Stmontag.ru

СТ Монтаж
8 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Фундамент ростверк на сваях расчет

Входные данные

Вес дома: 150 тонн

Вес дома необходимо указать без учета массы фундамента с учетом снеговой и эксплуатационной нагрузки на перекрытия и с коэф. запаса. Для примера взят одноэтажный каркасный дом.

Грунт: Суглинок. Коэффициент пористости [e]: 0.5. Показатель текучести грунта [IL]: 1

Тип столбов: с уширением пяты (ТИСЭ)

Высота ствола столба [h1]: 2.5м

Диаметр ствола столба [d1]: 0.25м

Высота уширения столба [h2]: 0.3м

Диаметр уширения столба [d2]: 0.6м

Глубина погружения столба в грунт: 1.5м

Конструктивная схема здания: пятистенок (с одной внутренней несущей стеной по длинной стороне дома)

Размеры дома: 10х12м

Высота ростверка: 0.4м

Ширина ростверка: 0.4м

Условия расчета

Для расчета количества столбов нам необходимо знать расчетное сопротивление грунта, нагрузки на фундамент (вес дома со снеговой и эксплуат. нагрузкой) и массу фундамента.

В связи с тем, что масса фундамента нам не известна расчет будем производить в два приема. Изначально находим кол-во столбов без учета массы фундамента (столб + ростверк либо только столбы), а затем, когда масса фундамента становится известной, находим кол-во столбов с учетом его массы.

Расчет столбчатого фундамента будем производить по второй группе предельных состояний (по деформациям основания). За основу взят СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений.

Отступление: Стоит заметить, что многие застройщики называют данный тип свайно-ростверковым фундаментом. Если идти по строгой терминологии то это не верно и для расчета свайного фундамента используется СП 24.13330.2011. По нему будет составлен отдельный калькулятор.

Расчет сопротивление грунта основания

Если характеристики грунтов известны, то для расчета можно воспользоваться формулой из пункта 5.6.7 СП 22.13330.2011.

Определяем ширину подошвы фундамента. В нашем случае это столб, который имеет геометрию подошвы в виде круга. Поэтому в первую очередь находим площадь подошвы столба, которая будет опираться на грунт. Затем вычисляем ширину фундамента.

Площадь подошвы столба = Пи * Диаметр подошвы столба * Диаметр подошвы столба / 4 = 3.14 * 0.6 * 0.6 / 4 = 0.2826 м2 = 2826 см2

Ширина фундамента = квадратный корень (Площадь подошвы столба) = квадратный корень (2826см2) = 0.53 м

При неизвестной ширине фундамента можно найти расчетное сопротивление грунта по формулам через приложения В СП 22.13330.2011. Ширина фундамента в нашем случае задана конструктивно, но за основу можно взять данный расчет за счет минимальных требований к прочностным характеристикам грунта.

Формула при глубине заложения фундамента [d] 19.05.2016 05:51:49 Максим Гвоздев

Расчет свайного фундамента с ростверком

Для проведения расчетов такого плана следует обращаться к специалистам, специализирующихся в этом профиле. Перед этим проводятся геологические изыскания, позволяющие разработать проект, соответствующий почве на стройплощадке.

Совет эксперта! Если работы по геодезическому изысканию проведены не будут, то произвести точные расчеты основания с ростверком будет невозможно. Объясняется это тем, что несущая способность определяется только на основании силы сопротивления почвы.

Рис: Схема свайно-ростверкового фундамента

Для проведения изысканий на участке бурится отверстие в почве для ее пробы и анализа. Только потом можно проводить важные расчеты.

При разработке проекта учитываются такие параметры по сваям:

  • Глубина погружения.
  • Диаметр сваи.
  • Количество свай.
  • Схема их расположения.
  • Форма ростверка (3 вида: высокий, повышенный, низкий).
  • Диаметр.
  • Устойчивость на изгиб и продавливание.
  • Метод армирования.

Рис: Схематическое положения ростверка свайного фундамента

Совет эксперта! Определить высоту ростверка следует исходя из веса будущего сооружения и уровня пучинистости грунта.

Что такое ростверк, и из каких материалов он изготавливается?

Ростверк это верхняя часть фундаментной конструкции. Его функции заключаются в объединении свайных оголовок, и в дальнейшем он задействуется как основа для будущего строения. В процессе соединения ростверка и свай застройщик может использовать сварку, которая целесообразна в том случае, когда монтируются железобетонные конструкции. Во всех остальных случаях для соединения этих элементов следует применять бетонный раствор. Застройщику необходимо правильно выполнить расчет ростверка, а также использовать при его изготовлении качественные и долговечные материалы.

Алгоритм расчета свайного фундамента с ростверком

Вычисление полезных нагрузок

Полезная нагрузка – это сумма веса мебели, людей, половых покрытий, бытовых приборов, облицовок. Рассчитывается приблизительно, согласно нормам колеблется между 100 и 200 кг. на единицу площади перекрытия помещения.

S – совокупная площадь перекрытия дома.

Вычисление снеговых нагрузок

Снеговая нагрузка – давление на поверхность кровли снежного покрова. Нормативное снеговое давление определено для каждого региона индивидуально. Например, С. Н в Иркутске колеблется между 392 кг/м 2 и 560 кг/м 2 .

N – вес снегового покрова;

S – площадь кровли здания.

Вычисление массы здания

Масса здания – сумма веса элементов дома: стен, стропильной системы, перекрытий, кровли, стяжки.

M – масса строения;

m – удельный вес элемента.

V = усредненный вес 1 м 2 стройматериала;

S = площадь элемента.

Пример составления сводки для вычисления массы здания:

ЭлементВес, кг/м 2
Кирпичные стены (150 мм)220-270
Железобетонное перекрытие500
Рубероидное покрытие20-50

Вычисление совокупных нагрузок

Совокупные нагрузки – это сумма воздействий на опоры.

С. Н = (М + П.Н + С. Н) * К.Н

К. Н – коэффициент надежности, соответствующий предельному состоянию. Прописан в своде правил №2.01.07-85*. Например, для жилых зданий – 1,2.

Вычисление грузонесущей способности сваи

Грузонесущая способность – это давление, которое выдерживает опора. Высчитывается по данным исследования грунта, например, основываясь на сопротивлении почвы.

  • Fdf = u * ∑ Ycr * Fi * Hi;
  • Fdr = Ycr * R * A;
  • Fd = Ycr * (Fdf + Fdr).

Fd – грузонесущая способность сваи;

Ycr — коэффициент работы столба в почве после заложения (=1);

u – внешний периметр сечения опоры;

Fi – сопротивление грунта у боковой стенки столба;

Hi – толщина грунта, соприкасающаяся с боковой стенкой опоры;

R – нормативное сопротивление почвы под основой столба;

А – площадь опоры.

Нормативные значения или формулы для их нахождения даны в своде правил 2.02.01-83*.

Расчет количества свай ростверкового фундамента

Количество свай – минимальное число опор, поддерживающих сооружение.

В обязательном порядке опоры устанавливаются на углах дома, а также в местах стыковки стен. Расстояние между столбами свайно-ростверкового фундамента — 2-2,5 м.

n – количество столбов

Вычисление длины свай

Длина сваи – глубина заложения стержня, необходимая для устойчивого положения основания конструкции. Высчитывается по данным исследования грунта, например, основываясь на высоте пластов.

Подошва углубляется на 1 метр в твердые породы (крупный песок). К длине на уровне растительного слоя добавляется 40-50 см. (определяет высота обвязки) для соединения опор и рамы.

Расчет ростверка свайного фундамента

Ростверк – железобетонная рама, которая соединяет верхнюю часть столбов, а также служит опорной конструкцией для несущих элементов здания.

Расчет свайного фундамента с ростверком выполняется в соответствии с предельными состояниями. Предельное состояние – состояние, при котором конструкция получает необратимую деформацию или локальное повреждение, а также не способна сопротивляться внешним воздействиям. Классификация пределов:

  • 1 группа: несущая способность грунта, прочность материалов свай и обвязки, глубина заложения;
  • 2 группа: усадки, повороты опор и контактной почвы под воздействием внешних факторов, например, мерзлоты.

При расчете свайного фундамента с ростверком для практически верного заложения учитываются силы трения при усадке, например в почвах с грунтовыми водами. Принимают во внимание тип свай, а также величину креновых нагрузок.

Согласно вышеуказанной классификации и сборникам правил №2.17.77, №2.03.01 размер обвязки и глубина ее заложения рассчитываются по формулам:

  1. Fаi ≤ Rbt * h01 * ∑ Uі * Ві – устойчивость к продавливанию угловой опорой.
  2. Мхі = ∑ Fі * Хі – Мfx – устойчивость к изгибам.
  3. Q ≤ 1.5 * b * Ho * Rbt * – устойчивость к поперечному давлению.

Fаi – нормативное давление на угловую сваю;

Rbt – сопротивление рамы к растяжению;

h01 – глубина заложения обвязки на угловой опоре;

Uі – сила давления опоры на раму;

Ві = К * (Hоі / Соі) – расчетный коэффициент (свод №2.03.01);

Мхі – изгибающие моменты, действующие на ростверк;

Fі – нормативная нагрузка на столбы;

Хі – расстояние между осями опор и нижней гранью рамы;

Мfx – изгибающие факторы местного типа, действующие на обвязку;

Q – нормативная устойчивость столбов вне рамы (испытывают наибольшее поперечное давление);

b – ширина ростверка свайного фундамента;

Ho – глубина заложения ростверка в свайном фундаменте.

Расчет свайного фундамента с ростверком производят согласно рекомендациям сборников №2.01.07-85*, №2.02.01-83, №2.17.77, №2.03.01.

Расчет буронабивной сваи

Несущая способность фундамента — это нагрузка, которую он сможет выдержать без разрушений, деформаций или других неприятных процессов. При конструировании буронабивного основания потребуется выяснить следующую информацию:

  • сечение элемента;
  • длина;
  • расстояние между отдельными сваями.
Читать еще:  Закручивание винтовых свай дрелью

Расчет свай по несущей способности часто выполняется с заранее известным сечением фундамента. Эта характеристика зависит от имеющейся в наличии техники. В качестве исходных данных необходимо подготовить:

  • состав грунтов на участке;
  • сбор нагрузок на опору дома.

Сбор исходных данных для расчета

Перед тем, как рассчитать буронабивной свайно-ростверковый фундамент, потребуется изучить свойства почвы на участке строительства. Выполнить это можно двумя методами: отрывка шурфов (глубоких ям) или бурение ручным инструментом. Изучение почвы проводят чуть глубже предполагаемой подошвы (примерно на 50 см). При выполнении работ необходимо анализировать каждый плат грунта, определять его тип.

Чтобы получить представление о том, какие бывают грунты, как правильно их различать, рекомендуется прочитать ГОСТ «Грунты. Классификация». Особого внимания заслуживает приложение А, в котором даны основные определения.

Следующий этап расчета буронабивной сваи и ростверка — сбор нагрузок. Его проще выполнять в тоннах. Для его выполнения потребуется знать объемы строительных конструкций и плотности материалов, из которых они изготовлены. Чтобы подсчитать массу здания нужно вспомнить простую формулу из школьной физики: «Массу мы легко найдем, умножив плотность на объем». В сбор нагрузок на фундаменты включают:

  • собственную массу опорной части (назначают ориентировочно);
  • массу перекрытий, стен, перегородок (проемы из общего объема лучше не вычитать);
  • полезную нагрузку на перекрытия (для жилых зданий эта нагрузка назначается 150 кг/м 2 пола, берется на каждом этаже);
  • массу кровли;
  • снеговую нагрузку (зависит от климатического района строительства, расчет выполняется по СП «Нагрузки и воздействия»).

Совет! Для упрощения задачи снеговую нагрузку можно назначать по специальной карте или таблице. То есть без выполнения сложного расчета.

Найденную массу каждого элемента нужно умножить на коэффициент надежности по нагрузке. Величина этого коэффициента зависит от материала, из которого изготовлена конструкция. Для снеговой и полезной нагрузок коэффициенты постоянны и составляют 1,4 и 1,2 соответственно.

Тип строительной конструкцииКоэффициент надежности по СП «Нагрузки и воздействия»
металлические1,05
деревянные1,1
железобетонные и армокаменные (например, кирпичные), изготовленные на заводе1,2
железобетонные монолитные1,3

Более подробную информацию о сборе нагрузок на фундаменты можно найти в статье «Сбор нагрузок на фундамент — пример».

Справочная информация

Чтобы правильно рассчитать буронабивной свайный фундамент потребуется знать прочностные характеристики грунта. Информацию об этом можно найти в ВСН 5-71. Для удобства далее представлены адаптированные таблицы из этого документа отдельно по каждому типу почв.

Таблица 1. Несущая способность глинистых грунтов в зависимости от консистенции и пористости на опорном участке сваи, т/м 2 .

Таблица 2. Несущая способность глинистых грунтов по длине буронабивной сваи, т/м 2 .

Таблица 3. Несущая способность песчаных грунтов, т/м 2 .

Таблица 4. Несущая способность крупнообломочных грунтов, т/м 2 .

Чтобы выполнить расчет сечения и расстояния между сваями необходимо выбрать одно или два (для глин) значения из приведенных в таблице в зависимости от результатов отрывки шурфов или бурения.

Порядок расчета

После внимательного изучения всех предыдущих пунктов для расчета свайно-ростверкового фундамента должна иметься следующая информация:

  • масса дома в тоннах и нагрузка на каждый погонный метр ростверка;
  • несущая способность грунта в тоннах на м 2 .

Чтобы найти нагрузку на погонный метр фундамента, нужно массу дома поделить на суммарную длину ростверка.

Несущая способность одной сваи находится по формуле:

P = (0,7*R*S) + (u*0,8*fin*li), где

P — несущая способность каждой сваи фундамента;

R — прочность грунта, найденная по табл. 1, 3 или 4;

S — площадь сечения сваи на конце (формула для нахождения приведена далее);

u — периметр сваи;

fin — сопротивление почвы на боковой поверхности буронабивного свайного фундамента, найденное по табл. 2;

li — толщина слоя грунта, который оказывает сопротивление боковой поверхности;

0,7 и 0,8 — коэффициенты, которые учитывают однородность грунта и условия работы сваи.

Для сваи круглого сечения площадь находится через диаметр или радиус: S = 3,14*D 2 /4 = 3,14*r 2 /2. Здесь D и r — это диаметр и радиус соответственно.

Чтобы рассчитать расстояние между элементами фундамента требуется воспользоваться следующей формулой:

l — расстояние между сваями буронабивного фундамента;

P — несущая способность одной сваи, найденная ранее;

Q -нагрузка на погонный метр фундамента (масса дома делить на длину ростверка).

Совет! Перед началом расчета необходимо ознакомиться с СП «Свайные фундаменты». Минимальный диаметр свайного основания при длине элемента менее 3 метров составляет 30 см. Чтобы найти наиболее рациональное решение рекомендуется рассмотреть 2-3 варианта геометрических размеров свай. Для каждого случая находят расстояние между опорами и оценивают затраты на строительство. Выбирают наиболее экономичный вариант.

Подробный расчет расстояния между сваями с рассмотрением нескольких примеров может занять много времени. Но здесь перед будущим владельцем дома стоит выбор, что экономить: время или деньги.

Армирование буронабивной сваи

Рабочая арматура располагается вертикально вдоль сваи. В качестве нее используют пруты класса А400 (Аlll) диаметром 10-16 мм. Поперечную обвязку изготавливают из гладкой арматуры А240 (Al) диаметром 6-8 мм. В каждой свае должно быть не менее четырех рабочих вертикальных прутка.

Расчет буронабивного фундамента с ростверком

Для определения необходимого количества свай, их диаметра и шага между ними, необходимо исходить из габаритов дома и материала для его строительства. Для тяжелых и нагруженных домов расчеты являются достаточно сложными, поэтому для решения такой задачи нужно обратиться в специальное проектное бюро.

Для более легких домов расчеты можно сделать своими силами. Для этого нужно иметь данные о типе грунта на участке и примерной нагрузке от строения. Тип грунта можно узнать самостоятельно, последовательно делая пробы в разных участках будущей площадки под домом.

Длина свай зависит от глубины промерзания грунта в конкретном регионе и в среднем составляет 1,8-2,5м. Самый распространенный диаметр буронабивных свай в частном строительстве составляет 20см.

Чтобы не производить долгих и сложных расчетов, можно воспользоваться готовой таблицей, по которой можно узнать несущую способность буронабивных свай, и, исходя из массы дома, рассчитать их необходимое количество. Для этого необходимо массу дома разделить на несущую способность одной сваи выбранного диаметра.

При выборе расстояния между сваями придерживаются правила, что оно должно быть не более трех диаметров свай. На грунтах с хорошей несущей способностью к этой цифре можно добавить еще 25%. Получается, что для свай, диаметром 20см, расстояние между ними будет равняться 80см.

Первыми на плане свайного поля располагают угловые сваи и сваи под пересечениями несущих стен. Далее равномерно с выбранным шагом распределяют остальные сваи. На последнем этапе планируются сваи под входные группы и пристройки, а также под тяжелые элементы в виде каминов и печей.

Расчет ширины и высоты монолитного ростверка также является сложной процедурой, зависящей от несущей способности грунтов и массы дома. В большинстве случаев, для стандартных построек, он принимается 40-50см в ширину и 20-40см в высоту. Этих размеров вполне достаточно для правильного распределения нагрузок от здания.

Важно помнить, что если монолитный ростверк для буронабивных свай заглублен в землю, он не становится ленточным фундаментом и не начинает перенимать нагрузки от дома. Все нагрузки берут на себя сваи. Это важно учитывать на этапе проектирования фундамента. Это правило так же справедливо при возведении опорно-столбчатого фундамента.

Технология монтажа

Монтаж свайного фундамента с ростверком под газобетон выполняется по СП 24.13330.2011 и «ТТК. Бетонирование свайного ростверка». Работы по устройству основания включают: расчет, подготовку, устройство свайного поля и ростверка. Расскажем о каждом этапе подробно.

Как рассчитать свайно-ростверковый фундамент под газобетон

Расчет выполняется на основании действующих СНиП и включает две части:

Расчет для свайного поля
  1. Размеры свайных опор. Зависят от площади и веса газобетонного строения, типа грунта на участке. Размер опор должен быть выбран таким образом, чтобы эффективно воспринимать нагрузку от сооружения, не допускать его осадки. Сваи устанавливаются не только по периметру, но и под всеми несущими стенами будущего дома. Сечение буронабивных опор определяется по таблице:

Важно! Выбранное сечение и расстояние между опорами должно обеспечивать такую несущую способность свай, которая будет на 5-10% выше действующей нагрузки. Действующая нагрузка — это вес дома из газоблоков в готовом состоянии, т.е. с наружной и внутренней отделкой, водосливами и пр.

Несущая способность буронабивных свай в зависимости от сечения приведена в таблице:

Читать еще:  Расстояние между сваями ТИСЭ

Пример расчета: вес дома из газоблока составляет 100 тонн. Периметр несущих стен составляет 50 метров. Расстояние между опорами принимаем оптимальное — 1.2 метра. Рассчитываем количество свай: 50/1.2 = 42 штуки. Значит, эти 42 штуки должны воспринимать нагрузку 110 тонн (вес дома + 10%). Каждая опора должна иметь несущую способность 2.4 тонны или 2400 кг. По таблице, учитывая тип грунта — пылеватый маловлажный песок, определяем, что такую нагрузку смогут воспринимать свайные конструкции сечением 400 мм.

Если уменьшить расстояние между сваями до 0.8 метров, то их потребуется больше — 63 штуки, но при этом снизится требования по нагрузке на 1 сваю — 1.6 тонны или 1600 кг. Такой вес выдержат сваи диаметром 250 мм. Результатом расчета свайного поля является чертеж, на котором указано: количество и места расположения свай, расстояние между ними и их сечение.

Еще один важный момент — глубина залегания свай. Здесь действует правило: сваи должны опираться на стабильные грунты. Если грунт на участке плотный, с хорошей несущей способностью, то глубина забивки свай равна глубине промерзания. Для Московской области — 1.3-1.7 метров. Если стабильные грунты залегают ниже, то придется заглублять опоры больше. Максимальная глубина — 2.5 метра.

Расчет ростверка

Для ростверка определяется:

  1. Длина — равна длине периметра несущих стен.
  2. Ширина — равна толщине стены дома из газобетонных блоков.
  3. Высота — принимается равной 0.5-0.7 метров.

Подготовка к устройству свайно-растверкового фундамента

Площадка под свайно-ростверковое основание требует минимальной планировки. Удаляется растительность, корчуются пни, убирается мусор. Разметка выполняется в соответствии с чертежом с помощью шнура и колышков, которые вбиваются на места будущих свай.

Набор инструментов и оборудования зависит от того, будет ли бетонная смесь изготавливаться на стройплощадке или заказываться на заводе. В обязательный перечень входит:

  • лопата или мини-эксковатор;
  • рулетка и строительный уровень;
  • вязальный крючок для арматуры;
  • бетононасос или лотки для заливки смеси;
  • виброинструмент для утрамбовки бетона.

Перечень материалов включает:

  • бетон М250 или М300 — для заливки свай и ростверка;
  • арматура сечением 12-14 мм;
  • щиты или готовая опалубка;
  • трубы — для обсадки свай.

Рассчитать количество бетона просто: нужно длину свай умножить на сечение. К полученному результату нужно прибавить объем бетонной смеси для заливки ростверка. Количество арматуры зависит от числа арматурных нитей. Оптимально — 4 нити. Значит, количество арматуры это суммарная длина всех свай + длина ростверка умноженная на 4. К полученному результату прибавляем 25% — запас для вязки. Количество труб — равно числу опор. В плотных глинистых грунтах бетонирование можно выполнять без обсадки.

Заливка буронабивных свай

Этапы устройства свайного поля:

  1. Выкапываются углубления под опоры. На дно засыпается гравийно-песчаная смесь толщиной 10-20 см.
  2. В грунт устанавливаются а/ц трубы. Ровность установки контролируется уровнем.
  3. Выполняется вязка армокаркаса в 4 нити. Размер каркаса — на 3-5 см меньше диаметра труб. Схема вязки армирующего каркаса:

За бетонными оголовками осуществляется стандартный уход до набора проектной прочности. По истечении 28 суток оголовки выравниваются болгаркой. Теперь можно приступать к устройству ростверковой части. Если ждать 28 суток не возможно, то лучше выбрать винтовые сваи, которые вкручиваются в грунт без обсадных труб.

Создание ростверка

Монолитный ростверк делается так же, как обычный ленточный фундамент. Основное отличие — ростверк заглубляется в грунт не более чем на 10 см. Этапы создания ростверковой части:

  1. Установка разборной опалубки.
  2. Изготовление армокаркаса в 4 нити.
  3. Устройство гравийно-песчаной подсыпки.
  4. Укладка арматурного каркаса в опалубку.
  5. Связка арматуры из свай с армокаркасом.
  6. Бетонирование монолитного ростверка.
  7. Уход за бетоном в течение 28 суток.
  8. Демонтаж опалубки.
  9. Гидро- и теплоизоляция ростверка.

Для свайно-растверкового фундамента под дом из газобетона устройство эффективной гидроизоляции и утепления обязательно. Это связано с высокой влагопоглощающей способностью газоблока. При отсутствии изоляции газоблок будет тянуть из грунта влагу и в доме будет сыро. Гидроизоляция выполняется для всех элементов фундамента:

  • оголовки свай — обмазочная гидроизоляция;
  • подошва ростверка укладывается на подсыпку, поверх которой высталан гидроизол или рубероид;
  • лента ростверка сверху обмазывается жидким гидроизоляционным материалом или выстилается рулонным.

Утеплению подвергаются внешние и внутренние стены ростверка. В качестве утеплителя лучше использовать влагостойкий и долговечный пенопласт, пенополиуретан или пластик.

Расчет свайного фундамента выполняется в зависимости от его типа. Важно понимать, что расчет буронабивных свай будет отличаться от вычислений для винтовых. Но во всех случаях требуется выполнить предварительную подготовку, которая включает в себя сбор нагрузок и геологические изыскания.

Изучение характеристик грунта

Несущая способность буронабивной сваи будет во многом зависеть от прочностных характеристик основания. В первую очередь стоит выяснить прочностные показатели грунтов на участке. Для этого пользуются двумя методами: ручным бурением или отрывкой шурфов. Грунт разрабатывается на глубину на 50 см больше, чем предполагаемая отметка фундамента.

Схема буронабивного фундамента

Перед тем, как рассчитать свайный фундамент рекомендуется ознакомиться с ГОСТ «Грунты. Классификация» приложение А. Там представлены основные определения, исходя из которых, тип грунта можно определить визуально.

Далее потребуется таблица с указанием прочности грунта в зависимости от его типа и консистенции. Все необходимые для расчета характеристики приведены на картинках ниже.

Глинистая почва в области подошвы сваи Глинистая почва по длине сваи Песчаный грунт Крупнообломочные породы

Сбор нагрузок

Перед расчетом буронабивного фундамента также необходимо выполнить сбор нагрузок от всех вышележащих конструкций. Потребуется два отдельных вычисления:

  • нагрузка на сваю (с учетом ростверка);
  • нагрузка на ростверк.

Это необходимо потому, что отдельно будет выполнен расчет ростверка свайного фундамента и характеристик свай.

При сборе нагрузок необходимо уесть все элементы здания, а также временные нагрузки, к которым относится масса снегового покрова на крыше, а также полезная нагрузка на перекрытие от людей, мебели и оборудования.

Для расчета свайно-ростверкового фундамента составляется таблица, в которую вносится информация о массе конструкций. Чтобы рассчитать эту таблицу, можно пользоваться следующей информацией:

Собственный вес фундаментов и ростверка определяется в зависимости от геометрических размеров. Сначала требуется вычислить объем конструкции. Плотность железобетона при этом принимается равной 2500 кг/куб.м. Чтобы получить массу элемента, нужно объем умножить на плотность.

Каждую составляющую нагрузки нужно умножить на специальный коэффициент, который повышает надежность. Его подбирают в зависимости от материала и способа изготовления. Точное значение можно найти в таблице:

– изоляции, засыпок, стяжек, железобетона

– изготавливаемых на заводе

– изготавливаемых на участке строительства

Расчет сваи

На этом этапе вычислений необходимо определиться со следующими характеристиками:

Чаще всего размеры сечения определяют заранее, а остальные показатели подбирают исходя их имеющихся данных. Таким образом, результатом расчета должны стать расстояние между сваями и их длина.

Расположение арматуры

Всю массу здания, полученную на предыдущем этапе, требуется разделить на общую длину ростверка. При этом учитываются как наружные, так и внутренние стены. Результатом деления станет нагрузка на каждый пог.м фундаментов.

Несущую способность одного элемента фундамента можно найти по формуле:

P = (0,7 • R • S) + (u • 0,8 • fin • li), где:

  • P — нагрузка, которую без разрушения выдерживает одна свая;
  • R — прочность почвы, которую можно найти по таблицам, представленным ниже после изучения состава грунта;
  • S — площадь сечения сваи в нижней части, для круглой сваи формула выглядит следующим образом: S = 3,14*r2/2 (здесь r — это радиус окружности);
  • u — периметр элемента фундамента, можно найти по формуле периметра окружности для круглого элемента;
  • fin — сопротивление почвы по боковым сторонам элемента фундамента, см. таблицу для глинистых грунтов выше;
  • li — толщина слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи (находят для каждого слоя почвы отдельно);
  • 0,7 и 0,8 — это коэффициенты.

Шаг фундаментов рассчитывается по более простой формуле: l = P/Q, где Q—это масса дома на пог.м фундамента, найденная ранее. Чтобы найти расстояние между буронабивными сваями в свету, из найденной величины просто вычитают ширину одного элемента фундамента.

При выполнении расчетов рекомендуется рассмотреть несколько вариантов с разными длинами элементов. После этого будет легко подобрать наиболее экономичный.

Армирование буронабивных свай выполняется в соответствии с нормативными документами. Арматурные каркасы состоят из рабочей арматуры и хомутов. Первая берет на себя изгибающие воздействия, а вторые обеспечивают совместную работу отдельных стержней.

Каркасы для буронабивных свай подбираются в зависимости от нагрузки и размеров сечения. Рабочая арматура устанавливается в вертикальном положении, для нее используют стальные стержни D от 10 до 16 мм. При этом выбирают материал класса А400 (с периодическим профилем). Для изготовления поперечных хомутов потребуется закупить гладкую арматуру класса А240. D = минимум 6-8 мм.

Сортамент стальной арматуры

Каркасы буронабивных свай устанавливаются так, чтобы металл не доходил за край бетона на 2-3 см. Это нужно для обеспечения защитного слоя, который предотвратить появление коррозии (ржавчины на арматуре).

Размеры ростверка и его армирование

Элемент проектируется так же, как и ленточный фундамент. Высота ростверка зависит от того, насколько нужно поднять здание, а также от его массы. Самостоятельно можно выполнить расчет элемента, который опирается вровень с землей, или немного заглублен в нее. Основа расчетов висячего варианта слишком сложна для неспециалиста, поэтому такую работу стоит доверить профессионалам.

Пример правильной вязки арматурного каркаса

Размеры ростверка вычисляются так: В = М / (L • R), где:

  • B — это минимальное расстояние для опирания ленты (ширина обвязки);
  • М — масса здания без учета веса свай;
  • L — длина обвязки;
  • R — прочность почвы у поверхности земли.

Арматурные каркасы обвязки подбираются так же, как и для здания на ленточном фундаменте. В ростверке требуется установить рабочее армирование (вдоль ленты), горизонтальное поперечное, вертикальное поперечное.

Общую площадь сечения рабочего армирования подбирают так, чтобы она была не меньше 0,1% от сечения ленты. Чтобы подобрать сечение каждого стержня и их количество (четное), пользуются сортаментом арматуры. Также необходимо учитывать указания СП по наименьшим размерам.

Пример расчета

Чтобы лучше понять принцип выполнения вычислений, стоит изучить пример расчета. Здесь рассматривается одноэтажное здание из кирпича с вальмовой крышей из металлочерепицы. В здании предполагается наличие двух перекрытий. Оба изготавливаются из железобетона толщиной 220 мм. Размеры дома в плане 6 на 9 метров. Толщина стен составляет 380 мм. Высота этажа — 3,15 м (от пола до потолка — 2,8 м), общая длина внутренних перегородок — 10 м. Внутренних стен нет. На участке найдена тугопластичная супесь, пористость которой — 0,5. Глубина залегания этой супеси — 3,1 м. Отсюда по таблицам находим: R = 46 тонн/кв.м., fin = 1,2 тонн/кв.м. (для расчетов среднюю глубину принимаем равной 1 м). Снеговая нагрузка берется по значениям Москвы.

Сбор нагрузок делаем в форме таблицы. При этом не забываем про коэффициенты надежности.

площадь стен = 30 м*3м = 90 м2;

масса стен = (90 м2* 684)*1,2 = 73872 кг

Предварительно назначаем ростверк шириной 40 см, высотой 50 см. Длину сваи — 3000 мм, D сечения = 500 мм. Используем примерный шаг свай 1500 мм.

Чтобы рассчитать общее количество опор нужно 30 м (длину ростверка) поделить на 1,5 м (шаг свай) и прибавить 1 шт. При необходимости значение округляется до целого числа в сторону уменьшения. Получаем 21 шт.

Площадь одной сваи = 3,14 • 0,52/4 = 0,196 кв.м., периметр = 2 • 3,14 • 0,5 = 3,14 м.

Найдем массу ростверка: 0,4м • 0,5 м • 30 м • 2500 кг/куб.м.• 1,3 = 19500 кг.

Найдем массу свай: 21 • 3 м • 0,196 кв.м. • 2500 кг/куб.м. • 1,3 = 40131 кг.

Найдем массу всего здания: сумма из таблицы + масса свай + масса ростверка = 244167 кг или 244 тонн.

Для расчета потребуется нагрузка на пог.м ростверка = Q = 244 т/30 м = 8,1 т/м.

Расчет свай. Пример

Находим допустимое нагружение на каждый элемент по формуле указанной ранее:

P = (0,7 • 46 тонн/кв.м. • 0,196 кв.м.) + (3,14 м • 0,8 • 1,2 тонн/кв.м. • 3 м) = 15,35 т.

Шаг свай принимается равным P/Q = 15,35/8,1= 1,89 м. Округляем до 1,9 м. Если шаг получается слишком большим или маленьким, нужно проверить еще несколько вариантов, меняя при этом длину и диаметр фундаментов.

Для каркасов применяются пруты D = 14 мм и хомуты D = 8 мм.

Расчет ростверка. Пример

Нужно посчитать массу здания без учета свай. Отсюда М = 204 тонн.

Ширина ленты принимается равной М / (L • R) = 204/ (30 • 75) = 0,09 м.

Такой ростверк использовать нельзя. Свесы стен кирпичного здания с фундамента не должны превышать 4 см. Ширину назначаем конструктивно 400 мм. Высота остается равной 500 мм.

Армирование ростверка свайного фундамента:

  • Рабочее 0,1%*0,4*0,5 = 0,0002 кв.м. = 2 кв.см. Здесь достаточно будет 4 стержней диаметром 8 мм, но по нормативным требованиям используем минимально возможный диаметр 12 мм;
  • Горизонтальные хомуты — 6 мм;
  • Вертикальные хомуты — 6 мм.

Выполнение расчетов займет определенный промежуток времени. Но с их помощью можно сберечь деньги и время в процессе строительства.

[content-egg module=GdeSlon template=compare]

Порядок действий:

  • Подготовка. Площадь участка освобождается от посторонних предметов и растений, производится тщательная разметка. Колышками отмечаются точки установки свай.
  • Подготовка скважин. На отмеченных точках производится бурение на заранее определенную глубину. Внутрь скважин сразу закладываются гильзы из пластиковых труб или свернутого рубероида. Собирается и опускается в каждую скважину арматурный каркас.
  • Заливка бетона. Полости скважин заполняют бетоном, штыкуют его, удаляя пузырьки воздуха. Залитый бетон выдерживают в течение 20 дней до набора конструкционной прочности.
  • Сборка опалубки. Пока застывают скважины, производится тщательная сборка опалубки под заливку ростверка. Обычно используют обрезную доску толщиной 25-40 мм. Щиты собирают и устанавливают в нужном положении, контролируя совпадение по осям и горизонтали. Внутренняя часть застилается полиэтиленом или рубероидом.
  • Арматурный пояс. Каркас собирается и устанавливается внутрь опалубки. Арматура, торчащая из скважин, сваривается со стержнями ростверка, образуя единый пояс.
  • Заливка ростверка. После затвердения скважин производят заливку ростверка. Используется бетон марок М200 и выше. Заливку выполняют за один раз, без длительных перерывов. После этого раствор штыкуют, накрывают полиэтиленом или мешковиной и выдерживают 28 дней до полного застывания.

Опалубку можно снимать через 10 дней после заливки. По окончании срока выдержки приступают к дальнейшим работам.

2.2. Пример расчета свайного фундамента с ростверком

Винтовые сваи используются для возведения легких дачных домиков, при строительстве же тяжелых коттеджей применяются более массивные буронабивные сваи, способные выдержать серьезную нагрузку.

В данном примере для упрощения расчеты ведутся по винтовым опорам. Отметим, что, если для подобных свай небольшого размера при расчетах не учитывается боковое трение, то в случае возведения тяжелых зданий на буронабивных сваях также учитываются силы бокового трения, оказывающие воздействие на сваю.

Расчет общего количества свай и шага их установки для одноэтажного дома размером 6 × 6 м:

  1. Определим общий вес расходных материалов. Допустим, общий вес бруса, крыши и облицовки дома с учетом снеговой нагрузки составит 27526 кг.
  2. Размер полезной нагрузки 6 × 6 × 150 = 5400 кг (полезная нагрузка, данные которой приведены в п. 2.1, умножается на длину и ширину будущего дома).
  3. Величина снеговой нагрузки 180 × 6 × 6 = 6480 кг.
  4. Таким образом, общая масса нагрузки на фундамент составит 27526+ 5400 + 6480 = 39406 кг.
  5. Умножаем полученный вес на коэффициент надежности 39406 × 1,1 = 43346,6 кг.
  6. Допустим, мы планируем установку винтовых опор 86х250х2500 ВСК. Для расчета их количества полученную сумму общей нагрузки 43346,6 кг следует разделить на нагрузку, приходящуюся на одну сваю 43346,6/2000 = 21,673. Округляем полученное число до 22. Таким образом, для строительства дома размером 6×6 м нам понадобиться 22 сваи.
  7. Для установки 22 опор шаг установки будет 1,2 метра. Для половых лаг следует добавить еще 2 сваи, которые будут расположены внутри дома.

Расчет арматуры для столбчатого фундамента

Для горизонтальных полос применим 6 мм арматуру класса А3. А для столбиков 4 шт. 12 мм, которые связывают на 25 см расстоянии, при этом высота столба составляет 1,7 м, а диаметр 30 см (рисунок 4). Их устанавливаем в четырех местах.

  • 4 * 1,7 = 6,8 м ребристой арматуры;
  • 4 * 4 * 0,25 = 4 м гладких прутьев.

На 40 столбиков потребуется:

  • 40 * 6,8 = 272 м;
  • 40 * 4 = 160 м.

Проволокой свяжем 4 горизонтальных и столько же вертикальных столбцов:

  • 4 * 4 * 0,3 = 4,8;
  • 4,8 * 40 = 192 м.

Мы рассмотрели, как производится расчет ленточного ростверка и арматуры. Фундамент – это основа любого строения, а финская технология оборудования свайно – ростверковых сооружений получает все большую популярность в нашей стране.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector