Самостоятельным устройством свайных фундаментов сегодня не удивить. Такая необходимость может возникнуть при постройке собственного дома — «каркасника». Его коробку монтирует специальная бригада, а возводить основание приходится своими силами, в том числе необходимо правильно определить расстояние между столбами.
Разновидности опор
Свайный фундамент образуют вертикальные столбы, стойки, погруженные на определенном расстоянии друг от друга в грунт. На него они передают вес здания, эксплуатационные, снеговые, ветровые нагрузки. Различают:
- Погружные (забивные). Их основа — железобетон, дерево или металл. Монтируют специальными машинами или вручную (у хозпостроек). Для самостоятельного строительства используются редко.
- Буронабивные. Отливают из армированного бетона в заранее просверленных отверстиях грунта.
- Винтовые. Металлическая труба, к которой на передней части приварены лопасти. Вкручивают как огромный шуруп вручную или с помощью буровой установки.
Равномерного распределения давления добиваются, связывая стойки на всем расстоянии ростверком. Он выглядит как единая лента или набор отдельных железобетонных балок. Геометрические размеры ростверка зависят от толщины стен и расстояния между сваями, которое называют их шагом. Чем больше интервал, тем длиннее эта часть — значит, он должен быть прочнее.
Распределение нагрузки
Каждая свая на своем интервале берет лишь некоторый вес здания. Чтобы рассчитать фундамент каркасного дома и расстояние между стойками, определим, насколько большой может быть значение нагрузки, которую выдержит одна стойка. Нужно найти несущую способность, которую обеспечивает грунт. Сделать это выйдет двумя методиками:
- Выполнить испытание образца. Применяют этот вариант, если вид грунта неизвестен. Метод точный, но требует наличия специального оборудования или оплаты услуг лаборатории.
- С помощью таблиц СНиП, куда сведена прочность разных видов грунтовых оснований (есть в сети).
Пусть наша почва сложена суглинками — обычными грунтами средней полосы России. Из таблицы находим, что их несущая способность для глубины свыше 1,5 м составляет 3,5 кг/см2.
Посмотрим, какой вес выдержит буронабивная бетонная конструкция диаметром 40 см и винтовая 108 мм. Глубину заложения в обоих случаях примем равной 3 м. Опорная площадь равна: S=πR2 или 3,14х400=1256 см2. Умножаем на сопротивление грунта: 1256х3,5=4396 кг. Вычтем вес элемента, равный 829 кг. Его мы получили, перемножив объем (0,38 м3) с удельным весом бетона. Одна свая выдерживает 4396-829=3567.
Для свайно-винтового фундамента: за счет формы опора имеет большую несущую способность. Для суглинка это порядка 5,5 т (нормативное значение по данным изготовителя) Вес изделия, включая наполнитель (пескобетон) — 88 кг.
Сбор нагрузок
Квадратный метр одноэтажного каркасника весит максимум 1,15 тн. Сюда входит вес стен, перекрытий, кровли, других конструкций. Добавляем ветровую и снеговую нагрузку, соответствующую климату средней полосы России, вес мебели, оборудования, самих жильцов, возможных посетителей.
Для примера возьмем одноэтажный дом размерами 8х10 м. Его площадь — 80 м2, нагрузка на фундамент — 80х1150=92 тн. Добавим вес железобетонного ростверка сечением 35х20 см. Общее расстояние по периметру под всеми стенами и перегородками — 54 м. Перемножив длину, сечение и удельный вес бетона, получим 8,32 т.
Расчет шага
Теперь мы можем узнать количество столбов, а зная периметр дома, вычислить средний интервал (шаг) между ними. Нагрузка от дома составит 100,32 т. Добавим усредненный к-т запаса, равный 1,2, получаем 120 т. Зная, сколько может выдержать одна свая, разделим 120 на сопротивление одной опорной точки, округлим в большую сторону.
| Тип | Грунт | Характеристики | Несущая способность единицы | Количество, шт | Шаг |
| Буронабивные | Суглинки 3,5 кг/см2 | Диаметр 400 мм, глубина 3м | 3567 кг | 34 | 1,6 |
| Винтовые | 108 мм лопасти 300 мм, глубина 3м | 5412 кг | 23 | 2,35 |
Дополнительные параметры
Мы определили требуемое количество столбов основания и их средний интервал (шаг). Но выдерживать в любом случае именно такое расстояние между опорами необязательно, важно лишь общее количество, а размещают их, исходя из планировки дома.
Второе ограничение — минимальный шаг винтовых опор. По нормам СНиП2.02.03-85 стойки нельзя размещать друг к другу на расстояние ближе 3d, где d — это диаметр сваи. В нашем случае для буронабивных конструкций это будет 1,2 м, а для винтовых — 90 см.
Чтобы рассчитать шаг между винтовыми и буронабивными столбами, нам потребовалось всю нагрузку от здания разделить на несущую способность одной сваи, затем суммарную длину всех стен распределить на получившееся количество. При строительстве на других типах грунта исходные данные нужно корректировать.
Приведенная методика расчета шага приблизительна. Мы не принимали во внимание несущую способность, создаваемую боковой плоскостью буронабивных фундаментов, а она может добавить порядка пятисот килограмм на каждую точку. То есть мы получаем значительный запас прочности.
