Свайный фундамент расстояние между сваями: как определить оптимальных шаг размещения винтовых свай

Содержание

Расстояние между винтовыми сваями: как правильно рассчитать

Расстояние между винтовыми сваями – один из технических параметров, необходимых для строительства дома или хозяйственных сооружений. Оно определяется на этапе проектирования и зависит от величины нагрузки на каждый элемент опоры фундамента. Ошибки в определении расстояния между металлическими винтовыми сваями влияют на надежность и долговечность дома, поэтому все расчеты следует выполнять особенно тщательно. Условия и методика их проведения регламентируются ГОСТ 27751-2014 и другими нормативными документами.

Исходные данные

Перед началом выполнения расчетов необходимо выбрать вариант расположения свай под ростверком дома или хозяйственной постройки. Он может быть:

  • Шахматным. В этом случае сваи для фундамента устанавливают под углами обвязки, а расстояние замеряют по диагонали между соседними элементами.
  • Рядное. При таком распределении опоры устанавливают в один ряд, располагая их параллельно относительно боковых граней ростверка.
Пример конструкции расположения опор

Каким должно быть расстояние между винтовыми сваями? В процессе проведения расчетов следует принимать во внимание:

  • форму основания дома;
  • характеристики почвы;
  • величину нагрузки, действующей на фундамент и ее особенности.

Кроме того, необходимо учитывать прочность опор и ростверка. Наиболее сложным при планировании строительства частных домов является изучение параметров грунта. Причем требуется выяснить не его тип и другие параметры на поверхности, а несущие способности на глубине расположения опор для фундамента после вкручивания. Для этого через толщу грунта прокладывают шурф глубиной до 2 м.

Для упрощения расчетов после определения нагрузки и количества свай можно предусмотреть примерно 30 % запас прочности, увеличив полученные данные на эту величину. Такой прием позволит компенсировать слишком большую нагрузку на фундамент из-за аномальных снегопадов, неоднородность почвы и другие факторы.

Анализ состава почвы можно проводить во время пробного вкручивания, которое необходимо для оценки расстояния до плотных слоев и подбора нужной длины свай. Плотность грунта определают по справочнику.

Методика расчетов

Расчет расстояния между опорами для свайного фундамента выполняют в несколько этапов. Для этого потребуется:

  • оценить массу дома;
  • определить нужное количество свай, учитывая их тип, размеры, несущую способность и параметры грунта.

По завершении расчетов планируют расположение опор под фундаментом дома таким образом, чтобы они находились не только под углами наружных стен, но и под конструкциями из тяжелых материалов. Нагрузка, действующая на опоры, должна быть одинаковой, также как и расстояние между ними.

Оценка массы здания

Вес здания определают, суммируя массу всех его конструктивных элементов, и добавляя нагрузку от снега, внутренней обстановки и других составляющих. Полученную величину умножают на коэффициент запаса прочности.

Необходимо учитывать вес дома при расчете опор

Однако такой вариант расчета довольно сложен, поэтому массу дома определают, используя статистические данные. Согласно им, обычно вес наружных стен по величине почти совпадает с весом остальных элементов и содержимого с учетом снеговой нагрузки.

Специфика строительства каркасных сооружений и домов из sip-панелей заключается в использовании материалов с хорошей несущей способностью и небольшой массой. Поэтому расчет общего веса для таких зданий вычисляют, увеличивая массу наружных стен втрое.

Объем несущих конструкций получают, умножая их длину по периметру дома на толщину и высоту. Для дальнейших расчетов необходимо знать плотность стен, которая зависит от вида используемых материалов и указывается в справочной литературе.

Определение числа опор

Для расчета количества свай полученную массу дома с учетом дополнительного запаса прочности нужно разделить на несущую способность одного конструктивного элемента. Расчет величины нагрузки, которую должна выдерживать опора для фундамента, определают следующие параметры:

  • длина и диаметр лопастей сваи;
  • прочность материала;
  • структура и плотность грунта на уровне расположения лопастей после закручивания.

Характеристики почвы зависят от ее вида и определаются по справочнику.

Посмотрите видео, как рассчитать количество опор для сооружения основания.

Чем меньше несущая способность грунта на месте строительства дома, чем короче расстояние между опорами фундамента.

Расстояние между сваями

В отличие от других видов свай минимальное расстояние между винтовыми опорами не регламентируется, но во многом зависит от прочности ростверка. Согласно практическим данным по расчетам, полученным во время строительства домов в российских условиях, оно составляет 1,7 м на площадках с обычным грунтом.

Рекомендуем посмотреть видео о том, как пользоваться онлайн-калькулятором для расчета основания.

Максимальное расстояние зависит от материала стен и для одноэтажных зданий должно быть:

  • для каркасных и сборно-щитовых сооружений – 3 м;
  • для строений из бруса или бревен – не менее 3 м;
  • для зданий из кирпича – 2 м;
  • для домов из шлакоблоков и газобетона – 2,5 м.

Для более высоких сооружений шаг между опорами свайного фундамента делают меньше.

При необходимости максимальное расстояние от одной сваи до другой можно увеличить, но в этом случае придется возводить ростверк с учетом дополнительной нагрузки, для которой необходим дополнительный расчет.

Расстояние между винтовыми сваями

Свайный винтовой фундамент – современное эффективное решение, использование которого позволяет при грамотной реализации получить надежные долговечные результаты. Один из наиболее значимых вопросов, которые требуется решить при расчёте будущей фундаментной конструкции – расстояние между винтовыми сваями, которое обеспечит должный уровень прочности.

Особенности свайных фундаментов

Для начала разберёмся в специфике фундаментных конструкций, сооружённых с использованием винтовых свай. Преимущественно такой подход применяется в частном строительстве для сооружения относительно лёгких строительных объектов. Хотя, используемые сегодня технологии обработки металлов позволяют получить изделия, пригодные для строительства капитальных домов из газобетона или других материалов.

На участке размечаются места, в которые при помощи специальной техники вкручиваются сваи. После на них сооружается обвязка, которая и служит основанием всего сооружения.

К преимуществам свайно-винтовой технологии можно отнести следующие факторы:

  • Относительно небольшой расход материалов при сооружении свайного фундамента.
  • Нет потребности в выполнении больших объёмов земляных работ.
  • Может применяться при работе на участках со сложными или подвижными грунтами.
  • Не требуется предварительного выравнивания поверхности участка по высоте.
  • Короткие сроки выполнения работ, конструкция готова к строительству уже на следующий день.

От чего зависит идеальный шаг между опорами

Один из важных факторов при расчете будущей конструкции свайно-винтового фундамента – несущая способность грунта на участке. Для этого специалисты проводят тщательное обследование территории, которое позволяет получить точную картину.

В зависимости от результатов обследования, типа используемой свайной продукции и специфики сооружения, которое после будет возводиться на фундаменте, рассчитывается расстояние между винтовыми сваями. В каждом конкретном случае эта величина вычисляется индивидуально.

Так, шаг винтовых свай под небольшим каркасным домом может составлять до трёх метров. Однако при строительстве массивного сооружения на нестабильных грунтах расстояние между опорами может уменьшиться до метра – полутора.

Помимо правильного выбора расстояния между опорами следует следить, чтобы сваи равномерно располагались под всем будущим сооружением. Также их установку необходимо производить строго вертикально, так как такое положение обеспечит максимальную устойчивость всей конструкции.

Как разместить сваи в плане

Ещё один важный нюанс, от которого зависит устойчивость фундамента и целостность всего дома – правильное расположение свай. Особенно этот момент необходимо продумывать при строительстве массивных двухэтажных каркасных домов, а также сооружений со стенами неправильной формы.

От правильного расположения опор зависит равномерность распределения нагрузки, долговечность и стабильность всей фундаментной конструкции. Поэтому этап планирования следует доверять квалифицированным инженерам-строителям, которые учтут все нюансы и примут наиболее квалифицированное решение.

В строительной отрасли применяется четыре типа расположения винтовых опор свайных фундаментов:

  • Одиночное расположение – сваи ввинчиваются на равном расстоянии по углам будущего строения, под несущими стенами или в месте расположения вертикальных стоек каркасного дома.
  • Ленточное расположение – от предыдущего типа такой свайно-винтовой фундамент отличается меньшим шагом между опорами, он рассчитан на более высокие нагрузки.
  • Кустовое расположение – при таком подходе предполагается размещение по несколько опор в зонах с самой высокой нагрузкой.
  • Так называемое свайное поле – вариант основания, рассчитанный на самые высокие нагрузки, обычно применяется при сооружении массивных конструкций или при строительстве на участках с неустойчивыми грунтами.

Что ещё учитывается при расчёте

Правильный расчёт расстояния между винтовыми сваями необходим по ряду причин. Если опоры будут расположены слишком далеко друг от друга, есть вероятность просадки или даже разрушения здания. Если же их поставить слишком часто, это приведёт к заметному увеличению общих затрат при проведении строительных работ.

При проектировании такого типа фундамента профессиональные строители учитывают следующие факторы:

  • Устойчивость почвы, на которой возводится дом.
  • Общий вес конструкции дома или сооружения.
  • Масса мебели или оборудования, которые будут тут установлены.
  • Параметры прочности и грузоподъёмности самих свай.
  • Предполагаемая нагрузка от снега и ветра.

Правильный учёт всех важных нюансов и обстоятельств позволит вам получить в итоге долговечную прочную конструкцию, способную на протяжении долгих лет выдерживать все расчётные нагрузки.

Расчет винтовых свай для свайного фундамента

Услуги

Расчет винтовых свай для свайного фундамента

Диаметр винтовых свай определяется в зависимости от категорий строений:

  1. Сваи диаметром 57мм применяются для возведения ограждений, при этом шаг между сваями составляет от 0,5 до 2 метров.
  2. Сваи диаметром 76мм применяются для устройства заборов среднего веса, а также для небольших строений. Шаг между сваями составляет от 1 до 3 метров.
  3. Сваи диаметров 86мм применяются для постройки тяжелых заборов и небольших сооружений, таких как гаражи, беседки и так далее. Шаг свай составляет от 2 до 4 метров.
  4. Сваи диаметром 108мм применяются для строительства малоэтажных загородных домов из деревянного бруса или каркаса. Шаг между сваями составляет от 2 до 5 метров.
  5. Сваи диаметром более 108мм применяются для строительства тяжелых ангаров или линий электропередач.

Длина винтовых свай

    Для определения необходимой длины свай, следует произвести исследование грунтов, для этого в самой нижней точке участка выкапывается ямка глубиной 500мм. По составу грунта судят о необходимой длине винтовых свай:

    1. Если грунт составляют глина и песок, значит, длинна свай выбирается равная 2,5 метра.
    2. Если ямка вырыта среди насыпного грунта, среди торфа или ее заполняют грунтовые воды, необходимо произвести дальнейшее бурение ямки с помощью бура. Бурение ведется до тех пор, пока в составе грунта не появятся песок или глина. Глубина, на которой располагаются твердые грунты, равняется глубине винтовой сваи.
    3. Если участок имеет сильный наклон, для его компенсации длину свай необходимо увеличивать, например, при перепаде высоты в 1 метр, необходимо увеличить длину свай:
      • на 0,5 метра – для среднего ряда свай;
      • на 1 метр – для крайнего ряда свай.

    Чтобы компенсировать случайности, к длине свай стоит прибавить еще по 0,5 метра.

    Расчет необходимого количества свай производится с учетом допустимого расстояния между ними:

  • 2 метра между сваями допускается при строительстве сооружений из легкого камня;
  • 3 метра между сваями допускается при строительстве каркасных или бревенчатых строений, а также при строительстве заборов;
  • от 3 до 3,5 метров допускается расстояние между винтовыми сваями при строительстве заборов.

Другие статьи:

Возврат к списку

Минимальное расстояние между винтовыми сваями для фундамента каркасного дома: СНиП


Строительство свайным методом – экономичный и надежный способ. При его использовании учитывают:

  • расстояние между винтовыми сваями для каркасного дома;

    Чертеж с размерами расстояний между сваями в основании здания

  • порядок размещения свай;
  • расстояние между стойками в каркасном доме;
  • способы углубления опор.

Рассчитать расстояние между стойками каркасного дома можно самостоятельно. На основании этого составить смету, список материалов.

Вернуться к оглавлению

Содержание материала

Разновидность свай

Отличают опоры по способу углубления в грунт:

  • Винтовые – труба диаметром 70 – 350 мм и длиной 2 – 11 м с винтовым конусовидным окончанием;

    Схема устройства фундамента на винтовых сваях

  • Забивные – длина до 16 метров, для увеличения длины возможна состыковка из нескольких штук;
  • Буровые – устанавливаются в пробуренную скважину.

По материалу:

  • Железобетон – арматура + бетон;
  • Сталь – марка не ниже СТ-3;
  • Дерево.

Деревянные делают из лиственницы или дуба.

Вернуться к оглавлению

Виды конструкций каркасного дома

В строительстве используют четыре вида конструкций:

Чертеж с размерами и планировка каркасного здания с обозначением основания

  1. Рамная с перекрытием. Еще ее называют «платформа» или «канадская». Каждый слой состоит из площадок. Сборка идет снизу – вверх. На самую нижнюю обвязку, уложенную на фундамент, укладываются балки и лаги перекрытия первого этажа. При помощи фасадных лаг они сбиваются в единый поддон. Стойки каркаса внизу крепятся к лагам, а вверху служат основой для следующего этажного перекрытия.
  2. Каркас с неразрезанными стойками. Подпорки, проходящие вертикально через весь каркас, должны быть строго параллельны друг другу.
  3. Стоечно-балочная конструкция. На две параллельные опоры укладываются поперечные балки. Они должны выдерживать максимальную нагрузку. Для длинных перемычек балки берутся стальные.
  4. Каркасно-стоечная конструкция. Схожа со стоечно-балочной. Единственное отличие – стойки устанавливаются сразу в грунт. Это приподнимает здание.

Такой тип каркаса незаменим в заболоченных, подтапливаемых местностях.

Вернуться к оглавлению

Устройство винтового фундамента

Винтовые опоры достаточно надежны, долговечны, не зависят от сезонных изменений грунта.
Основанием фундамента служит полая оцинкованная труба с наконечником – буром. Строительство происходит в семь этапов:

  1. Опоры заглубляют параллельно друг другу на равную глубину.
  2. В полость вставляют арматуру, заливают бетоном.
  3. На верхней поверхности монтируют ростверк – горизонтальная плоскость основания. Он помогает равномерно распределить нагрузку по всей площади фундамента. При установке ростверка нужно правильно рассчитать расстояние между лагами.
  4. Поверх лаг укладывают слой утеплителя, потом половую доску первого этажа.
  5. Монтируют цоколь. В основном это ленточная кладка из кирпича.
  6. Прокладывают слой теплоизоляции.

    Пример утепления пола в каркасном здании

  7. Стягивают сваи. Для этого их обваривают профильными трубами между собой.

Это дополнительно укрепит фундамент.

Вернуться к оглавлению

Рекомендуемое расстояние между опорами

Все нормы прописаны в СНиП 2.02.03-85. При проектировании конкретного здания делают расчеты. При этом учитывают:

  • Количество несущих стен;
  • Нагрузка на фундамент. Здесь учитывается тяжесть строительных материалов, примерный вес мебели, погодные условия в регионе;
  • Состав грунта.

Чертеж с размерами дистанций между сваями фундамента каркасника

Максимальное расстояние между сваями в каркасном доме 3 метра. В зависимости от природных условий и стройматериалов может быть снижено до 1 метра. Минимальное расстояние не должно быть меньше, чем тройной диаметр трубы, а максимальное – до 6 диаметров.

Вернуться к оглавлению

Как рассчитать шаг установки винтовых свай

Просчитав предполагаемую нагрузку, можно определить, сколько нужно опор и вычислить необходимые промежутки между ними. От правильных расчетов зависит время эксплуатации здания.

Шаг установки винтовых свай под одноэтажное здание с мансардой

Для определения количества:

  • проводят анализ грунта на участке под застройку;
  • определяют площадь дома;
  • вычисляют предполагаемую нагрузку на грунт;
  • делают расчет по формуле:
    Площадь основания сваи умножить на сопротивление и общую массу нагрузки разделить на полученный результат.


Нагрузку можно определить по СНиП или техническим условиям. Результат вычисления – нужное количество опор. Длину здания по периметру делим на количество свай. Полученный результат необходимо откорректировать в зависимости от материала опоры:

  • для деревянных минимально допустимый шаг не больше семидесяти сантиметров;
  • для железобетонных – не больше 90.

Максимальный шаг зависит от установки: один ряд – 1,33 м, два ряда – 2,67 метра.
Смотрите видео о расстоянии между сваями фундамента.

Вернуться к оглавлению

Порядок размещения свай

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

  1. Одиночное – опоры ставят по углам фундамента. А также по отдельным стенам и по центру.
  2. Ленточное – сваи идут по линии одной стены по периметру фундамента и под перегородками.
  3. Сплошное – свайное поле с рядным расположением или в шахматном порядке.

    Существующие варианты размещения свай под домом

  4. Кустовое – группа из нескольких опор устанавливается в местах предполагаемой максимальной нагрузки.

Последний вид широко применяют при строительстве высотных зданий с массивными колоннами.

Вернуться к оглавлению

Работа со сваями после ввинчивания

Когда все опоры ввинчены, делают ростверк. Первый шаг – это выравнивание по высоте и заполнение бетоном. Для этого может использоваться: доска, брус, металлический уголок, балка.

Процесс выравнивания сваи по высоте

Независимо от того какой материал был выбран, его нужно обработать для продления срока эксплуатации.

Дерево пропитывают олифой или битумной мастикой, для предотвращения гниения. Металлические балки обрабатывают антикоррозийными лаками или красками.

По площади строения делается опалубка шире несущих стен.

Конструкция опалубки под заливку ростверка основания

В ней монтируется каркас, который крепится при помощи распорок. Затем заливается бетоном. После того как бетон застыл (на это уйдет примерно месяц), доски опалубки удаляются. Бетон обрабатывают мастикой для гидроизоляции.

Поверх нее укладывается слой рубероида, тоже обработанный мастикой. После ее полного высыхания можно приступать к возведению стен.

Процесс обработки свайного фундамента мастикой

Стройка свайно-винтовым методом легко выполнима. Баню или домик на дачном участке можно выполнить самим. Независимость стройки от сезона или особенностей местности, еще один плюс строительству таким способом.

как правильно рассчитать шаг в свайно-ленточной конструкции


Свайный фундамент — это решение, позволяющее получить надежную и эффективную опорную конструкцию на проблемных или слабонесущих грунтах.

На территории России таких регионов много, поэтому технологии создания свайных оснований являются популярными и хорошо изученными.

Одним из удачных конструкционных вариантов считаются винтовые сваи, позволяющие быстро и щадящими методами получить надежное основание без нежелательных воздействий на постройки, расположенные поблизости.

Возможности винтовых свай делают их популярными и распространенными, а возможность самостоятельного строительства только усиливает эти качества.

Рассмотрим один из важных рабочих моментов — выбор оптимального расстояния между опорами.

Особенности грунта на участке

От параметров грунта во многом зависит прочность и надежность контакта ствола и лопастей каждой сваи с прилегающими слоями. Согласно требованиям СНиП, для анализа грунта необходимо произвести пробное бурение, лабораторные исследования состава и свойств грунтовых слоев.

Кроме того, рекомендуется установка эталонных свай, способных на практике продемонстрировать несущую способность сваи и величину сопротивления нагрузкам. На практике большинство исследований ограничивают пробным бурением и визуальным определением качества грунта.

Глубина залегания плотных слоев и их состав определяются по сопротивлению грунта при бурении.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Опытный бурильщик способен оценить состояние грунта не хуже, чем специалист-геолог, однако, если есть возможность выполнить качественный анализ грунта, пренебрегать ей не следует.

Описание конструкции

Виды свай
Свайная конструкция представляет собой единое целое, состоящее из многочисленных несущих элементов и ростверка.

Сваи могут существенно различаться друг от друга не только внешним видом, но и материалом и методом монтажа. На сегодняшний момент наиболее востребованными считаются следующие типы опор:

  • винтовые;
  • забивные.

Шаг установки между ними определяется исходя из глубины залегания и материала, из которого они изготовлены. Ростверк играет не менее важную роль, так как гарантирует соединение опор в одно целое и может быть представлен в различных видах, но в большинстве случаев подбирается, исходя из технологии установки или закрепления свай.

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.

Коротко о главном

Расчет всех параметров фундамента должен быть максимально точным и грамотным, от него зависит долговечность и надежность здания. Правильно выполнить его сможет только специалист, занимающийся проектированием, так как для этого нужны самые разные данные, начиная от состава грунта и заканчивая нагрузкой на него. Свайный фундамент – не исключение, особенно если речь идет о том, с каким шагом устанавливать опоры под кирпичный или каменный дом. Немного проще определить расстояние между винтовыми сваями для террасы или каркасного строения: они обладают сравнительно небольшим весом, поэтому к ним можно применить любой удобный шаг в пределах 1,5-3 метра.

Оценок 0

Прочитать позже

Основные схемы размещения на фундаменте

Существуют различные схемы размещения свай:

  • Одиночные.
  • Свайный куст.
  • Свайное поле.
  • Свайная лента.

Выбор схемы определяется конфигурацией постройки и порядком распределения нагрузок. Отдельные сваи используются для создания точечных опор под столбы или иные элементы минимальной площади.

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.

Влияние опорного слоя


Дом на свайном основании
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.

Как правильно рассчитать расстояние

Существует много разных методик расчета винтовых свай. Большинство из них некорректно и не дают никакого полезного результата. Грамотный расчет можно сделать, руководствуясь СП 50-102-2003, где изложены все необходимые формулы и методики.

Проблема в том, что простых способов не существует, придется производить достаточно сложные вычисления с высокой вероятностью ошибки. Поэтому необходимо обращаться к специалистам или, как минимум, использовать онлайн-калькуляторы, позволяющие получить нужные значения буквально за пару минут и совершенно бесплатно.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Браться самостоятельно за расчет фундамента, не имея соответствующей подготовки и опыта, настоятельно не рекомендуется из-за высокой вероятности ошибок и неправильного употребления различных специальных значений.

Если все-таки необходимо рассчитать шаг опор, следует сначала начертить план свайного поля (или использовать план первого этажа). Сначала сваи расставляют по всем углам и точкам примыкания стен.

После этого по линиям размещения нагрузки (несущих стен) распределяют сваи, исходя из их количества.

Иногда, при равномерном распределении веса по всем опорам, поступают просто — вычисляют общую длину несущих стен и делят ее на расчетное количество свай.

Например:

Вес дома — 300 т. Номинальная нагрузка на сваю — 5 т (ВС-108).

Общее количество свай:

300 : 5 = 60 шт.

Общая длина опорных линий — 40 м.

Тогда расстояние между соседними сваями будет:

60 : 40 = 1,5 м.

Проводим вычисления

Чтобы правильно рассчитать расстояние между сваями для вашего каркасного дома, наглядно рассмотрим, как их проводить, на примере одноэтажной постройки из деревянного бруса. Его площадь составляет 6х6 м. Вычисляем объем древесины, для этого берем во внимание высоту стен дома с учетом крыши и их толщину. Представим, что у нас получилось 20 000 м3.

Далее берем массу одного куба древесины (800 кг конкретно в нашем примере) и умножаем ее на 20 000 м3. У нас получается 16 тонн, именно такую нагрузку на фундамент дает чистый каркас.

Далее сюда необходимо прибавить массу отделочных и кровельных материалов (примерно 2 тонны).

Далее следует вычислить:

  1. Полезная нагрузка. 36 м2(площадь дома)*150 кг/м2 = 5,4 тонны.
  2. Снеговая нагрузка. 36 м2*120 кг/м2 = 4,32 тонны.

Суммируем все три результата и получаем 27,72 тонны. Далее умножаем это число на коэффициент запаса — 1,1. В результате мы получаем 30,492 тонны нагрузки.

В строительстве мы будет использовать сваи с диаметром 8,9 см. Одна такая опора рассчитана на 2 тонны нагрузки. Минимальное количество свай рассчитывается следующим образом: 30,492/2=16. Это минимальное количество свай, которое располагается по периметру здания. Также необходимо установить дополнительные сваи под лаги пола и несущие станы.

Важно! Если здание 2-х этажное, нагрузка умножается на 2.

Это обобщенный пример, как проводятся расчеты, но в нем не учитываются индивидуальные особенности местности и самого проекта. Рекомендуется доверить эту работу, как и проектирование здания, профессионалам. Это гарантирует надежность и долговечность фундамента.

Минимальное и максимальное значение между опорами

Согласно требованиям СНиП, минимальным расстоянием между двумя соседними винтовыми сваями является двойной диаметр лопастей. То есть, если имеются опоры с лопастями 30 см, минимальным расстоянием между ними будет 60 см.

Необходимо учесть, что это расстояние между лопастями, то есть при разметке, отмечая оси свай, следует считать не 2, а 3 диаметра. Максимальное расстояние определяется отношением веса дома к количеству свай.

Необходимо учитывать материал и сечение ростверка, чтобы не получить излишнюю подвижность балок в центральной части каждого пролета. По всем расчетам максимум всегда определяется как 3, в некоторых случаях — 3,5 м.

Выходить за пределы этих значение нельзя, это создаст угрозу конструкциям дома.

Разновидность свай

Отличают опоры по способу углубления в грунт:

По материалу:

  • Железобетон – арматура + бетон;
  • Сталь – марка не ниже СТ-3;
  • Дерево.

Деревянные делают из лиственницы или дуба.

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.

Оптимальное значение не должно использоваться как некое универсальное число, подходящее в любом случае. Каждый проект должен рассчитываться в индивидуальном порядке.

Тип свайного элемента


Винтовые сваи
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.

Какую информацию нужно предварительно собрать?

Выбор свай для фундамента с учетом влияющих факторов

  1. Получить подробную информацию о состоянии грунтов, высоте залегания водных горизонтов и степени подвижности отдельных пластов.
  2. Разработать проект будущего дома с учетом используемых строительных материалов, дополнительно предусмотреть погрешность на мебель и другие материалы.
  3. Рассчитать, сколько нужно по массе всех строительных материалов для постройки дома.
  4. Уточнить глубину залегания прочных слоев породы и степень их пучения.
  5. Подобрать оптимальный тип свай и характеристики ростверка.
  6. Посчитать допустимую нагрузку на единицу площади грунта, а также допустимое количество несущих конструкций.

Как правило, проектирование таких фундаментов предусматривает сбор всей информации о будущем здании и строительной площадке. Это сложные инженерные расчеты, делать которые должен профессиональный строитель с опытом работы в такой сфере.

Также, учитывая открытую площадку между домом и грунтом, крен конструкции под воздействием ветра неизбежен, и его обязательно нужно учитывать.

При расчетах таких фундаментов также иногда учитывается, сколько и каких нужно гидроизоляционных материалов для защиты основания. Проектирование и расчет этого фундамента состоит с нескольких ключевых этапов:

  • выбор оптимального диаметра используемых свай;
  • расчет максимально допустимой длины конструкции;
  • расчет минимального количества материалов, на которых будет расположен ростверк;
  • расчет несущей способности буронабивных свай как альтернативы фабричным;
  • расчет и выбор ростверка.

На этапе проектирования нужно сразу определиться, какой тип конструкции будет использоваться. Ведь от их характеристик зависит максимально возможное количество конструкций, их допустимый диаметр и технология возведения.

Порядок выполнения работ

Монтаж свайного фундамента идентичен вне зависимости от выбранного метода внедрения. Прежде всего, определяется участок, на котором не должно находиться магистральных коммуникаций (водопровод, газопровод, канализация, линии электропередач, линии связи). После этого необходимо произвести разметку. Погрешность для данной ситуации допускается не более 2 – 3 см. Она полностью должна совпадать с проектом, предварительно составленным на бумаге.

Устанавливать опоры рекомендуется в подготовленные ямки глубиной 15 – 30 см. В каждой свае есть специальное отверстие для установки лома, который при вкручивании будет играть роль рычага. После того, как он вставлен, на него надевается труба сечением не более 50 мм, начинается ввинчивание.

Что характерно этому методу, при увеличении длины трубы давление на сваю будет уменьшаться. Обороты делаются в противоположном направлении оси сваи, при этом за один пройденный круг она должна погружаться в грунт на 15 – 20 см.

Отклонения от заданной вертикали строго контролируются и при малейших изменениях корректируются. Нужно учитывать, чем глубже винтовые сваи погружены в землю, тем сложнее выправить их наклон.

Глубина погружения свай в грунт зависит от особенностей почвы, климатической зоны

Расчёт глубины вхождения опоры в землю подлежит подробному вычислению. При этом учитываются региональные климатические особенности региона, в котором расположен земельный участок, расположению русла подземных вод, архитектурным и конструктивным особенностям строящегося здания.

Если планируется выполнять все работы самостоятельно без обращения к услугам специалистов, чтобы получить более точный и правильный расчет, придётся воспользоваться услугами геодезистов – архитекторов. Они сделают анализ грунта, составят точный план земельного участка, определят все интересующие величины и дадут профессиональные советы по поводу глубины установки и расстояния между сваями.

Хотя минимальное расстояние и глубина погружения зависят от составленного проекта, необходимо учитывать, в землю они должны входить не менее чем на 2 м. Нижняя часть должна располагаться в плотном слое грунта.

Проектирование фундаментов

ВИНТОВАЯ СВАЯ — свая, состоящая из металлической винтовой лопасти и трубчатого металлического ствола со значительно меньшей по сравнению с лопастью площадью поперечного сечения, погружаемая в грунт путем ее завинчивания.

Несущая способность винтовых свай (Fd) зависит от типа грунта.

Пример

СВС 108/2500 от 3 до 17 тс.

Свайные фундаменты в зависимости от действующих нагрузок следует проектировать в виде:

а) одиночных свай — под отдельно стоящие опоры;

б) свайных лент — под стены зданий и сооружений при передаче на фундамент распределенных по длине нагрузок с расположением свай в один, два ряда и более;

в) свайных кустов — под колонны с расположением свай в плане на участке квадратной, прямоугольной, трапецеидальной и другой формы;

г) сплошного свайного поля — под тяжелые сооружения со сваями, равномерно расположенными под всем сооружением и объединенными сплошным ростверком, подошва которого опирается на грунт.

При разработке проекта свайных фундаментов необходимо учитывать следующие данные: конструктивную схему проектируемого здания или сооружения; размеры несущих конструкций и материал, из которого они проектируются; наличие и габариты приближения заглубленных помещений к строительным осям здания или сооружения и их фундаментам; нагрузки на фундамент от строительных конструкций; размещение технологического оборудования и нагрузки, передаваемые от него на строительные конструкции и полы, а также требования к предельным осадкам и кренам строительных конструкций и фундаментов под оборудование.

Число свай в фундаменте и их размеры следует назначать из условия максимального использования прочности материала свай и грунтов основания при расчетной нагрузке, допускаемой на сваю, с учетом допустимых перегрузок крайних свай в фундаменте в соответствии с требованиями СП 50-102-2003.

Сопряжение свайного ростверка со сваями допускается предусматривать как свободно опирающимся, так и жестким.

Для устройства фундамента каркасных и деревянных зданий и сооружений, не выше двух этажей, применяются винтовые сваи СВС108 (уточняется при расчете несущей способности свайного поля), где расстояние между осями свай не превышает 3,0 м, с ростверком из: бруса, швеллера.

Для устройства фундамента блочных, кирпичных и свыше двух этажей зданий и сооружений применяются винтовые сваи СВС133 (уточняется при расчете несущей способности свайного поля), где расстояние между осями свай не превышает 3 м, объединенными сплошным ростверком, подошва которого опирается на грунт или на слой относительно слабых поверхностных грунтов, армирование ростверка производится пространственными арматурными каркасами, либо при устройстве плит перекрытия, ростверка из двутавра и швеллера.

Длину свай следует принимать от 0,5В до В (В — ширина фундамента), расстояние между осями свай а = (5—7) d и более.

Метод расчета осадки таких фундаментов основан на совместном рассмотрении жесткости свай и плиты. В этом расчете, когда в работу включается плита, приблизительно принимают на сваи 85 % общей нагрузки на фундамент, на плиту — 15 %.

При укреплении фундамента здания и сооружения применяются сваи СВС108 и СВС133 (уточняется при расчете несущей способности свайного поля) с ростверком из бруса, швеллера и двутавра.

Устройство свай может производиться из-под наружной стены здания.

Разбивка осей новых свайных фундаментов должна производиться с закреплением относительно здания осей всех рядов свай.

Сопряжение свайного ростверка со сваями допускается предусматривать как свободно опирающимся, так и жестким.

При размещении свай в плане необходимо стремиться к минимальному числу их в свайных кустах (группах) или к максимально возможному шагу свай в лентах, добиваясь наибольшего использования принятой в проекте несущей способности свай. Не следует допускать перегрузку свай от постоянных и длительных нагрузок более чем на 5 %, а от кратковременных нагрузок — на 20%.

Допускается также жесткое сопряжение с помощью сварки закладных стальных элементов при условии обеспечения требуемой прочности.

Устройство безростверковых свайных фундаментов зданий и сооружений не допускается.

Применение свай для малоэтажных зданий допускается при глубине погружения в грунт не менее 1.5 м, и за глубину промерзания грунта.

Если вас интересует более подробная информация, вы можете обратиться в офис Компании «ФУНДЭКС» для более подробного расчета и проектирования фундамента на винтовых сваях.

Проектирование фундамента основывается на требованиях СНиПа 2.02.03-85, СП 50-102-2003, СНиПа 23-01-99 и ГОСТа 10705-80 и ГОСТа 3262-75 и т.д.

Ангар

Дом на склоне

Каркасный дом

Коттеджный поселок

Лодочный причал

Мойка

Ограждение

Пирс

Фундамент в зоне подтопления

Церковь

Строительство деревянных домов из бревна: фундамент на сваях

Строительство деревянных домов из бревна: фундамент на сваях

Фундамент на сваях широко распространен в сфере малоэтажного частного домостроения. Строительство деревянных домов из бревна также может вестись на основе свай. Преимущества такого фундамента неоспоримы: простота создания, минимальное количество тяжелых работ, его можно установить практически на любом грунте.

Фундамент на винтовых сваях применяется при строительстве деревянных домов из бревна, бревенчатых бань, любых хозяйственных построек.

Расчет расстояния между сваями

Правильный выбор шага — это важный аспект при расчете несущей способности свайного фундамента. Понятно, что чем меньше расстояние между сваями, тем больше их будет на данном периметре. От количества свай напрямую зависит несущая способность основания. Но, как часто это бывает, есть и другая сторона – чем больше свай, тем больше расход материала, увеличивается трудоёмкость, а значит, и стоимость работ. Это приводит к увеличению расходов на строительство фундамента.

Поэтому рациональный подход подразумевает правильный расчет шага между сваями и их количества. Расчет этот индивидуален в каждом конкретном случае, но есть важное правило, которое надо знать: шаг между сваями не должен быть более двух метров. Если это расстояние увеличить, тогда несущая способность резко снизится. Поэтому именно два метра принято считать максимальным расстоянием между сваями даже при создании небольших деревянных домов.

 Важным фактором при выборе шага считается расположение свай:

  • Отдельные сваи (монтируют по периметру дома в углах и в центре несущих стен). В этом случае правило двух метров соблюдается. 
  • Свайная лента (ряд свай, установленных под несущими стенами) увеличивает потенциальную нагрузку на фундамент. В этом случае расстояние между опорами уменьшается в зависимости от индивидуальных характеристик дома вплоть до пятидесяти сантиметров. 
  • Свайный куст (несколько опор, размещенных под массивными архитектурными элементами, к примеру, под габаритными колоннами).  В этом случае определенное расстояние между опорами не соблюдается, сваи располагаются очень близко друг от друга. 
  • Свайное поле (сваи размещают практически без промежутка и заполняют собой весь периметр). Это актуально при строительстве тяжелых домов и шаг составляет примерно метр.

 Кроме нагрузки при планировании расстояния между сваями берут в расчет:

  • Параметры грунта;
  • Конструктивные особенности дома;
  • Материал, их которого изготовлены сваи, их длину и диаметр.

Важно! Если строительство деревянных домов из бревна подразумевает наличие несущих стен внутри дома, тогда расстояние между сваями под внутренними стенами делают процентов на тридцать меньше, чем между опорами под наружными стенами.

Фундамент на сваях имеет много достоинств, но есть и один существенный минус: под домом получается свободное пространство, куда задувает ветер, наносится снег. Поэтому надо хорошо утеплять пол в доме и делать хотя бы декоративный цоколь.

 

 

Узнать про типы фундаментов, их особенности можно в разделе ФУНДАМЕНТ.

Посмотреть результат строительства фундамента мастерами компании «Русские хоромы» можно в разделе ФОТООТЧЕТ СО СТРОИТЕЛЬСТВА ФУНДАМЕНТА.

 

 

: Свайные фундаменты — общие требования :: Административный кодекс Нью-Йорка (НОВОЕ) :: Кодекс Нью-Йорка 2006 года :: Кодекс Нью-Йорка :: Кодексы и законы США :: Законодательство США :: Justia 



 
    § 27-692 Минимальный шаг свай. Сваи должны быть расположены так, чтобы соответствовать
  следующие требования:
    (1) Расстояние между сваями должно обеспечивать адекватное распределение
  нагрузка на свайную группу на опорный грунт, в соответствии с
  положения подпункта (b) раздела 27-700 статьи восемь настоящего
  подраздел.(2) Ни в коем случае не допускается минимальное расстояние между центрами свай.
  менее двадцати четырех дюймов, но не менее значений для конкретных
  типы свай, указанные в десятой статье этого подраздела. Пока не
  приняты специальные меры для обеспечения того, чтобы сваи проникали
  в достаточной степени для выполнения требований раздела 27-689 настоящей статьи
  не мешая друг другу и не пересекаясь, минимум
  расстояние между центрами свай должно быть в два раза больше среднего диаметра
  приклад для круглых свай; в одну и три четверти диагонали для
  прямоугольные сваи; или, для конических свай, вдвое больше диаметра на уровне
  две трети длины ворса, измеренной от кончика.В случаях
  практическая сложность, расстояние между новыми сваями от существующих свай под
  соседнее здание может быть меньше указанных выше значений при условии, что
  требования, касающиеся минимальной заделки и столкновения свай:
  удовлетворены и что почва под предлагаемыми и существующими зданиями
  не перегружены более тесной группировкой свай.

Заявление об отказе от ответственности: Эти коды могут быть не самой последней версией. В Нью-Йорке может быть более свежая или точная информация.Мы не даем никаких гарантий относительно точности, полноты или адекватности информации, содержащейся на этом сайте, или информации, на которую есть ссылки на государственном сайте. Пожалуйста, проверьте официальные источники.

Microsoft Word — Чили-5ICEGEpaper_final.doc

% PDF-1.3 % 1 0 объект > эндобдж 4 0 obj > эндобдж 2 0 obj > транслировать D: 2010101018173201’00’PrimoPDFD: 2010101018173201’00’application / pdf

  • Jenny
  • Microsoft Word — Чили-5ICEGEpaper_final.doc
    • PrimoPDF http://www.primopdf.com/2010-11-14T22:17:13-03:002010-11-14T22:17:13-03:00uuid:3a8ecf45-6b6b-4a76-ac5e-86c962b328eeuuid:3daccab9-5ce5 -4340-9fbd-f92ab1a8c150 конечный поток эндобдж 3 0 obj > эндобдж 5 0 obj > / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / ExtGState> >> / Тип / Страница / Аннотации [30 0 R] >> эндобдж 6 0 obj > / ProcSet [/ PDF / Text] / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 7 0 объект > /Цветовое пространство ] / CS1 [/ Indexed / DeviceRGB 255] / CS2 [/ Indexed / DeviceRGB 255] >> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 8 0 объект > /Цветовое пространство ] >> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageI] / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 9 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 10 0 obj > /Цветовое пространство ] / CS1 [/ Indexed / DeviceRGB 255] >> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageI] / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 11 0 объект > /Цветовое пространство ] >> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageI] / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 12 0 объект > /Цветовое пространство ] >> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageI] / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 13 0 объект > /Цветовое пространство ] >> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageI] / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 14 0 объект > /Цветовое пространство ] / CS1 [/ Indexed / DeviceGray 15] / CS2 [/ Indexed / DeviceGray 255] >> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageI] / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 15 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 16 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 17 0 объект > транслировать HW ێ } Whn & Vc ryIm6 / Y` @ |} ^ $ ܃ nnKU, sx> ? r ֍ $$ 0 ƍh28 = VzpW99I1 ߇ ~ kF w> peS_xtqYA5j1 [uiKI>? g ͟ 3s ֣? ^ X2EZ91N *] / `7Γn ‘! J8Fh9YN’.ң & 0lЊpAuI ټ3-2 s3EW`1 «.zC% b] B \ = y * $ 1-o7_ ꑉ e @? E4ee>, (։ ʼnZZy ؃ l * 7󲾒 & 7Q ޕ Õ $ MME ֘) yP_1Yc8QJ GiE] ħQ9Cq oo

    Оценка влияния длины, уклона и расстояния между сваями на несущую способность группы свай при осевой нагрузке в сыпучем грунте

    Р. Нурзад, Г. Р. Сагаи, «Сейсмический анализ наклонных микросваи с использованием численного метода», Международный конгресс фонда и выставка оборудования, Орландо, Флорида, США, 15-19 марта 2009 г. DOI: https: // doi.org / 10.1061 / 41021 (335) 51

    И. Джуран, А. Бенслиман, С. Ханна, «Инженерный анализ динамического поведения систем микросваи», Протокол исследований в области транспорта: журнал Совета по исследованиям в области транспорта, Vol. 1772, стр. 91-106, 2001. DOI: https://doi.org/10.3141/1772-11

    Б. Б. Джафар, Р. Ахмад, «Оптимизация конфигурации группы свай с помощью генетического алгоритма при асимметричной нагрузке», 6-я Национальная конференция гражданского строительства, Семнан, Иран, 25 апреля 2011 г.

    М.Дж. Томлинсон, Дж. Вудворд, Практика проектирования и строительства свай, 6-е издание, CRC Press, 2014 г. DOI: https://doi.org/10.1201/b17526

    Дж. Б. Ким, Р. Дж. Бранграбер, «Полномасштабные испытания групп свай на боковую нагрузку», Журнал ASCE Геотехнического инженерного отдела, Vol. 102, No. GTI, pp. 87-105, 1976

    Х. Нианду, Д. Брейсс, «Анализ надежности свайного плота с учетом горизонтальной изменчивости почвы», Компьютеры и геотехника, Vol.34. С. 71–80, 2007. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2006.09.006

    Н. Геролимос, А. Джаннаку, И. Анастасопулос, Г. Газетас, «Доказательства полезной роли наклонных свай: наблюдения и сводка численных анализов», Бюллетень инженерной сейсмостойкости, Vol. 6, No. 4, pp. 705-722, 2008 г. DOI: https://doi.org/10.1007/s10518-008-9085-2

    Э. М. Комодромос, К. Т. Анагностопулос, М. К. Георгиадис, «Численная оценка реакции осевой группы свай на основе испытания под нагрузкой», Journal of Computers and Geotechnics, Vol.30, стр. 505-515, 2003. DOI: https://doi.org/10.1016/S0266-352X(03)00017-X

    С. Раджашри, Т. Ситхарам, «Нелинейное конечно-элементное моделирование сваи с тестом под действием боковой нагрузки», ASCE J. Geotech. Geoenviron. Eng., Vol. 127, No. 7 (604), pp. 604-612, 2001. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)1090-0241(2001)127:7(604)

    Х. Поулос, Э. Дэвис, Анализ и проектирование свайного фундамента, John Wiley and Sons, 1980

    Г. Ранджан, Г. Рамасами, Р.П. Тяги, «Боковой отклик свай из жидкого теста и изгибов свай в глине», Indian Geotech. J., No. 10, No. 2, pp. 135-142, 1980

    А. Ханна, А. Афрам, “Выносная способность одиночных свай в песке”, Кан. Геотех. J., Vol. 23, № 3, стр. 387–392, 1986 DOI: https://doi.org/10.1139/t86-054

    А. Ханна, Т. Нгуен, «Сопротивление вала одиночных вертикальных свай и свай, забиваемых в песок». Журнал ASCE по геотехнической и геоэкологической инженерии, No.129, стр. 601-607, 2003. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)1090-0241(2003)129:7(601)

    Структурные аспекты проектирования свайного фундамента: практический пример

    Предполагается, что при проектировании свайного фундамента инженер-геотехник передаст отчет по исследованию грунта инженеру-строителю, который приступит к выполнению продольного армирования, необходимого для свай, а также к проектированию заглушки сваи. Конструктивное проектирование свайного цоколя является важным аспектом проектирования свайного фундамента, и в этой статье был представлен метод его выполнения.

    Отчет о грунтовых исследованиях, переданный инженеру-строителю для проектирования свайного фундамента, должен содержать длину заделки свай, рекомендуемые размеры сваи, безопасную рабочую нагрузку каждого размера сваи и другую информацию, которая может потребоваться. чтобы инженер-строитель правильно выполнил свой проект. Также следует указать все агрессивные материалы в почве, чтобы обеспечить надлежащую защиту материала (ов) сваи для обеспечения долговечности.

    Первый шаг в конструктивном проектировании заглушки сваи обычно включает определение количества свай, необходимого для выдерживания нагрузки на каждую колонну.Обычно это делается с использованием эксплуатационных нагрузок на колонну и их соотнесения с безопасной рабочей нагрузкой свай из отчета по исследованию грунта. В этой статье мы собираемся показать, как структурное проектирование железобетонных свайных фундаментов и свайных крышек может быть выполнено на основе практического проектирования и опыта строительной площадки.

    Пример проекта
    Каркас 5-этажного здания показан на Рисунке 1, и предполагается, что он будет опираться на сваи с длиной заделки 20 м.Допустимые рабочие нагрузки буронабивной сваи (CFA) приведены в таблице 1. f y = 460 МПа, f cu = 30 МПа

    Таблица 1: Допустимая рабочая нагрузка сваи

    Диаметр сваи (мм) 300 450 600 750 900
    Безопасная рабочая нагрузка (кН) 246,74 370,11 493,48 616 .85 740,22
    Рис.1: Каркас 5-ти этажного дома Рис 2: Схема нагрузки на колонну

    Расчет колонны A1
    Рабочая осевая нагрузка на колонну = 647 кН
    Предельная осевая нагрузка на колонну = 885 кН
    Размер колонны = 450 x 230 мм

    Попробуйте 2 Количество свай
    Рабочая нагрузка на сваю = 647 / 2 = 323,5 кН
    Примем сваи диаметром 600 мм для однородности и меньшего количества точек бурения сваи

    Безопасная рабочая нагрузка свай диаметром 600 мм = 493.48 кН> 323,5 кН Хорошо

    Расстояние между центрами свай = 3φ = 3 x 600 = 1800 мм
    Выступ края сваи от сваи = 150 мм

    Общая длина сваи = 1800 + 600 + 2 (150 ) = 2700 мм
    Ширина заглушки = 600 + 150 + 150 = 900 мм
    Толщина заглушки = 2φ + 100 = 2 (600) + 100 = 1300 мм

    Таким образом, расположение заглушки показано как показано на рис. 3.


    Рис. 3: Заглушка типа 1

    Давайте быстро выполним конструктивное проектирование свайной заглушки Тип 1 согласно BS 8110-1: 1997.Вы также можете ознакомиться с конструкцией заглушки сваи в соответствии с Еврокодом 2.

    Из Таблицы 3.61 из Reynolds et al. (2008) , сила натяжения, которой необходимо противостоять в пределах сваи, определяется выражением;

    F t = N / (12 ld ) [3 l 2 — a 2 ]

    Где;
    N = осевая нагрузка на колонну в предельном состоянии
    l = Расстояние между центрами свай
    d = эффективная глубина заглушки сваи
    a = размер стороны колонны параллельно плоскости длина шпунта

    Собственный вес шпунта (ULS) = 1.4 x Площадь x глубина x 24 кН / м 3 = 1,4 x 2,7 м x 0,9 м x 1,3 м x 24 кН / м 3 = 106,14 кН

    N = 885 кН + 106,14 = 991,142 кН
    l = 1,8 м
    d = 1300 — 100 = 1200 мм = 1,2 м
    a = 0,45 м

    F т = [991,142 / (12 x 1,8 x 1,2)] x [3 x 1,8 2 — 0,45 2 ] = 364 кН
    A st = F t / 0,95f y = (364 x 1000) / (0,95 x 460) = 833 мм 2
    As мин. = 0.13bh / 100 = 1690 мм 2
    Предусмотреть 6T20 при 175 переключаемых узлах (As prov = 1974 мм 2 )

    Проверка на сдвиг
    Критическое положение сдвига на вертикальном сечении по всей ширине сваи-шапки происходит на расстоянии от торца колонны, определяемом по формуле:
    a v = 0,5 ( l — c ) — 0,3φ = 0,5 (1800 — 450) — (0,3 x 600) = 495 мм

    Сила сдвига, передаваемая сваями V = 991,142 / 2 = 495,571 кН

    Напряжение сдвига ν = V / bd = (495.571 x 1000) / (900 x 1200) = 0,458 МПа
    Сопротивление бетона, напряжение сдвига v c = 0,632 (100A s / bd) 1/3 (400 / d) 1/4

    v c = 0,632 x [(100 x 1974) / (900 x 1200)] 1/3 x (400/1200) 1/4 = 0,632 x 0,557 x 0,759 = 0,275 МПа
    Для класса 30 бетон, v c = 0,275 x (30/25) 1/3 = 0,292 МПа
    v c (2d / a v ) = 0,292 x [(2 x 1200) / 495] = 1,415 МПа > 0.458 МПа Это нормально

    Напряжение сдвига по периметру колонны
    ν = V / ud = (885 x 1000) / [(2 x 225 + 2 x 450) x 1200] = 0,546 МПа
    Это меньше 0,8√fcu = 4,38 МПа . Следовательно, это нормально.

    Должны быть предусмотрены противовзрывные стержни с шагом T12 @ 200.
    Основные стержни должны быть возвращены по крайней мере на 900 мм в стороны, чтобы удовлетворить требованиям к длине анкеровки. Можно принять консервативную длину анкеровки 50 x диаметр арматуры = 50 x 20 = 1000 мм

    Расчет сваи типа 2
    Рабочая осевая нагрузка на колонну = 1077 кН
    Предельная осевая нагрузка на колонну = 1476 кН
    Размер колонны = 450 x 225 мм
    Требуемое количество свай диаметром 600 мм = 1077/493.48 = 2,184

    Использование 3 свай φ600
    Эксплуатационная нагрузка на сваю = 1077/3 = 359 кН

    Безопасная рабочая нагрузка свай φ600 мм = 493,48 кН> 359 кН Это нормально таким образом, чтобы нагрузка колонны равномерно распределялась на сваи. Такое расположение можно найти в таблице 3.16 из Reynolds et al (2008) и показано на рисунке 4.

    Рис. 4. Размеры треугольной сваи для равномерного распределения нагрузки (Рейнольдс и др., 2008 г.)

    h p = φ = диаметр сваи = 600 мм
    Расстояние между сваями = 3φ = 3 x 600 = 1800 мм
    Вылет края сваи от сваи = 150 мм
    (α + 1) φ + 300 = ( 3 + 1) 600 + 300 = 2700 мм
    φ + 250 = 600 + 250 = 850 мм
    φ + 300 = 600 + 300 = 900 мм
    (6α / 7 + 1) φ + 300 = 2442.857 мм (скажем = 2445 мм)
    (2α / 7 + 0,5) φ + 150 = 964,285 мм (скажем = 965 мм)
    Толщина сваи = 2φ + 100 = 2 (600) + 100 = 1300 мм

    Расположение заглушки показано на рисунке 5.

    Рис 5: Конструктивное расположение 3-х свайных заглушек

    Собственный вес заглушки (ULS) = 1,4 x Площадь x глубина x 24 кН / м 3 = 1,4 x 5,166 м 2 x 1,3 м x 24 кН / м 3 = 225,61 кН

    Полная нагрузка на Заглушка сваи при ULS = 1476 кН + 225,61 кН = 1701,61 кН
    l = 1.8 м
    a = 0,225 м
    b = 0,45 м

    Сила растяжения, которой должна оказывать сопротивление арматура в направлении, параллельном X-X;
    F t, x = N / (36 ld ) [4 l 2 + b 2 — 3a 2 ]
    F t, x = [1701,61 / (36 x 1,8 x 1,2)] x [4 x 1,8 2 + 0,45 2 — 3 x 0,225 2 ] = 284 кН

    Сила растяжения, которой должна оказывать сопротивление арматура в направлении, параллельном Y-Y;
    F t, y = N / (18 ld ) [2 l 2 — b 2 ]
    F t, y = [1701.61 / (18 x 1,8 x 1,2)] x [2 x 1,8 2 — 0,45 2 ] = 275 кН

    Давайте использовать максимальное значение для расчета, ожидая, что мы обеспечим одинаковое армирование в обоих направлениях
    A st = F t / 0,95f y = (284 x 1000) / (0,95 x 460) = 649 мм 2
    As min = 0,13bh / 100 = 1690 мм 2
    Обеспечьте T20 @ 175 c / c в обоих направлениях (As prov = 1974 мм 2 )

    Сопротивление сдвигу
    Сила сдвига, передаваемая сваями V = 1701.61/3 = 567,2 кН ​​
    Напряжение сдвига ν = V / bd = (567,2 x 1000) / (1000 x 1200) = 0,472 МПа
    v c (2d / a v ) = 0,292 x [( 2 x 1200) / 495] = 1,415 МПа> 0,472 МПа Это нормально
    Сдвиг, очевидно, не будет проблемой.

    Расчет сваи типа 3
    Рабочая осевая нагрузка на колонну = 1825 кН
    Предельная осевая нагрузка на колонну = 2545 кН
    Размер колонны = 400 x 400 мм
    Требуемое количество свай диаметром 600 мм = 1825 / 493,48 = 3 .69

    Использование 4 Кол-во свай φ600
    Рабочая нагрузка на сваю = 1825/4 = 456,25 кН

    Безопасная рабочая нагрузка свай φ600 мм = 493,48 кН> 456,25 кН Это нормально

    Примем квадратную шапку сваи, расположенную таким образом, чтобы нагрузка колонны равномерно распределялась на сваи. Такое расположение можно найти в таблице 3.16 из Reynolds et al (2008) и показано на рисунке 6.

    Рис.6: Заглушка типа 3

    Собственный вес заглушки (ULS) = 1.4 x Площадь x глубина x 24 кН / м 3 = 1,4 x 7,29 м 2 x 1,3 м x 24 кН / м 3 = 318,43 кН
    Общая нагрузка на заглушку при ULS = 2545 кН + 318,43 кН = 2863,43 кН

    Сила растяжения, которой должна оказывать сопротивление арматура в обоих направлениях;
    F т = N / (24 ld ) [3 l 2 — a 2 ]
    F т = [2863,43 / (24 x 1,8 x 1,2)] x [3 x 1,8 2 — 0,40 2 ] = 528 кН

    A st = F t /0.95f y = (528 x 1000) / (0,95 x 460) = 1208 мм 2
    As min = 0,13bh / 100 = 1690 мм 2
    Обеспечьте T20 при 175 c / c в обоих направлениях ( Как prov = 1974 мм 2 )

    Сопротивление сдвигу
    Сила сдвига, передаваемая сваями V = 2863,43 / 4 = 715,9 кН
    Напряжение сдвига ν = V / bd = (715,9 x 1000) / (1000 x 1200) = 0,595 МПа
    v c (2d / a v ) = 0,292 x [(2 x 1200) / 495] = 1.415 МПа> 0,472 МПа Это нормально

    Ожидается, что инженер-строитель предоставит следующие чертежи;

    (1) Разметка чертежа, показывающего точки укладки и расположение с известной опорной точкой
    (2) Общая схема / расположение колонн / свайных крышек
    (3) План свайных крышек / фундаментных балок / перекрытий первого этажа
    (3) Колонны, Чертежи армирования свай и перекрытий (детализация)
    (5) Детализация арматуры перекрытий и перекрытий первого этажа
    (6) Эскизы технологических процессов строительства

    Соображения по конструкции
    (1) Балки грунта обычно используются для соединения крышек свай и обеспечения необходимой опоры для плиты первого этажа.Существуют сценарии строительства, при которых плита первого этажа кладется непосредственно на свайные заглушки, но обратите внимание, что эта концепция сильно отличается от свайного фундамента на плоту. Балки грунта обычно встраиваются в заглушки свай или могут располагаться непосредственно на заглушках свай в зависимости от уровня площадки. Типичный чертеж конструкции, показывающий это взаимодействие, приведен на Рисунке 7.

    (2) Подрядчик должен поддерживать минимальное бетонное покрытие 75 мм.

    (3) Может потребоваться отливка заглушки сваи в два этапа для достижения конфигурации, показанной на Рисунке 7.Первая отливка попадет на нижний уровень фундаментных балок (см. Рисунок 8), затем укладываются усиления грунтовых балок (см. Рисунок 9), перед окончательной заливкой заглушки сваи и грунтовых балок до необходимого уровня (см. Рисунок 10). Прочтите о склеивании старого и нового бетона.

    Рисунок 8: Типовая заливка крышки сваи на уровень грунтовой балки. Рис.9: Типовая схема армирования грунтовой балки
    Рис. 10: Готовая свайная опора и фундаментная балка.

    При переходе на сцену, показанную на Рисунке 10, заливы заполняются острым песком, а плита первого этажа заливается соответствующим образом.

    Если вам нужна помощь в проектировании, консультировании, производстве строительных чертежей, надзоре и управлении проектами, свяжитесь с нами сегодня в Structville Integrated Services Limited. Мы превосходны в том, что делаем, и гордимся профессионализмом и порядочностью. Отправьте электронное письмо на [email protected] , скопируйте [email protected] или отправьте сообщение в WhatsApp на +2347053638996.

    Ссылки
    [1] Reynolds C.E., Стидман Дж. К., Трелфолл А. Дж. (2008): Справочник конструктора по железобетону Рейнольдса , 11-е издание. Тейлор и Фрэнсис, Нью-Йорк

    Допущения и рекомендации по проектированию заглушек свай