Расчет расстояния между буронабивными сваями в свету

Аренда Ямобура Армокаркасы для буронабивных свай Буронабивные сваи по технологии ТИСЭ Устройство буронабивной подпорной стены

Экономия материалов и финансовых средств в строительстве — актуальное явление современности. Для того чтобы экономия была оправдана и это не отразилось на качестве, необходимо, перед началом возведения новой конструкции, проводить точные расчеты, в том числе тщательно производит расчет опорных конструкций.

Специалисты строительной уже более 20 лет занимается устройством фундаментов из буронабивных свай. По всем вопросам звоните

Сам процесс вычисления является последовательным при соблюдении следующих этапов:

• проверка характеристик грунтовых масс;
• нагрузка объекта строительства;
• рассчитываем площадь будущего основания;
• рассчитать точные параметры свай, их свойства и площадь;
• вычислить дистанцию между опорами фундамента.

Характеристика и свойства грунта

Для того, чтобы максимально точно проверить грунт, взять его пробу с поверхности — недостаточно, нужно вырыть не менее трех ям, глубина каждой при этом должна быть до двух метров. Следует понимать, что грунт в пределах территории на которой планируется закладывать фундамент — различный, поэтому ямы должны мыть максимально далеко друг от друга.

После того как грунт проверен и вы внесли правки в расчеты согласно его неоднородности (часть территории может быть из глины, а часть из гравийного грунта, обрабатывать эти участки нужно по разному), можно считать участок — будущим фундаментом дома.

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.

Рекомендуем посмотреть видео о том, как самостоятельно сделать схему свай.

Рассчитываем фундамент и просвет между фундаментными опорами

Количество свай зависит от площади и будущей основы здания. Необходимо проводить не только точный просчет, но и экономный, ведь внося в расчет конкретную площадь, можно добиться снижения количества свай.

Для того, чтобы понимать, каким образом правильно выполнять подобные расчеты, воспользуемся примером:

Предположим, в проекте будет использована буронабивная свая 0,3 м. в диаметре, и расширение порядка 0,5 м. Таким образом, подошвы опор будут равны:

В случае если нагрузка на какой-то отдельно взятый фрагмент фундамента составит 100 тонн, при диаметре 8, количество опор можно будет легко узнать из:

где n — количество свай, в данном случае n=13.

Это наглядно доказывает, что число буронабивных свай зависит от площади. Нужно понимать, что опора оказывает давление на площадь, это давление необходимо включать в нагрузку.

Одна свая имеет достаточные показатели прочности для того, чтобы выдерживать целое здание. Поэтому, зачастую, восьми свай целиком хватит для того, чтобы закрепить строительный объект. Если участок постройки будет содержать однородный грунт, если участок будет идеальный для возведения здания, большого количество опор просто не потребуется, таким образом, от качества грунтовых масс напрямую зависит уровень ваших расходов.

Предположим, что опора имеет длину 2м., диаметр: 0,33 м. Объем такой опоры вычисляется очень просто:

где S — площадь основания, D — диаметр, l — длина опоры.

Таким образом, учитывая плотность и массу опору, можно вычислить давление опоры, по формуле:

где m — масса опоры, вычисленная посредством произведения плотности и объема.

Если здание окажется намного более масштабным и 12 опор окажется слишком мало, то давление грунтовые массы станут значительно выше, тем не менее, распределения массы станет намного более равномерным. В таких случаях применяют опорную сеть — специальная конструкция из множества свай, применяемая в постройке крупных объектов.

Расчет фундамента, позволяющий оценить просвет между опорами в ростверке, проводиться по следующим этапам:

• Измерения сечений буронабивных опор.
• Оценка числа необходимых свай.
• Состав, число и параметры арматуры в составе сваи.

Следует помнить, что при расчете любого строительного объекта необходимо вносить в планирование тип каждого строительного материала, поскольку от этого зависит давление на грунт, соответственно надежность всего объекта. Для расчетов строительных фундаментов принято использовать не только тип и характеристику грунтовых масс, но и коэффициент неподвижности грунта. Чем меньше показатель неподвижности, тем более пригоден грунт для фундамента.

Шаг свай зависит от таких параметров, как:

• несущее свойство каждой сваи;
• вес будущего здания;
• размеры участка, его площадь;
• характеристики грунта и коэффициент его неподвижности.

Влияние участка на параметры фундамента

Особенности при проектировании фундамента с использованием свай даны в СНиП 2.02.03-85:

• Длина выбирается таким образом, чтобы нагрузка приходилась на прочный слой, прорезая более слабые напластования;
• На просадочных почвах исследования для проектирования выполняются только специализированными организациями;
• Буронабивная свая
  Исходя из сложности площадки бурят контрольные скважины с шагом не более 50 метров. На каждый контур отдельного здания не меньше 4 бурений. Допускается 3 скважины для площади подошвы здания до 1300 м².
• По результатам изучения гидрогеологического режима (подземные воды), составляется прогноз вероятного его изменения при возведении проектируемого сооружения. Все характеристики почв, которые могут меняться при замачивании, принимаются в расчет исходя из полного водонасыщения;
• В набухающих грунтах установка может проводиться как с полной прорезкой слоя набухания, так и без. В случае полного прохождения с опорой на не набухающие слои, соблюдения СНиП 2.02.01-83, подъем отдельных составляющих фундамента практически исключен;
• Дополнительно учитывается СНиП 2.01.09-91, когда строительство ведется на подрабатываемых площадях;
• Обязательно применение СНиП II-7-81* в сейсмических районах.

Проведение инженерно-геологических изысканий может значительно сократиться, если застройщик имеет опыт строительства на данном участке и ранее проводил исследования.

Нагрузка

Для каркасного дома наибольшая дистанция между опорами не может превышать 7 шагов, поскольку дистанцию в 8 шагов и более принято использовать при постройке масштабных объектов, в которых, как правило, применяют свайную сеть.

Минимальная дистанция между опорами — это допустимый зазор между сваями, при котором фундамент не будет испытывать сдвиги и разрушаться.

Рассчитаем точные нагрузки здания на основу и грунтовую массу.

Это важно!

Правильно заложенный фундамент способен выдерживать несколько сотен тонн, тем не менее, если шаг буронабивных свай в ленточном ростверке по СНиП рассчитан неверно или неточно, то это может привести к разрушению всего объекта, поскольку потребует совершать ремонт опорных конструкций и вносить изменения в дистанцию между сваями.

Укажем плотность в г / см3 некоторых видов грунтов:

• глина: 2, 75;
• супесь: 2, 72;
• пески: 2,6-2,7;
• суглинки: порядка 3.

Несмотря на достоверные характеристики плотности всех видов грунтов, расчет массы грунта также необходим. Однако, стандартом является удельная масса грунта, благодаря этому параметру можно узнать массу любого слоя. Не учитывать плотность грунта в разных местах участка — равносильно допустить «съезд» фундамента в сторону.

• Дисперсный грунт: 1,5-2,5 г/см3.
• Метафорический грунт: около 3 г/см3.
• Аргиллит и алевролит: 2-2,5 г/см3.
• Песчаник: 2-2,7 г/см3.
• Известняки: 2,2-3 г/см3.

Испытания буронабивных свай

Расчет буронабивных свай

Технология устройства буронабивных свай

Особенности самостоятельного строительства

Устройство фундамента из буронабивных составляющих несложно при строительстве своими руками. Ручным буром нужного диаметра выполнят скважину в 2 – 3 метра глубиной. Буронабивная основа может получаться сечением от 15 до 40 см. Технология ТИСЭ дает возможность применить специальный фундаментный бур для получения скважины Ø 20 см с уширением на дне 40 см, 60 см возможно применение таких буров на приводных механизмах. Для уверенного прохождения в твердый слой залегающих пород, скважину бурят ниже уровня промерзания, где слои уплотнены. У средних, сухих грунтов несущая способность составляет 6 кг/см². Посмотрите видео, как рассчитать расстояние между сваями и разместить их.

Существенный плюс изготовления железобетонных составляющих при строительстве в одиночку –возможность приготовления малых объемов бетона для каждой заливки. Другие виды фундаментного устройства требуют единовременно гораздо большего количества готового раствора.

Потребность материалов для получения изделий с заданными свойствами видна из таблицы:

Таблица потребности материалов

Считаем правильно шаг

Максимальный просвет между опорами определяется как отношение несущих способностей сваи Р к нагрузкам объекта вдоль одного погонного фундаментного метра Q. Несущая способность определяется таким образом:

где Rн — несущие способности согласно нормативу, F — площадь основания буронабивной сваи (не путать с силой оказываемой сваей на грунт). 0,7 — показатель однородности грунтовой породы.

Несущая способность боковой поверхности:

где 0,8 — коэффициент условия работы, U — полный периметр сваи вдоль сечения, fiн — сопротивление, оказываемое грунтом по нормативу, h — высота грунтовой прослойки, которая контактирует с фундаментом.

Сколько надо бурить

Рассчитаем минимальное количество точек распределения нагрузки на основе со значением несущей способности 4,5 кг/см². Вес постройки, включая весь фундамент, примем равным 140 000 кг. У колонны 40 см подошва составит 60 см. Следовательно, площадь нижней части одного элемента 2826 см². Для распределения всего веса потребуется (140000 : 2826)/4,5 = 11,0089. Всего 11 буронабивных стержней. Для сравнения одна такая опора Ø 40 см из бетона марки 100 выдерживает 40 т (100 кг/см²).

Важно не путать несущую способность бетонного изделия с такой же способностью площадки.

Расстояние между буронабивными сваями

Если мы разделим общую массу сооружения на полный периметр, получаем величину Qк, которая может быть равна, к примеру, 6,4 т/м. При подсчете периметра следует учесть длину не только наружного основания объекта, но и длины всех стен, находящихся внутри (при подсчете участвуют только нагрузочные стены, если таковые внутри имеются).

Вначале следует выбирать сваю диаметром 0,3 м и длиной 3 метра. Несущая способность Р= 12,32 т. В таком случае, максимальная дистанция между опорами составит 1,99-2 метра. После этого начнем привязывать шаг буронабивных свай к общей геометрии объекта, который мы проектируем. Обратите внимание: геометрию привязывают к шагу, а не шаг к геометрии. Это гарантирует целостность и прочность фундамента.

Если вы желаете увеличить размеры просветов между опорами, то придется пересмотреть не только конструкцию объекта, но и сами сваи, его массу, сечение и длину.

Будьте внимательны! Увеличивая дистанцию, вы увеличиваете сечения ростверков, это приведет к тому, что вам потребуется больше материалов, в том числе и арматуры, и бетона. Вы должны внимательно рассмотреть несколько жизнеспособных вариантов, для принятия окончательного решения, учитывая расходы бетона и арматуры. Смета при постройке здания должна вписывать ваши поправки.

Напоследок заметим, что согласно правилам строительства, рекомендуется между сваями выдерживать расстояние от 3 до 6 их диаметров. Уменьшение является возможным, но не рациональным. При бурении грунта не происходит должного сдавливания, которое происходит при забивании сваи. Если сваи расположены друг относительно друга менее, чем на один метр, это приводит к деформациям и нарушениям распределения веса всей конструкции.

Основные показатели для расчета

Для буронабивных свай количество, размеры, расстояние между ними в свету выбирают исходя из следующих условий:

• Свойства грунта;
• Общий вес конструкции, включая сами опоры;
• Наличия в проекте цокольных, подвальных помещений;
• Прогноз изменения условий эксплуатации (возможность подтопления, подработки, техногенного и вибрационного воздействия соседних объектов);
• Климатическая зона (плюсовых температур или глубокого промерзания).

Стандарты заглубления буронабивных свай
По результатам исследований показатели для почв и пород, климатического районирования берутся из таблиц. Удельный вес строительных материалов, для определения суммарного показателя, указан в справочниках.

При совпадении типовых показателей можно воспользоваться сводными таблицами. По сопротивлению почвы и диаметру столба определяется величина несущей способности одной опоры. Расчетная величина часто оказывается ниже фактической, полученной в результате испытаний. Это объясняется применением осредненных табличных значений величин.

При глубине до 3 м рекомендуется выбирать сечение бетонного стержня диаметром от 30 см (п.15.2.,СП 24.13330.2011;СНиП 2.02.03-85; п.1810.3.5.2.2, Международного строительного кода IBC -2009).Подошва колонны выступает на 100 мм. Пример: для 300-мм столба подошва – Ø 500 мм.

Постройки небольшой массы

Для строений небольшого веса, например, террас и сараев с животными, применяют упрощённый способ расчёта и монтажа. Достаточно установить сваи по углам здания и сделать обвязку брусом.

На таком фундаменте можно ставить каркасные сооружения с заполнением плитами ОСБ.

Правильный расчёт фундамента при отсутствии специального образования лучше доверить специализированной организации. От верного проекта зависит прочность всей конструкции и безопасность использования. Перед началом строительства желательно изучить основные требования, которые пригодятся для контроля подрядной организации.

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.Как рассчитать расстояние между сваями? Этот вопрос волнует и строителей, отвечающих за качество своей работы, и заказчиков, приобретающих сваи. Причем первые желают усеять участок густым частоколом опор, а вторые – требуют отчета по каждой израсходованной сваи.В итоге, неправы и те, и другие.Ведь расстояние между сваями определяется не мнением прораба или желанием заказчика.

Эту величину закладывает в проект архитектор, который определяет минимальное расстояние на основании сложных расчетов, учитывающих и вес построенной конструкции, и глубину промерзания почвы, и несущую способность сваи, и даже тип опоры. И в этой статье мы познакомим наших читателей с азами подобных вычислений.↑С чего начинается расчет?Конечно же, с определения несущей способности грунта. Ведь именно грунт удерживает на себе весь вес строения.

Следовательно, чем меньше устойчивость грунта, тем больше нужно опор и тем меньше расстояние между опорами.Несущую способность грунта определяют двумя способами – анализом пробы грунта и анализом несущей способности контрольной сваи.Оба варианта практикуют только в процессе инженерно-геологических исследований. В бытовых условиях эти данные получить нельзя. Хотя несущая способность грунта может быть определена по его типу из особых таблиц.Следующий шаг – определение общего веса конструкции.

Ведь основным фактором, определяющим нагрузку на одну сваю, является совокупность масс стройматериалов, меблировки и даже снежного покрова на крыше строения.Определив общий вес конструкции, и зная несущую способность грунта можно рассчитать площадь подошвы фундамента. Для этих целей используют формулу:S=M/NГде S– площадь подошвы (в см2); M– масса конструкции (в килограммах), N– это несущая способность грунта (в кг/см2).В итоге, зная общую площадь подошвы можно вычислить количество буронабивных свай или винтовых опор, или забивных стержней, или любых других вертикальных элементов свайного фундамента.Например, если масса дома приближается к 150 тоннам, а несущая способность грунта к 15 кг/см2, то общая площадь подошвы основания составит 10 000 см2 (150 000 /15).Далее следует выбрать тип опоры и по площади нижней части вычислить количество свай. Так у 40-сантиметровой буронабивной опоры цилиндрического типа площадь нижнего торца равна 1256 см2, а у классической винновой поры ВС108 с диаметром лопасти в 30 сантиметров площадь подошвы равна 706 см2.

Ну а ТИСЭ опора с полуметровым расширением в нижней части имеет 1960-сантиметровую площадь основания.Таким образом, 150-тонный вес конструкции выдержат 15 опор ВС108 (10000/706) или 8 буронабивных опор с диаметром основания в 40 сантиметров (10000/1256), или 5 ТИСЭ опор с придонной частью в 0,5 метра по диаметру (10000/1960).↑Дальнейшие расчеты, позволяющие определить расстояние между сваями, выглядят еще проще. Ведь интересующая нас величина должна находиться между двумя крайними значениями – минимальным и максимально возможным расстоянием между сваями.Проще говоря: сваи невозможно смонтировать ближе минимального расстояния между опорами (шага размещения) и нецелесообразно погружать дальше максимального расстояния между опорами. И для понимания сути определения «шага» свай, мы должны разобраться с определением минимального и максимального значения этого параметра.Минимальное расстояние между сваямиНаименьшее расстояние между сваями определяется по толщине уплотнения в грунте, появившегося вследствие монтажа опоры.

Проще говоря, при забивке сваи или бурении шахты или ввинчивании опоры в грунт пространство вокруг точки погружения уплотняется. Поэтому все сваи монтируют с шагом, равным, как минимум, трем диаметрам опоры.То есть, минимальное расстояние (шаг) между опорами равно трем диаметрам свай.И ближе этого расстояния сваи монтировать не рекомендуют. Хотя есть и исключения из правила.

Например, наклонные сваи монтируют с шагом в полтора диаметра опоры.Максимальное расстояние между сваямиНаибольшее расстояние между балками определяется по несущей способности ростверка. Ведь плита или балка горизонтальной части фундамента не должна прогибаться под нагрузкой дальше определенного уровня.Впрочем, строителям не нужно вспоминать формулы расчета балок из курса сопромата. Достаточно того, что по общепринятой классификации максимальный шаг определяют, как расстояние в 5-6 диаметров опоры.В итоге, расстояние между опорами ВС108 не должно быть меньше 1 метра и не может быть больше 2 метров.

Буронабивные фундаменты на 40-сантиметровых опорах предполагают иной шаг – 1,2 метра на минимуме и 2,4 метра на максимуме.В проекте строительства здания расстояние между буронабивными сваями является результатом расчета с учетом всех местных условий. В этом случае исполнитель работ и заказчик соблюдают требования соответствующего раздела проектной документации, выполненной специалистами. Показатели для вычислений нормируются строительными сборниками по результатам анализа данных, полученных в ходе инженерно – геологических исследований участка застройки.

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 свайно-ростверковый фундамент. 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.

Источник: furnilux.ru