Расстояние между винтовыми сваями – какое расстояние должно быть между винтовыми сваями

Расстояние между винтовыми сваями

Расстояние между винтовыми сваями — один из важнейших показателей свайного поля, определяющий его конфигурацию и несущую способность (частично). От него зависит общее число опорных точек, между которыми распределяется нагрузка от веса постройки. Ошибки при выборе расстояния могут привести к деформациям и преждевременному разрушению постройки.

Если рассматривать вопрос максимально упрощенно, количество свай определяется как частное от деления нагрузки на несущую способность единицы. При расчете вспомогательных сооружений обычно так и поступают. Однако, если надо построить жилой дом, задача становится более сложной.

Как определить расстояние между сваями в винтовом фундаменте

Свайно-винтовой фундамент является полноценной несущей системой, и рассчитывать его надо в полном соответствии с действующими нормативами.

В частности, подробная методика расчета дана в СТО 56947007- 29.120.95-050-2010, где указаны виды нагрузок (монтажная и эксплуатационная) и приведены необходимые формулы.

При выполнении расчетов учитываются все факторы, оказывающие влияние на условия работы свай. Полученные значения округляются в большую сторону, а искомые параметры (в нашем случае это число опорных точек) приводятся к целым числам. Кроме того, дается некоторый запас несущей способности на случай незапланированного увеличения нагрузок.

Необходимо учесть, что на практике определение расстояний между винтовыми сваями производится по упрощенной методике, часто совсем приблизительной. Выбирается некое среднее значение (чаще всего стороны свайного поля делят на целое число опорных точек). На первый взгляд, такой подход кажется слишком легкомысленным. При этом, используется он, как правило, для легких строений (сараи, беседки, легкие пристройки), где сложные расчеты не требуются. В таких ситуациях несущая способность свайного поля заведомо избыточна. Однако для жилых домов (каркасных или деревянных) расчет должен быть более тщательным.

Какие параметры нужны для расчета

Расчет количества свай базируется не нескольких исходных параметрах:

• полный вес постройки. Необходимо тщательно подсчитать нагрузку от стен, перекрытий, кровли, мебели, отделочных материалов, отопительных приборов (в особенности, печей) и т. д. Очень важно учесть абсолютно все предметы, которые могут оказаться внутри строения
• геологическая обстановка на участке. Учитываются возможные просадки грунта, а также выдергивающие нагрузки
• уровень водоносного горизонта. Особое внимание уделяется почвенным водам, возможности сезонных подтоплений, а также морозному пучению (если это явление наблюдается в данном районе)
• глубина промерзания грунта в зимнее время
• ветровая и снеговая нагрузки. Сильный ветер способен вызвать подвижность опор, а вес снега в некоторых регионах увеличивает вес постройки почти вдвое
• принимается во внимание назначение постройки (жилой дом, служебное строение, вспомогательное сооружение)

В некоторых регионах учитывают не все указанные параметры. Например, в южных областях практически отсутствует снеговая нагрузка, грунт зимой не замерзает. Однако эксплуатационный вес постройки и особенности грунта участвуют в расчетах в любом случае. Некоторые значения можно найти в таблицах СНиП (например, ветровая и снеговая нагрузки). Уровень грунтовых вод и глубину промерзания проще всего узнать в местных строительных организациях, а состав грунта — в геологоразведке. При этом, лучшим вариантом станет пробное бурение, которое дает наиболее точные сведения о составе и мощности слоев грунта.

От чего зависит интервал между винтовыми опорами

Расстояние между соседними сваями зависит от ряда параметров, о которых говорилось выше. Кроме того, есть зависимость между количеством свай и выбранной конфигурацией свайного поля. Дело в том, что вес постройки распределяется неравномерно, и размещение точек опоры должно соответствовать имеющимся условиям.

Как правило, интервал между сваями определяется двумя показателями:

• несущая способность одного ствола
• длина стен

Если постройка легкая, но имеет большую площадь, интервал между сваями увеличивают, и наоборот. Никакого произвольного выбора расстояний здесь быть не может, хотя при распределении опор иногда приходится округлять полученные значения до целых чисел (всегда в большую сторону). Уменьшать количество свай нельзя, так как возникает риск превышения нагрузок над несущей способностью фундамента. Чрезмерно увеличивать количество стволов также нецелесообразно — это лишние расходы на приобретение и трудозатраты при монтаже. Поэтому, находят некую «золотую середину», максимально близкую к расчетным показателям.

Несущая способность грунта

Одним из факторов, определяющих плотность свайного поля, является несущая способность грунта. Это показатель, определяющий готовность к приему нагрузок и способность их выдерживать без изменений. Если слои грунта неоднородны и составлены из пород разной плотности, условия работы свай могут оказаться слишком сложными. В таких ситуациях приходится увеличивать количество стволов.

К числу наиболее сложных вариантов относят чередование глины и песка, при котором возникает сэндвич с плотными и влажными уровнями. При строительстве на рыхлых грунтах (например, на торфяниках) несущая способность мала, отмечаются просадки стволов из-за уплотнения опоры под лопастями. В таких ситуациях приходится увеличивать количество свай, уменьшая нагрузку на единицу и обеспечивая необходимый запас мощности.

Подробная информация о составе грунта может быть получена в местном геологическом управлении. Однако лучшим вариантом считается проведение пробного бурения с определением состава и глубины залегания слоев.

Кроме этого, важно получить информацию о водоносных горизонтах — глубине залегания, стабильности наполнения, сезонных изменениях и т. д. Особое внимание следует уделять морозному пучению грунта — это явление способно создавать серьезные боковые нагрузки, снижающие прочность и долговечность свай.

Расчет нагрузки на фундамент

Основная нагрузка на опорную систему формируется весом дома (постройки, сооружения). Расчет веса — одна из самых сложных задач. Необходимо вычислить вес самой постройки, включая стены, перекрытия, стропильную систему и кровлю. Кроме этого, надо учесть вес отделки, коммуникаций, бытовой техники и отопительных приборов (особенно, если в доме будет печное отопление). После этого надо прибавить вес мебели и других предметов обихода. Учесть вес людей и домашних животных. Процедура требует повышенного внимания и тщательности, поскольку здесь очень легко что-либо пропустить.

Когда вес дома подсчитан, к нему прибавляют ветровую и снеговую нагрузки. Удельные значения можно узнать в приложениях СНиП. Вес снега определяют путем умножения удельного значения на площадь крыши (есть коэффициенты, учитывающие уклон скатов). Ветровая нагрузка вычисляется путем умножения удельных (табличных) значений на площадь стен и (частично) кровли.

Неподготовленные люди из-за отсутствия опыта при расчете веса постройки часто допускают ошибки. Поэтому, для расчета веса жилых домов (и для полного расчета винтовых свай) рекомендуется пригласить опытного специалиста. Если планируется строительство вспомогательных легких сооружений, задачу можно решить самостоятельно.

Минимальное и максимальное расстояние

Принято считать, что интервал между винтовыми сваями находится в пределах 1-3 м. При этом, в некоторых источниках встречается минимальное расстояние в 0,5 м.

Здесь необходимо сделать уточнение: небольшие интервалы допустимы только при создании свайного поля кустовой конфигурации, и при использовании свай с лопастями малого диаметра. Иначе небольшое расстояние между стволами станет причиной ослабления опорной системы.

Дело в том, что лопасти свай при завинчивании разрыхляют грунтовый слой и несколько ослабляют его в участках, примыкающих к стволу. Под лопастями грунт остается изначально плотным, но боковые стенки труб оказываются погружены в более рыхлую субстанцию. Они гораздо хуже выдерживают боковые нагрузки из-за морозного пучения или изменения уровня почвенных вод. Если соседние сваи расположены слишком близко, грунт становится более рыхлым и теряет изначальные механические качества.

Максимальное расстояние определяется несущей способностью свай. Каждый ствол способен принимать определенную нагрузку. При увеличении интервала уменьшается количество опорных точек, и свайное поле теряет свои рабочие качества. Кроме того, чрезмерно большие пролеты между оголовками свай создают избыточную нагрузку на ростверк — в центральных точках он начинает прогибаться, деформируются стены, плохо закрываются окна и двери. Поэтому, ограничение в 3 м имеет под собой не только теоретическое, но и практическое обоснование.

Оптимальное расстояние между сваями

Винтовые сваи — это вполне функциональные и надежные опорные элементы. Они нуждаются в грамотном расчете, выборе и конфигурировании свайного поля. Однако сама специфика и сравнительно малый срок службы винтовых свай сформировали отношение к ним как к второстепенным видам фундамента. Большинство строителей (особенно при возведении нежилых построек) руководствуются некими средними значениями, которые принято считать оптимальными.

Для строений из разных материалов приняты следующие значения:

• каркасные (деревянные) — 3 м
• брусовые (или из обточенных бревен диаметром до 20-25 см) — 2,5 м
• постройки из пенобетона — 2 м

Кирпичные сооружения требуют еще большей плотности свай с интервалом до 1 м включительно. При этом, необходимо учитывать — данные значения оптимальны только для определенных условий — стабильные грунты достаточной плотности, отсутствие морозного пучения, сравнительно малая снеговая нагрузка и т. д. Если условия работы свайного поля имеют какие-либо специфические особенности, следует руководствоваться результатами более точного расчета.

Упрощенный расчет расстояния в Подмосковье

Климатические условия в Подмосковье можно отнести к средним по РФ. Снеговая нагрузка здесь принимается 180 кг/м², ветровая — 23 кгс/м².

Как правило, ветровую нагрузку учитывают в виде коэффициента, поскольку она воздействует только на определенную часть дома и в некоторой степени снижается за счет сопротивления близко расположенных объектов.

Несущую способность грунта для региона можно считать нормативной, что позволяет исключить отдельный расчет по этому параметру. Остается лишь разделить общий вес постройки (с учетом веса снега) на несущую способность одной сваи. Полученное значение увеличивают на 15-20 % и округляют до целого значения в большую сторону.

Примечательно, что в ходе распределения опор по свайному полу иногда приходится добавлять несколько свай, чтобы не оставалось пустых мест. Если расстояния между ними получаются слишком большими, уменьшают диаметр стволов с одновременным увеличением их количества (и наоборот).

Расчет свайного поля — задача специфическая. Если опыта и подготовки не хватает, можно обратиться к инженерам-строителям нашей компании.

Схемы размещения винтовых свай

Порядок распределения винтовых свай по площади свайного поля обусловлен характером и участками приложения максимальных нагрузок. Здесь все зависит от назначения, сложности формы, количества стен, углов и т. п. В зависимости от этих показателей существует несколько схем размещения свай:

Одиночная

Самый простой вариант, при котором опорные элементы расставлены по углам строения. Используется для возведения легких, часто вспомогательных объектов

Ленточная

Эта конфигурация повторяет в плане типичный ленточный фундамент — сваи размещают вдоль наружных стен, используя несколько повышенную плотность распределения стволов

Кустовая

В этом варианте каждая опорная точка состоит из нескольких свай, установленных на минимальном расстоянии друг от друга. При этом способе снижается риск отказа сваи, допускается использование труб меньшего диаметра (они дешевле и легче в монтаже)

Сплошная

Это конфигурация, при которой все свайное поле равномерно заполняется опорами. Сваи размещаются в виде сетки с прямоугольными (Реже — с треугольными) ячейками

Каждый вариант выбора предполагает собственно количество свай. Расстояния между ними также меняются, что дает свои плюсы и минусы. Например, при кустовой конфигурации количество свай повышается, что означает увеличение расходов на материалы. Однако это позволяет более равномерно распределить нагрузку на каждый ствол, компенсируя тем самым просадки на нестабильных грунтах.

Чаще всего выбирают сплошную конфигурацию свайного поля. Она проще в монтаже, позволяет создать надежную обвязку с мощным ростверком. Другие варианты сложнее в расчетах, что снижает интерес к ним со стороны неподготовленных строителей.

Видео-инструкция