Расстояние между винтовыми сваями каркасного дома: Обзор

Какие параметры нужны для расчета

Для того, чтобы определить расстояние между сваями в винтовом фундаменте, нужно знать их несущую способность и количество. Вид сваи, её диаметр и прочие характеристики подбираются по типу грунта и его сопротивлению нагрузкам, необходимой глубине погружения, общей нагрузке на основание.

Особенности грунта

При составлении проекта на месте будущего строительства проводятся геологические работы, направленные на изучение грунта. Для легких построек их можно провести самостоятельно, пробурив 2-3 скважины или вырыв шурфы глубиной не менее 2 метров или до достижения плотных, неподвижных и не промерзающих слоев. Это необходимо, чтобы узнать глубину установки опор.

На срезе шурфа видны все слои грунта. Основной его тип на исследуемом участке нужно знать для определения его сопротивления нагрузкам. Это нормативная величина, которая берется из СНиП.

Таблица расчетного сопротивления грунтовИсточник прорабофф.рф

Расстояние между винтовыми сваями зависит от их сечения и несущей способности, указываемой в паспорте изделия. Но сама по себе эта величина мало информативна, так как может меняться от особенностей грунта.

Общая нагрузка на фундамент

Самый долгий и муторный этап расчетов – определение нагрузки на основание. Она складывается из огромного множества величин, основной из которых является общий вес здания. Он в свою очередь «собирается» из веса всех входящих в него конструкций: ростверка, стен, перегородок, перекрытий, кровли, оконных и дверных блоков, отделочных материалов и т.д. У каждого материала есть свой удельный вес, указанный в СНиП, и чтобы узнать массу конструкции, его нужно умножить на её площадь (или объем).

Кроме самого здания на основание давит вес лежащего на крыше снега. Толщина снегового покрова зависит от региона, материала кровли и наклона крыши. Снеговая нагрузка также вычисляется по его удельному весу и площади кровли. Из строительных норм и правил берется также и ветровая нагрузка.

Карта для определения снеговой нагрузкиИсточник dpva.ru

Вычисляя максимальное или минимальное расстояние между сваями, нельзя забывать и об эксплуатационной нагрузке – от находящихся в здании людей, мебели, оборудования и другого имущества.

Понятно, что получить точные значения нагрузок на этапе расчетов невозможно, поэтому к полученному результату добавляют ещё 10, а то и 20 % для компенсации возможной «неучтенки».

Сами сваи тоже обладают немалым весом, который необходимо учитывать.

Количество опор

На расстояние между сваями в ростверке влияет протяженность фундамента и их количество. Алгоритм вычисления числа свай прост:

• площадь сечения опоры умножают на сопротивление грунта, чтобы определить допустимую нагрузку;
• общую нагрузку делят на эту величину.

Диаметр лопастей для разных видов свайИсточник cana-da.ru

Например, площадь сечения винтовой сваи ВС-159 равна 1590 см2. При установке в твердый глинистый грунт средней плотности, сопротивление которого составляет 3 кг/см2 (см. таблицу выше), допустимая нагрузка будет равна:

1590 х 3 = 4770 кг или 4,77 т

Полученное значение необходимо уменьшить, используя коэффициент надежности 1,2-1,4:

4,77 : 1,2 = 3,98

Допустим, вес дома равен 350 т, тогда количество свай, необходимых для такой нагрузки:

350 : 3,98 = 88 шт.

Влияние опорного слоя

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

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

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

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

9 этап – обвязка свайного фундамента

Обвязка связывает все сваи в единую конструкцию. Существует два вида обвязки: ростверк и ростверковая плита. В свою очередь можно выделить два вида ростверка:

• низкий, располагается возле почвы;
• высокий, располагается на заданном расстоянии от уровня земли.

Примечание. Наличие зазора между ростверком и почвой позволит исключить подвижки ростверка от пучения грунта.

Параметры ростверка зависят от ширины стен. Как правило, его высота составляет 300-300 мм., а ширина – 400 мм. (ширина стены плюс 50-70 мм).

Обвязка выполняется с применением разных материалов:

• брус. Обвязка свайного фундамента брусом используется при строительстве легких зданий (небольшие дома, хозяйственные постройки) или зданий временного назначения. Применяется брус с сечением 120-150 мм. Крепление к сваям выполняется путем использования проволоки. Применение бруса требует наличия качественной гидроизоляции сваи и обязательно обработки бруса антисептиком;
• железный двутавр или швеллер. Крепление швеллера к свае выполняется закладными шпильками или выпуском арматуры. К этим закладным швеллер приваривается. При использовании металлических свай швеллер приваривается непосредственно к ним. Металл также обрабатывается антикоррозийным составом для продления срока его службы;

Примечание. При устройстве свайного фундамента в зимнее время года используются только металлические элементы. Это обусловлено тем, что изготовить железобетонную монолитную ленту в холодное время года достаточно проблематично.

железобетонная монолитная лента. Используется при возведении кирпичного или пенобетонного дома. Как вариант может быть применена сборная лента, но зачастую предпочтение отдается монолитной ленте.

Определим несущую способность грунта

Даже если нет его – безвыходных ситуаций не бывает. Информацией поделится интернет и соседи. Но и получив нужные данные, возьмитесь пробурить пробный шурф в нижней точке участка. Выручит ледобур для зимней рыбалки с негодными сточенными ножами. Представление о влажности, глубине залегания горизонтов и составе получите полное.

Глубину бурения желательно выполнить ниже планируемой точки заложения фундамента возводимого дома. Качественные показатели грунта, залегающего на глубине планируемой фиксации наконечника – искомые, которыми и будем пользоваться для всех расчётов. Верхние горизонты не играют роли.

По несущей способности по степени возрастания несущей способности грунты в таблице располагаются в таком порядке:

• Насыпной грунт;
• Супесь;
• Суглинок;
• Мелкий песок;
• Песок средней фракции;
• Крупный песок;
• Глина.

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.

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.

Для монтажа свайно-винтового фундамента необходимо знать о несущих способностях грунта. Проект дома, и фундамента в том числе, создается на основе этих данных. Узнать структуру не сложно, для этого можно заглянуть в Интернет или поспрашивать у соседей.

Предлагаем ознакомиться Как пристроить к кирпичному дому баню: этапы стройки

Даже после выяснения этой информации проверить почву на участке лучше самостоятельно. Для этого необходимо взять старый бур для рыбалки и в дальнем углу участка пробурить отверстие. Это поможет наглядно увидеть состояние почвы: ее влажность глубина залегания горизонтов и т. д.

Для проверки рекомендовано бурить отверстие ниже предполагаемого уровня погружения свай. Это поможет ознакомиться с качествами нижних горизонтов почвы, которые и играют основную роль для фиксации опор.

Преимущества и недостатки

Плюсы технологии:

1. Сокращения строительных работ за счет полной автоматизации процесса.
2. Широкая область применения – от ремонта фундаментов до закладки высокопрочной силовой конструкции.
3. Возможность выработки скважин с максимально-допустимыми параметрами – значениями глубины и диаметра.
4. Отсутствие динамичных и вибрационных нагрузок на почву и близко расположенных сооружений, что позволяет проводить строительные работы на территориях с плотной застройкой, а также реставрировать ослабленные фундаменты старых домов.
5. Эффективность методики при строительстве на склонах, где остается риск оползней.

Недостатки буроинъекционных фундаментов:

1. Разрыв структурных связей в грунте в процессе бурения, что приводит к обрушению стенок скважины. Таким образом вырабатывается гораздо больше почвы, чем объем сваи, что может спровоцировать неравномерную осадку здания.
2. В бетонном растворе всегда будет оставаться грунт и шлам, что снижается плотность и прочность силового элемента и делает непредсказуемой несущую способность основания.
3. Из-за присутствия валунов и крупнообломочных пород в грунте происходит отклонение ствола буроинъекционной опоры от проектного положения. Это может отразиться на грузоподъемности и устойчивости фундамента в процессе эксплуатации.

Пошаговая инструкция монтажа свайного фундамента

Для работы обязательно нужно 3-5 человек. В одиночку, или даже вдвоем, монтаж свай невозможен. Делается это следующим образом:

1. В первую очередь необходимо рассчитать количество свай, необходимое для фундамента конкретного дома. Это зависит от общей нагрузки на фундамент, предназначения строения, этажность, особенности климата (ветряные и снеговые нагрузки);
2. Далее выясняются геологические особенности местности: промерзаемость грунта, уровень сточных вод, рыхлость почты и другие ее свойства, рельеф местности. Также на схеме отмечается расположение каждой отдельной сваи. Далее их монтаж обязательно делается по схеме, чтобы нагрузка на фундамент была распределена равномерно;
3. По схеме на участке делаем неглубокие лунки, в которые будут потом ввинчиваться сваи. Глубина этих лунок должна быть не более 10-15 см.

Свая устанавливается в лунку. В ее верхнем крае устанавливают два длинных стержня по обе стороны. Они будут выступать рычагом для прокручивания свай, и по всем законам физики, чем длиннее рычаг, тем проще крутить. Далее начинают вращения, один человек посередине следит за ровностью ввинчивания (для этого используется строительный уровень, вертикально прикладывается к столбу), двое других берут установленные по бокам стержни и начинают двигаться по кругу.

Важно! Если свая входит неровно, исправить это нужно сразу, и чем глубже она будет входить в почву, тем сложнее будет исправить положение

Когда сваи вкручены, полое пространство внутри них заливается бетоном, для большей прочности в него устанавливают арматуру. Бетон плотно трамбуется и высушивается. Таким образом, внутреннее пространство будет защищено от коррозии. Внешнюю сторону изделия над землей тоже необходимо покрыть защитным слоем, это может быть даже обычная краска. В противном случае металл начнет ржаветь и потеряет свои эксплуатационные характеристики.

Далее следует монтаж ростверка либо нижней обвязки. Для этого подготавливается брус. Он пропитывается и крепится к сваям болтами. После этого можно приступать к возведению стен.

Далее строительство дома выполняется по стандартной схеме

Важно помнить, что при свайном фундаменте коммуникации, особенно это касается сточных и водопроводных труб, ничем не защищены, поэтому их дополнительно утепляют, или даже создают для них специальную утепленную коробку, чтобы трубы не перемерзли зимой

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.

Технология в зависимости от типа фундамента

Как сделать обвязку каркасного дома? Последовательность монтажа во многом зависит от типа фундамента. Рассмотрим процесс изготовления нижней обвязки для наиболее распространенных типов оснований.

Свайный или столбчатый

Из всех типов фундаментов, распространенных в наших климатических условиях, свайный имеет наибольшее количество вариантов. Подчас они значительно отличаются друг от друга.

Так, может отсутствовать ростверк, высота свай над землей может быть разной, толщина и материал тоже могут иметь массу типов. Тем не менее имеются общие моменты монтажа. Нижняя обвязка каркасного дома на винтовых сваях выглядит так:

1. Прежде всего, надо создать гидроизолирующую отсечку между материалами обвязки и фундамента. Это может быть рубероид (толь), нанесение битумного слоя и т. п.
2. Раскладка бруса или досок по местам установки.
3. Из бруса делается обвязка углов каркасного дома вполдерева.
4. Устанавливается брус, крепление к ростверку (или непосредственно к сваям) делается при помощи анкеров или резьбовых шпилек, наваренных на основание. Обязательна проверка при помощи уровня на горизонталь.
5. Угловые соединения усиливаются гвоздями, шурупами или болтами.
6. Крепятся лаги с нужным шагом.

Нижняя обвязка каркасного дома на столбчатом фундаменте выполняется таким же образом.

Ленточный

В данном случае крепление нижней обвязки каркасного дома к фундаменту производится проще. Имеется сплошная бетонная лента с ровной горизонтальной поверхностью, позволяющая прочно прикрепить обвязку.

Нижняя обвязка каркасного дома на ленточном фундаменте делается в таком порядке:

1. На ленту укладывается слой гидроизолятора.
2. Изготавливаются гнезда для угловых соединений.
3. Брус или обрезная доска крепится на шпильки, болты или анкеры.
4. Усиливаются углы. Дополнительно проверяется горизонталь, при необходимости положение бруса корректируется клиньями или подкладками.
5. Монтаж лаг делается наиболее удобным способом, при этом следует учитывать наличие ленты как опоры для лаг. Обязательна гидроизоляция при опоре на ленту.

Плитный

Для плитных фундаментов наличие нижней обвязки диктуется только способом возведения стен. Если в качестве рабочей схемы выбирается метод платформы, то нижняя обвязка не нужна.

В этом случае обходятся созданием чернового пола, на котором собираются и поднимаются стены. Порядок такой:

1. Укладка сплошного гидроизоляционного покрытия рулонными материалами.
2. Установка опорных брусков, на них в перпендикулярном направлении монтируются лаги чернового пола.
3. Настилается черновой пол, образуя площадку для сборки каркасов стен.
4. Разметка, сборка стен.

В случаях, когда сборка стен ведется постоечным методом, то нижняя обвязка нужна и делается так:

1. Делается гидроизоляция плиты.
2. Раскладывается брус или обрезная доска, делаются гнезда для соединения углов.
3. Установка бруса, соединение углов, проверка параллельности и горизонтали.
4. Монтаж лаг. Все этапы требуют постоянного контроля плоскости и горизонтали.

Углы в случае с брусом соединяются вполдерева, с усилением в виде бобышек, металлических пластин, болтов или скоб. Необходимо помнить, что все крепежные элементы из металла нуждаются в защитной обработке окрашиванием или нанесением битумного покрытия. После монтажа пола, стен и наружной обшивки доступа к металлическим деталям не будет, их состояние контролировать станет невозможно, поэтому следует заранее позаботиться об их защите от коррозии.

Внимание! Для ленточных или плитных оснований наилучшим способом крепления бруса будет соединение на деревянные пробки, закрепленные в бетоне. Материал следует выбирать наиболее смолистый, для защиты от влаги

Отверстия для пробок внутри следует покрыть битумом.

Расчет расстояния

Получив все исходные данные, можно легко вычислить расстояние между сваями фундамента. Для этого нужен план дома с обозначением всех несущих стен, по которому определяется общая длина (периметр) опорных линий. Пусть она равна 100 п.м. Разделив её на количество опор, получим искомую величину:

100 : 88 = 1,14 м

План расстановки свайИсточник izhevsk.ru

Этот расчет достаточно верен, если нагрузка на основание распределяется равномерно. Но его необходимо скорректировать, сначала «расставив» сваи на плане в каждый угол дома и в места пересечения несущих стен. А оставшиеся равномерно распределив между ними. Также стоит учесть длину элементов ростверка, так как их стык обязательно должен приходиться на оголовок опоры. Исключение делают для монолитного бетонного ростверка, заливаемого в опалубку, бруса или бревна, которые несложно подрезать по длине.

Пример расчета свайного фундамента подробно показан в этом видео:

Упрощенный расчет

Как вы смогли убедиться, методика расчета шага винтовых свай достаточно сложна для не специалиста. Планируя строительство капитального большого дома из тяжелых материалов, лучше не браться за самостоятельные вычисления, а обратиться в проектную организацию. Иначе вероятность ошибки в расчетах и её серьезных последствий очень высока.

Но для каркасного дома, бани или террасы можно применить упрощенный вариант определения нужных параметров свайного фундамента, используя рекомендации по минимальному и максимальному расстоянию между опорами.

Минимальное расстояние между буронабивными или винтовыми сваями должно быть вдвое больше их сечения, если измерять его от краев опор. Или втрое больше, если брать размер по осям.

Схема расстановки свай с минимальным шагомИсточник grassia.ru

Максимальный же шаг определяется допустимой нагрузкой на каждую опору. В большинстве случаев она составляет 3 – 3,5 метра, но здесь нужно учитывать ещё и несущую способность ростверка, который при слишком большом пролете может провиснуть или даже разрушиться.

В реальности при строительстве каркасных и деревянных зданий стараются не выходить за пределы 3 метров при установке свай по наружному периметру. А под внутренние несущие стены шаг свай уменьшают примерно на треть.

Свайное основание для деревянного домаИсточник diabaz-angarsk.ru

Чтобы быть уверенными в надежности фундамента, но при этом не расходовать средства зря, рекомендуется выбирать среднее оптимальное значение между крайними величинами. Например, минимальный шаг для винтовых свай с диаметром лопастей 30 см составляет 90 см, а максимальный 300 см. Среднее значение – примерно 2 метра. Его можно подкорректировать под свои условия, учитывая длину элементов ростверка, расстояние между лагами пола, расположение перегородок и т.п.

Забор на сваях

Казалось бы, такие легкие сооружения, как беседки, террасы и заборы, не нуждаются в частой установке опор. Но это не так, на них воздействует большая ветровая нагрузка. Поэтому при возведении ограждений также необходимо учитывать максимальное расстояние между сваями и не превышать его. Оно зависит от парусности объекта.

Забор из металлического штакетника на сваяхИсточник artel-zabor.ru

• Для сетки-рабицы или другого продуваемого ограждения – 3,5 м.
• Для деревянного штакетника и профнастила – 3 м.
• Для сплошного деревянного забора – 2,5 м.

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.

Каркасная постройка на сваях

Если не учитывать габаритные размеры и параметры нагрузки, остается лишь один тип классификации винтовых опор, а именно по типу наконечника.

• Со сварным наконечником.
• С цельным литым наконечником.

Первый вид – это экономичное решение. Наконечник присоединяется к основному стержню сварным швом. Недостаток данных решений в том, что они имеют в своей конструкции лишь одну буровую лопасть, а значит они менее устойчивы, чем цельнометаллические опоры.

На заметку

Сваи с литым наконечником более прочные и в меньшей степени подвергаются образованию ржавчины. Цельнолитые сваи выпускаются из марок СТ-25 и СТ-35 – высококачественных углеродистых сталей.

Базовая глубина залегания опор в почву – 1,5-1,8 метра. При таких значениях минимальный вес, который должна выдерживать одна свая – 1 тонна

Перед тем, как строить каркасный дом на сваях своими руками, необходимо в расчетах учесть количество свай, при этом нужно брать во внимание не только габаритные размеры, но и примерный вес будущего сооружения

Каркасные дома на сваях бывают разной конструкции на фото. Обязательно надо учесть специфичные факторы вроде предполагаемой снеговой нагрузки на крышу, характеристик почвы в точках ввинчивания свай.

Каркасник с панорамными окнами.

Расстояние между опорами

При строительстве важно соблюдать расстояние между сваями для каркасного дома, обозначенное в проекте. Равномерное распределение опор по периметру будет технологическим решением, так как различные части дома несут разную нагрузку на фундамент. Например: часть дома, в которой располагается печь значительно тяжелее, нежели пространство с кладовой или хозяйственными помещениями

Например: часть дома, в которой располагается печь значительно тяжелее, нежели пространство с кладовой или хозяйственными помещениями.

Постройка с эркером.

Практика возведения позволила подсчитать усредненное количество свай для каркасных домов различной площади:

• для домов 6х6 метров – 9 свай;
• для домой 8х8 метров – от 12 до 16 свай;
• для домов 10х10 метров – минимум 23-25 свай.

Обвязка опор

После погружения свай в землю необходимо соединить их верхние площадки между собой – провести так называемую обвязку. Обвязка позволит сформировать ростверк фундамента и в последствии смонтировать пирог пола каркасного дома на сваях. Обвязку можно провести с помощью металлических балок, деревянного бруса, двутавра – синтетического перфорированного материала.

Обвязка брусом на свайно-винтовом фундаменте.

Каркасный дом на сваях, видео демонстрирует основные моменты, которые надо учитывать при выполнении обвязки свай с помощью бруса.

Основным способом является обвязки свай с помощью бруса. Обвязочный брус пропитывают специальным составом, который увеличивает срок служба бруса в несколько раз. Брус укладывается на оголовки свай строго по центру. Стыковка обвязочного бруса в углах фундамента производится в лапу и дополнительно скрепляется с помощью скоб.

На заметку

Во втором варианте обвязка свай каркасного дома осуществляется с помощью отрезков профилированной трубы. Причем труба укладывается не на верх свай, а прикрепляется к самому стержню, тем самым выполняя роль распорки. Элементы обвязки крепятся к сваям с помощью анкерных болтов или жестких металлических штырей.