки.

Оптимальным расстоянием между сваями свайно-ленточного фундамента считается 1,5-2 метра.

Максимально допустимый шаг зависит от размещения опор:

  • в один ряд – 1,33 м;
  • в два ряда – 2,67 м.

Пример вычисления количества свай

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

К другим особенностям строения относятся:

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

Оптимальное расстояние между винтовыми сваями для каркасного домаОптимальное расстояние между винтовыми сваями для каркасного дома

Вычисление площади стен:

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

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

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

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

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

Оптимальное расстояние между винтовыми сваями для каркасного домаОптимальное расстояние между винтовыми сваями для каркасного домаОптимальное расстояние между винтовыми сваями для каркасного дома

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

8*8*350=22400 кг.

Вычисление общей нагрузки на фундамент:

16000+22400=38400 кг.

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

«Р» – общая нагрузка;

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

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

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

38400*1.4/2600=20.6

Оптимальное расстояние между винтовыми сваями для каркасного домаОптимальное расстояние между винтовыми сваями для каркасного домаОптимальное расстояние между винтовыми сваями для каркасного дома

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

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

Оптимальное расстояние между винтовыми сваями для каркасного дома

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

Преимущества каркасных домов

  1. Простота в монтаже каркасных конструкции, не требуются определенные навыки;
  2. Если выполнять работы самостоятельно, процесс строительства не займет больше 3 месяцев;
  3. Стоимость каркасной конструкции в разы ниже, чем полноценного кирпичного дома;
  4. Легко монтируется и демонтируется при перевозке на новое места;
  5. Экологичность;
  6. Энергетическая независимость;
  7. Оптимальные условия для проживания: летом прохладно, зимой в каркасном доме  тепло;
  8. Нет требований к материалам для внутренней отделки;
  9. Справляются с повышенными нагрузками, часто устанавливаются в местах сейсмической опасности.

Есть у конструкций и недостатки, однако они легко устраняются подручными материалами. Так, к примеру, деревянные конструкции плохо изолированы от звуков, поступающих снаружи. Решить проблему поможет звукоизоляционный материал, устанавливаемый между внешними и внутренними стенами.

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.

No comments yet, be the first!

Comments

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *