Как рассчитывается расстояние между сваями в винтовом фундаменте?

Установка винтовых свай – один самых быстровозводимых и наименее затратных способов возведения фундамента для малоэтажных и легковесных сооружений.

Чтобы силовая конструкция отвечала всем требованиями безопасности, необходимо на этапе проектирования выполнить ряд условий, в том числе определить оптимальное расстояние между сваями в винтовом фундаменте.

Через какое расстояние устанавливаются винтовые сваи для фундамента, расскажем в статье.

От чего зависит интервал?

От расположения конструктивных элементов в свайном поле зависит равномерность распределения нагрузок.

Факторы, от которых будет зависеть интервал между сваями:

1. Тип грунта и его физико-химические свойства.
2. Глубина промерзания.
3. Уровень подземных источников.
4. Вес дома и особенности его конструкции.
5. Несущая способность выбранных свай.

Шаг между опорами не всегда выбирается одинаковым. Составленный во всех деталях план дома позволяет определить точки, в которых нагрузка на основание будет максимальной.

Так, винтовые сваи в обязательном порядке вкручивают в следующих местах:

• под углами сооружения;
• по линиям несущих стен;
• под печами и каминами;
• у входной части;
• под тяжелым оборудованием и т.д.

С учетом всех параметров выбирают рациональное соотношение между шагом и характеристиками силовых элементов:

• диаметром опоры,
• толщиной металла,
• шириной лопастей,
• длиной трубы.

Определение несущей способности грунта

Определение сопротивления грунта нагрузкам является одним из ключевых этапов при расчете фундамента, в том числе нахождения расстояния между опорными элементами.

Основные факторы, от которых зависит несущая способность грунта:

1. Тип породы.
2. Насыщенность земли влагой.
3. Характеристики слоев почвы.
4. Уплотненность масс.

Перенасыщение почвы влагой, на которую влияет уровень подземных источников, снижает несущую способность грунта в несколько раз. Фактор увлажненности не касается участков, где в преобладающем количестве содержится песок средней и большой крупности. Предельные нагрузки на почву, которые не приведут к существенным осадкам фундамента, изучены и занесены в справочники общего пользования.

Данные, которыми пользуются конструкторы, занимающиеся инженерными расчетами для строительства фундамента, отражены в таблице:

Для строительства на слабом и переувлажненном грунте выбирают большее количество опор, вследствие чего уменьшается растояние между силовыми элементами. Узнать геологические особенности участка можно из результатов профессиональных изысканий, которые проводят специализированные компании.

Для частно домостроения можно определить тип грунта самостоятельно. В этом случае бурят несколько скважин или копают ямы на глубину не менее 2 м. По срезу почвы станет ясно, из каких пород состоит грунт, на какой глубине находится несущий пласт, а также насколько увлажнена земля.

Расчет нагрузки

Чтобы определить суммарную нагрузку на фундамент, необходимо знать:

• 

  тип и вес стройматериалов, которые будут использоваться для возведения стен;

• габариты постройки, в том числе высоту этажей;
• вес перекрытий, кровли, пола;
• проектное количество людей, которые будут эксплуатировать сооружение;
• вес предметов интерьера, техники и оборудования;
• массу снежного покрова (определяется по климатическим условиям региона).

Для нахождения веса конструктивных элементов используют удельный вес строительных материалов, который можно узнать из справочников в общем доступе. Полезную нагрузку, которая включает вес людей и мебели, условно принимают равной 150–180 кг/м2.

Поскольку точно определить некоторые параметры достаточно сложно, добавляют к нагрузке запас надежности 10–25%. Зная силу, которая будет по проекту давить на см2 почвы, и допустимую нагрузку одной сваи, расчетным путем находят потребность в количестве силовых элементов. В ходе проектирования проектные нагрузки делят на опорную площадь фундамента и сравнивают результат с сопротивлением почвы.

Сопоставление параметров позволяет судить о том, правильно ли рассчитано количество свай относительно геологическим условиям.

Если нагрузки превышают допустимое сопротивление почвы, то разницу нивелируют за счет уменьшения шага (увеличения количества свай) или увеличения несущей способности фундамента путем выбора опорных элементов большего диаметра.

Основные схемы свайного поля

План размещения опорных элементов подбирают индивидуально в зависимости от конструктивных особенностей сооружения, а также сложности рельефа.

Популярные схемы:

1. 

   Одиночное расположение. Винтовые сваи ставят по углам конструкции с шагом не более 3 м (метод для малогабаритных и легковесных построек).

2. Ленточное расположение. Столбы вкручивают по периметру постройки с минимальным расстоянием друг от друга. Технология используется для малоэтажных домов со стенами из дерева, пенобетона, газоблока, а также для каркасных сооружений.
3. Кустовое размещение. Опоры устанавливают группами из 2–3 элементов в местах, где действуют максимальные нагрузки (под углами, несущими стенами, действующими каминами и т.п.). Шаг в этом случае не имеет принципиального значения.
4. Сплошное свайное поле. Под тяжеловесными объектами и на участках с просадочным грунтом опоры вкручивают с шагом в 1 метром по всему контуру фундамента.

Как правильно выбрать шаг?

Расстояние между соседними силовыми элементами рассчитывают, исходя из количества свай, а также их диаметрами. Для этого вначале определяют проектные нагрузки и анализируют особенности конструкции.

В случае с одиночным и ленточным расположением за основу берут периметр постройки и делят на количество свай. Результат сравнивают с минимально и максимально допустимыми параметрами и, в случае необходимости, подбирают шаг.

Ошибки в расчете расстояния между опорными элементами приведут к перерасходу средств, либо к риску проседания стен, если несущая способность фундамента в местах с максимальной нагрузкой будет недостаточной.

Минимальное и максимальное значение

Наименьшее значение шага зависит от толщины почвы, которая уплотняется лопастями вокруг сваи в процессе ее вкручивания.

Согласно нормам из СНиП, минимальный шаг принимают равным трем диаметрам опорных элементов, а максимальный – шести диаметрам.

Исключение составляют такие случаи:

1. 

   Технология монтажа винтовых свай предполагает монтаж опорных элементов под углом. Тогда минимальный шаг будет равен 1,5Ø.

2. На участках с большим уклоном расстояние принимается минимально возможным.
3. При строительстве на достаточно плотных и стабильных грунтах промежуток между опорами может быть равен восьми диаметрам. Этот же диапазон подходит для строительства легких построек, которые будут эксплуатироваться по минимуму.
4. На площадках с высоким содержанием песка оптимальным считается шаг, равный четырем диаметрам. Расстояние уменьшают, если грунт чрезмерно уплотнен.

Оптимальное размещение столбов

Рациональное расстояние между опорными элементами выбирается на этапе проектирования сооружения, когда есть чертеж постройки, а также известны геологические особенности участка.

Как правило, при строительстве тяжеловесных сооружений с использованием винтовых свай сокращают расстояние между ними до тех пор, пока решение остается экономически целесообразным.

На практике шага в размере 1,5 м будет достаточно, чтобы фундамент равномерно распределял максимально возможные нагрузки на грунт, если была реализована технология обвязки опор деревянным, металлическим или бетонным ростверком.

Увеличить расстояние между силовыми элементами можно за счет выбор свай с большим диаметром. В этом случае можно повысить несущую способностью основания для тяжелых сооружений.

Вся самая важная и полезная информация о свайно-винтовом фундаменте представлена в данном разделе.

Заключение

Расстояние между опорными элементами регламентируется строительными нормами, изложенными СНиП и ГОСТах.

Как правило, шаг составляет от 1,5 до 3 м. Оптимальный диапазон выбирается на этапе проектирования с учетом геологии участка, особенностей конструкции и прочности свай.

Любые вынужденные изменения в параметрах в процессе монтажа должны согласовывать с конструктором, который проводил инженерные расчеты для фундамента.