Оптимальный шаг установки винтовых свай. Как определить расстояние между сваями фундамента Сваи через сколько метров они устанавливаются

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.

Общие принципы расчета

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.

Шаг между винтовыми сваями

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 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 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.

При строительстве фундамента расстояние между сваями выбирать следует с учетом конкретных условий. Такая конструкция применяется на большинстве грунтов, за исключением слишком мягких (илистых) и очень твердых – скальных. Тип основы определают в результате инженерно-геологических изысканий.

Влияние опорного слоя

Установка дома на винтовые, буронабивные, забивные столбы преследует цель, кроме распределения нагрузки, достичь более плотных слоев, на которые можно опереться. Самостоятельно можно вырыть пробные шахты на участке для определения глубины их залегания. Количество – не менее 2. Если пласт наклонный, уступами, надо больше для ясности картины.

Характеристики почв при расчете по нагрузке берут в справочнике. При сложном сочетании условий выполняют анализ контрольной сваи.

Тип и способ установки влияют на количество точек опоры фундамента площадью распределения нагрузки. Висячие элементы работают по боковой поверхности. Винтовые трубы создают уплотнение материала под собой. Буронабивные опоры имеют подошву шире колонны.

Проектирование свайных фундаментов, в грунтовых условиях II типа по просадочности, должно выполняться специализированными организациями.

Все они проходят ниже уровня промерзания, чтобы создать устойчивость к движению верхних слоев земли при пучении.

Вес и конструкция здания

Нагрузка на опору будет состоять из следующих составляющих:

• Вес готового, укомплектованного мебелью и оборудованием, здания, включая вес фундамента;
• Снеговая + ветровая (максимальные для данной местности) нагрузки;
• Запас прочности (+30%).

Полученное значение будет распределяться на площадь основания. Каждая свая имеет свою, определенную конструкцией, величину рабочей поверхности, через которую передается давление. Несущая способность природного основания должна быть больше воздействия опор. Для этого суммарная площадь передачи нагрузки свайного основания в расчете берется равной, или округляется в большую сторону, отношению массы дома к площади его подошвы.

Проектный расчет расстояния между опорами должен учитывать конструктивное расположение элементов постройки. Расположение опорных узлов, несущих стен, прочие условия, создающие неравномерные усилия. Надо определить места, где требуется установка наклонных, винтовых, усиленных (кустов) свай. Взаимовлияние в таком случае учитывают по СП 50-102-2003

Просвет может меняться в зависимости от расположения горизонтальных балок, жесткости ростверка. В каркасном доме учитывают шаг между стойками, поэтому столбы под каркас ставят кратно 0,6 м. Опорная точка обязательно должна быть под углом здания, в месте пересечения стен. Оптимальное расстояние от одной трубы к другой высчитывается путем определения сопротивления материала балок основания и несущих стен изгибающим, продавливающим нагрузкам.

Тип свайного элемента

Количественный результат расчета меняется не только от геологии площадки, веса конструкции, но и выбора сваи:

• Винтовая ВС108 имеет рабочую площадь 706 см²;
• Буронабивная 0,4 м – 1256 см²;
• ТИСЭ 0,5 м по низу – 1960 см².

На один и тот же периметр и вес здания нужно, соответственно, штук в отношении 3/2/1. Тут в расчет берется стоимость, сроки монтажа, количество рабочих рук. Забивной тип предполагает наличие спецтехники, дополнительный расчет возможности поднятия грунта за счет чрезмерного уплотнения.

Выбор длины стойки делают так, чтобы ее нижний конец прорезал слабые напластования и вошел в прочные слои на глубину от 0,5 до 1 м.

Выбрать шаг

1. Уменьшение. Близко расположенные элементы начинают работать как куст по наружному периметру подошвы (или боковой поверхности), что уменьшает суммарную несущую способность за счет повышения давления на грунт в этом месте. Забивные опоры влияют друг на друга наиболее сильно. Сокращать просвет не следует. Может просто не войти на всю расчетную глубину.
2. Увеличение. Растут искривляющие воздействия на связывающий все точки элемент фундамента (ростверк, плита, венец). Надо наращивать его толщину. Сама труба работает как одиночная стойка, быстро разрушается место контакта по подошве.

Минимум

Выдерживать просвет меньше, чем 2 диаметра опоры строительные сборники не разрешают. Исключение составляют наклонные варианты установки. У них расстояние зависит от угла наклона. В среднем принимают 1,5 Ø трубы. Минимальное расстояние по центрам установки при требовании в 3 Ø составит 1 м. Расположение опор на самом малом просвете не всегда повышает устойчивость дома. Взаимное влияние снижает равномерность компенсации нагрузок на подошву.

Исключения:

• на песчаных грунтах бетонные изделия располагают на минимуме 4 Ø;
• деревянные ставятся с минимальным шагом 0,7 м независимо от Ø;
• минимальный шаг для железобетонных столбов – 0,9 м.

На проседающих, насыпных, подрабатываемых почвах, в сейсмических районах, в расчете свайного фундамента учитывают дополнительные горизонтальные, искривляющие перемещения грунта, вводят поправочные коэффициенты.

Максимум

Наибольшее расстояние между столбами берется по прочностной способности связывающих горизонтальных балок. Эта часть фундамента не должна изгибаться больше определенного значения.

Стандартами принята величина отступа в 5-6 Ø стойки. Так, расстояние между винтовыми ВС108 не меньше 1 м и не больше 2 м. Буронабивной тип (с подошвой 0,4 м) – 1,2 м на минимуме и 2,4 м на максимуме.

У одноэтажных построек просвет составляет:

• срубы из бревна или бруса – 3 м;
• каркасные и сборно-щитовые – 3 м;
• пазогребневые блоки, газобетон и шлакоблок – 2,5 м;
• кирпичные – 2 м.

В расчете расстояния между сваями двухэтажных домов шаг можно уменьшить. Внутренняя несущая стенка, с загрузкой перекрытия по сторонам, требует 30% сокращения шага между элементами.

Вопрос уменьшения количества свай за счет увеличение шага рассматривать надо. Но, следует принять во внимание то, что возникающий расход материалов на повышение жесткости балок или ростверка обычно не дает никакой экономии.

Распределение по площади

Чтобы соблюсти требования по просвету, равномерному распределению нагрузки, оптимальному количеству, существуют различные варианты расположения:

1. Рядами. Применяется в свайно-ленточном исполнении. В 1 ряд отступают с шагом в 1,33 м, в 2 ряда – 2,67 м;
2. Шахматный. Для свайно-ростверкового основания. Выигрыш в том, что нужный размер откладывается по диагонали. Количество точек внутри того же самого периметра увеличивается.

Для того, чтобы соблюсти симметрию расположения, количество свай изменяют только в сторону увеличения. Все округления в расчете тоже производятся в большую сторону. На другой типоразмер опор делают полный пересчет всего фундамента.

Если конструкция изготавливается заливкой бетона для формирования столба, при этом происходит выдавливание окружающего грунта. Нельзя наливать гнездо следующей основы ближе 1,5 м, когда раствор соседней формы еще не набрал 50% прочности. В этом случае работа совершается через одну стойку.

Легкие конструкции

Там, где несущая способность не играет особой роли: в легких постройках с редким посещением, заборах, навесах, применяют винтовые трубы с увеличенным просветом. На них крепят профнастил, листовые материалы, сетку-рабицу. В этом случае ветровые, снеговые, другие временные силовые воздействия играют большую роль, чем вертикальная нагрузка. Шаг выбирают в пределах 2,5-3,5 м. Глубину ввинчивания выдерживают 1,7 -1,8 м.

Самостоятельные решения

Не всегда возможно пригласить специалиста для инженерно-геологических исследований. Сомнения в классификации грунта затруднят определение его характеристик. В этом случае лучше выбирать самые неблагоприятные из рядом стоящих в таблице значений.

Пример:

У самого слабого грунта (песка) несущая способность 2 кг/см², минимальная несущая способность винтовой опоры с Ø лопасти 0,3 м — 1,4 т (2 кг/см² х 706 см²). Значит,6 таких столбов удержат здание с общей массой в 8,4 т. Такая масса не превысит большинство подсобных построек, беседок, сараев, бань.

Примерный подсчет:

1. Нарисовать план 1 этажа;
2. Отметить углы;
3. Выбрать точки пересечения несущих стен;
4. Определить места расположения тяжелого оборудования (котел, баки);
5. Разместить по линиям оставшиеся точки, полученные исходя из веса дома;
6. Дополнить в местах, где не соблюдается максимальный шаг;
7. Проверить симметрию;
8. Посчитать общее количество.

Для вкручиваемых стоек приобретать лучше на одну больше. Во время установки какая-нибудь единица может «не пойти» в заданном месте на нужную глубину. Придется переносить место и ставить две.

Перед строительством дома на фундаменте с винтовыми сваями необходимо рассчитать нагрузку от всей конструкции на каждый квадратный м.

Расчет должен проводиться еще на этапе проектирования. Для проведения всех вычислений существует стандартная схема, справиться с которой сможет каждый. Также следует определить и расстояние между винтовыми сваями.

При расчете необходимо учитывать следующие параметры:

• форму фундамента;
• нагрузку на основание и ее характер;
• тип грунта.

Важное значение имеет распределение свай по подошве ростверка. Оно делится на два типа: шахматное и рядное. При рядном распределении сваи устанавливаются в один ряд параллельно боковым граням ростверка. Расстояние между винтовыми опорами определяется по промежутку между ними. При шахматном распределении опоры располагаются под углом ростверка, и расстояние измеряется по диагонали, проложенной между соседними сваями.

Если промежуток между опорами слишком большой, то свайный фундамент, а соответственно, и само здание, будет неустойчивым.

При в правильные ряды нагрузка будет распределяться равномерно. Это позволит исключить образования крена дома в дальнейшем. В некоторых случаях расстояние между опорами может быть разным, что связано с неравномерными нагрузками.

Максимальное расстояние между сваями не должно быть больше 6d, где d – это диаметр столбов. Если значение будет больше, то каждая опора будет работать как одиночная, будет воспринимать повышенные нагрузки. Такая ситуация приводит к разрушению ростверка, обрушению здания.

В среднем минимальное расстояние между столбами составляет 2 м, а максимальное не превышает 2,9 м. Однако окончательные значения зависят от грунта и строящегося здания.

Устройство винтового фундамента

Фундамент на винтовых сваях используется при строительстве легких построек, вспомогательных помещений. При возведении тяжелых жилых домов использовать такой тип не рекомендуется.

Инструкция по монтажу винтовых оснований следующая:

1. Выбор места. При определении с местом строительства необходимо убедиться в том, что в местах устройства фундамента не проложены инженерные коммуникации (кабель, трубопровод и пр.).
2. Разметка . Разметка выполняется согласно проекту дома, где также указаны все данные об основании, его размерах и конфигурации. Все отметки необходимо выполнять с максимальной точностью, допуская погрешность по любому измерению не более 2 см.
3. Ввинчивание свай. Осуществляется это следующим образом. В месте расположения опоры делается небольшое углубление (примерно 15-25 см). В подготовленную яму устанавливается свая. В отверстие опоры вставляется лом, диаметр которого не более 3 см, далее устанавливается труба с квадратным сечением, образуя своего рода рычаг. Для рычага лучше всего использовать металлическую трубу с сечением 50х50 мм и длиной 3-3,5 м. Длины рычага – 2-3,5 м с каждой стороны. Причем чем длиннее труба, тем проще будет крутить рычаг и тем глубже зайдет свая. Ввинчивание опоры осуществляется при помощи круговых движений, совершаемых вокруг ее оси. За один оборот опора должна уходить в землю примерно на 20 см. Во время процесса нужно постоянно следить за ровным положением элементов фундамента. При необходимости проводится выравнивание опоры. Следить за ровностью следует сразу, при вхождении опоры, т.к. с каждым новым витком придать нормальное положение фундаменту будет все сложнее. Проверяется точность установки строительным уровнем или отвесом. Допустимое отклонение от оси – 1-2 градуса.

Если при ввинчивании свая не заходит в землю, а только рыхлит почву, то следует углубить яму до 50 см. И при установке опоры нужно увеличить вертикальную нагрузку, для чего на рычаг дать дополнительную нагрузку. Как только опора зацепит грунт, нагрузку можно снимать. Закручивать сваи лучше при помощи трех или пяти человек.

Несущая способность и долговечность свайного фундамента зависит от соблюдения технологических требований строительства и правильно произведенных расчетов. Среди прочих параметров рассчитывается и расстояние между сваями фундамента.

Строителей-новичков слово «расчет» пугает. Но для индивидуального строительства эту процедуру упростили настолько, что с ней может справиться и школьник, умеющий правильно оперировать арифметическими действиями.

Чтобы 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;
• площадь дома.

Анализ грунтов

Определить 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).

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

Для 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

Как 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.

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.

Особенности размещения свай под деревянный дом

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

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

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

С каким шагом устанавливаются винтовые сваи

Винтовые сваи используются под строительство легких сооружений, особенно, если они – самодельные. На них часто монтируются заборы из различных материалов.

Если вы решили обнести свои владения забором из сетки-рабицы, расстояние между сваями свайно-винтового фундамента должно быть не более 3-3,5 метра.

Расстояние между винтовыми сваями фундамента более тяжелого забора, сооруженного из дерева или профлиста, составляет максимум 3 метра. А если в регионе имеют место сильные ветры, лучше шаг опор уменьшить до 2,5 метров.

Вышеизложенные сведения помогут домашнему мастеру построить надежный свайный фундамент. Однако надо помнить, что профессиональный расчет параметров свайного фундамента обычно приводит к экономии материалов и трудозатрат.

Видео о плюсах и минусах свайных фундаментов.