Свайный фундамент: расчет количества свай, несущей способности и нагрузки

6.3 Расчет буронабивных свай

6.3.1 Расчеты свайных фундаментов и их элементов выполняются в соответствии с общими положениями СП 24.13330.2011, МГСН 2.07-01 [], МГСН 5.02-99 [].

6.3.2 При расчете буронабивных свай из виброштампованного бетона по прочности материала расчетное сопротивление бетона следует принимать с учетом коэффициента условий работы γ_cb= 1 и коэффициента условий работы, учитывающего влияние способа производства работ при наличии в скважине воды и извлекаемых обсадных труб, γ’_cb= 0,9.

6.3.3 Сваю в составе фундамента и одиночную по несущей способности грунта основания следует рассчитывать исходя из условия

                                                               (1)

где N — расчетная вертикальная нагрузка, передаваемая на сваю, кН;

F_d — несущая способность (предельное сопротивление) грунта основания одиночной сваи, кН, называемая в дальнейшем несущей способностью сваи;

γ, γ_n, γ_k — коэффициенты, принимаемые согласно п. 7.1.11 СП 24.13330.2011.

6.3.4 Несущую способность F_d буронабивной сваи, работающей на сжимающую нагрузку, следует определять по формулам:

а) при объемном виброштамповании укладываемой бетонной смеси

F_d = γ_c(γ_cRRA + UΣγ_cff_ih_i),                                                (2)

где γ_с — коэффициент условий работы сваи, γ_c = 1;

γ_cR — коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи (для песков и супесей γ_cR = 1,1; для глин и суглинков γ_cR = 1; в остальных случаях, согласно п. 7.2.6 СП 24.13330.2011);

R — расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое, согласно п. 7.2.7 СП 24.13330.2011;

А — площадь опирания сваи, м2, принимаемая равной:

— для буронабивных свай без уширения — площади поперечного сечения ствола сваи в уровне подошвы;

— для буронабивных свай с уширением — площади поперечного сечения уширения в месте наибольшего его диаметра;

U — периметр поперечного сечения ствола сваи, м;

γ_cf — коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности сваи (для любого типа грунта γ_cf = 0,9);

f_i — расчетное сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице приложения ;

h_i — толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;

б) при вибровтрамбовывании щебня в грунт ниже забоя скважины или сваи-оболочки, погружаемой с выемкой грунта

F_d = γ_c(γ_cR1RA + UΣγ_cff_ih_i),                                               (3)

где γ_с — коэффициент условий работы сваи, γ_с = 1;

γ_cR1 — коэффициент условий работы, учитывающий особенности совместной работы щебеночного «ядра» в основании сваи и окружающего уплотненного грунта, принимаемый по таблице ;

R — расчетное сопротивление уплотненного грунта под подошвой буронабивных свай, сооружаемых с вибровтрамбовыванием жесткого материала в забой, кПа, принимаемое по таблице приложения ;

А — площадь опирания сваи, м2, принимаемая равной:

— для буронабивных свай без уширения — площади поперечного сечения ствола сваи в уровне подошвы;

— для свай-оболочек, заполняемых бетоном, — площади поперечного сечения оболочки брутто;

U — периметр поперечного сечения ствола сваи, м;

γ_cf — коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности сваи, принимаемый:

— при объемном виброштамповании укладываемой бетонной смеси (для любого типа грунта γ_сf = 0,9);

— в остальных случаях, согласно п. 7.2.6 СП 24.13330.2011 в зависимости от способа образования скважины и условий бетонирования;

f_i — расчетное сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице приложения ;

h_i — толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м.

Таблица 1 — Значения коэффициента γ_cR1

	Значение коэффициента для пылевато-глинистых грунтов с показателем текучести IL
0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
для песчаных грунтов
гравелистых	крупных	—	средней крупности	мелких	пылеватых	—
Пески средней плотности	—	—	—	0,8	1,0	1,1	—
Супеси, суглинки и глины	—	—	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2

Примечания

1 Для промежуточных значений I_L значения коэффициента γ_cR1 определяются интерполяцией.

2 Для гравелистых, крупных песчаных и пылевато-глинистых грунтов с показателем текучести I_L < 0,2 определение сопротивлений производится по результатам опытных работ. Для предварительной оценки сопротивления основания под нижним концом сваи по формуле () допускаются принимать γ_cR1 = 0,5.

6.3.5 При определении несущей способности буросекущихся и бурокасательных свай, воспринимающих сжимающую нагрузку в составе конструкций типа «стена в грунте», следует учитывать уменьшение трения грунта на боковой поверхности сваи, вызванное объединением сечений соседних свай в ряду.

Преимущества и недостатки

Типы свайного фундамента разделяют в первую очередь по способу устройства на забивные, набивные и винтовые. Каждая модель конструктивного элемента характеризуется своими особенностями.

К общим достоинствам всех типов свай следует отнести следующие:

1. Применимость для всех типов грунтов и рельефов любой сложности. Там, где закладка ленточного или плитного основания будет неэффективной или нецелесообразной, используют опоры.

   Свайные фундаменты можно строить на неустойчивых, переувлажненных грунтах, участках с риском оползней или подтопления, заболоченных территориях, а также на склонах и впадинах.

2. Экономическая целесообразность. Закладка одиночных силовых элементов, связанных в единую конструкцию обвязкой, обходится на 30–40 % дешевле, чем строительство плитного или ленточного заглубленного основания.
3. Возможность подобрать силовой элемент для любых условий. Популярность свайной технологии обусловила рост предложений от производителей свай. Сегодня можно подобрать опоры с несущей способностью от 0,8 до 15 и более тонн, а для глубокой закладки используются составные элементы.
4. Небольшой объем земляных работ. Если в случае с заглубленным ленточным или плитным основанием нужно рыть котлован на проектную глубину, то для устройства набивных свай достаточно пробурить скважины в грунте, а забивные и винтовые столбы погружаются в почву посредством силового воздействия.

Недостатки свайной технологии:

1. Сложность инженерных расчетов. Технология свайного фундамента может удовлетворить практически все гидрогеологические и проектные условия, но для этого потребуется провести ряд инженерных вычислений. Перед проектированием конструктору необходимо изучить нормативные требования к строительству фундаментов, что учесть возможные нюансы для каждого типа опор.
2. Трудоемкость работ по обустройству подвальных помещений. Организовать строительство подземных помещений в пространстве между силовыми элементами возможно, но это приведет к значительному удорожанию проекта, которое практически перекроет выгоду от применения свайной технологии.

Для частного дома

Частные жилые дома и коттеджи отличаются сравнительно небольшим весом по сравнению с многоэтажками и промышленными объектами. Эта особенность позволяет отказаться от закладки дорогостоящего железобетонного ленточного или плитного основания в пользу заводских или самодельных свай.

Преимущества свайной технологии для частного строительства:

• возможность закладки фундамента своими руками (винтовые, набивные сваи);
• при необходимости доступны способы усиления основания (при строительстве пристроек, увеличении этажности, замене перекрытий в доме и т.д.);
• ремонтопригодность.

Почему не стоит строить частный дом на свайном фундаменте:

• значительные теплопотери за счет подъема дома над уровнем земли;
• трудоемкая процедура инженерных расчетов;
• на участке наблюдается высокая сейсмическая активность.

Разных видов свай

Выбор свай основывают на результатах гидрогеологических изысканий грунта, а также инженерных расчетов по проектным нагрузкам. Сравнительная таблица по плюсам и минусам для различных типов силовых конструкций:

Тип опор	Преимущества технологии	Недостатки технологии
Забивные железобетонные	повышенная несущая способность (до 20 т); долгий срок службы (более 100 лет); стойкость к коррозии.	необходимость применения спецтехники для заглубления в грунт; появление динамических нагрузок и вибрации, действующих на грунт и ближайшие постройки.
Забивные стальные	широкий выбор моделей с различными конфигурациями и характеристиками; высокий эксплуатационный ресурс.
Забивные деревянные	дешевизна и доступность материала; экологическая чистота.	ограниченная грузоподъемность; сравнительно короткий срок службы; подвержены воздействию почвенной влаги.
Буронабивные	большая несущая способность; продолжительный срок службы; изготовление ручным способом.	большой расход бетона; сложно рассчитать несущую способность; необходимо укреплять стенки от обрушений.
Винтовые металлические	относительная дешевизна; высокая грузоподъемность; возможность монтажа своими руками; возможность повторного использования.	подверженность коррозийным процессам; недопустимость заглубления в грунт с каменистыми включениями, которые могут повредить лопасти.
Винтовые железобетонные	прочнее металлический винтовых свай и удобнее при монтаже, чем забивные ж/б аналоги; не подвержены коррозии.	имеют значительный вес; сложно выдержать соосность при монтаже.

Пример расчета несущей способности свайного отдельно стоящего фундамента

Рассчитать свайный фундамент под колонну про­мышленного здания на действие центральной нагрузки N = 1,0 МН. Материал ростверка — бетон класса В25 с расчетным сопротивлени­ем осевому растяжению R_bt= 1,05 МПа. Глубина заложения подош­вы ростверка по конструктивным соображениям принята равной h = 0,8 м. Грунтовые условия стро­ительной площадки: 1 — песок пылеватый (γ₁= 0,0185 МН/м 3 , h₁ = 3,6 м, E₁ = 15 МПа); 2 — супесь пластичная (γ₂= 0,0195 МН/м 3 , h₂ = 1,7 м; Е₂=17 МПа); 3 — песок плотный (γ₃=0,0101 МН/м 3 , h₃ = 2,2 м, E₃ = 32 МПа); 4 — суглинок тугопластичный (γ₄ =0.01 МН/м 3 , h₄=3,4 м, E₄=30 МПа). L/H—5,1.

Решение. Для заданных грунтовых условий проектируем свайный фундамент из сборных железобетонных свай марки С5,5-30, длиной L = 5,5 м, размером поперечного сечения 0,3×0,3 м и длиной острия l = 0,25 м. Сваи погружают с помощью забивки дизель-мо­лотом.

Найдем несущую способность одиночной висячей сваи, ориенти­руясь на расчетную схему, показанную на рис. 6.1, а и имея в ви­ду, что глубина заделки сваи в ростверк должна быть не менее 5 см.

Рис. VI.1

Площадь поперечного сечения сваи A = 0,3·0,3 = 0,09 м 2 , периметр сваи

По табл. 1.18(Приложение I) при глубине погружения сваи 6,5 м для песка мелкого, интерполируя, найдем расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи R = 2,35МПа.

По табл. 1.18(Приложение I) для свай, погружаемых с помощью дизель-моло­тов, находим значение коэффициента условий работы грунта под нижним концом сваи γ_cR =1,0 и по боковой поверхности γ_cf =1,0.

Пласт первого слоя грунта, пронизываемого сваей, делим на два слоя толщиной 2 и 0,8 м. Затем для песка пылеватого при сред­них глубинах расположения слоев h₁ = l,8 м и h₂ = 3,2 м, интерполи­руя, находим расчетные сопротивления по боковой поверхности сваи, используя данные табл. 1.19(Приложение I): f₁= 0,0198 МПа, f₂ = 0,0254 МПа.

Для третьего слоя грунта при средней глубине его залегания h₃ = 4,45 м по этой же таблице для супеси пластичной с показате­лем текучести I_L = 0,6, интерполируя, находим f₃ = 0,0165 МПа.

Для четвертого слоя при средней глубине его расположения h₄= 5,775 м для песка мелкого находим f₄ = 0,041б МПа.

Несущую способность одиночной висячей сваи определим по формуле (6.4)

Ф= 1 =0,364 МН.

Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю по грунту, составит:

F = 0,364/1,4 = 0,26 МН.

В соответствии с конструктивными требованиями зададимся шагом свай, приняв его равным а = 3b = 3·0,3 = 0,9 м. Далее определим требуемое число свай:

Окончательно примем число свай в фундаменте равным 4 и разместим их по углам ростверка.

Найдем толщину ростверка из условия (8.8):

По конструктивным требованиям высота ростверка должна быть не менее h_p= 0,05+ 0,25 = 0,3 м, что больше полученной в результа­те расчета на продавливание. Следовательно, окончательно примем высоту ростверка равной 0,3 м.

Расстояние от края ростверка до внешней стороны сваи в соот­ветствии с конструктивными требованиями назначим равным l_р = = 0,3·30+5=14 см, примем его окончательно, кратным 5 см, т. е. l_p= 15 см. Расстояние между сваями примем равным: l=3b = 0,9 м.

Конструкция ростверка и его основные размеры показаны на рис. VI.1, б.

Найдем вес ростверка G₃ = 0,025·0,3·1,5·1,5 = 0,0169 МН и вес грунта, расположенного на ростверке, G_гр = 0,5·1,5·1,5 ·0,0185 = 0,0208 МН.

Определим нагрузку, приходящуюся на одну сваю, по формуле:

Найдем вес свай:

G₁= 4 (5,5·220·10 + 50·10) = 50800 H = 0,0508 МН.

Вес грунта в объеме АБВГ (см. рис. 6.1):

Вес ростверка был найден ранее: G₃=0,0169 МН.

Давление под подошвой условного фундамента:

По табл. 1.12(Приложение I) для песка мелкого, на который опирается условный фундамент, с коэффициентом пористости е = 0,598 найдем значение удельного сцепления с_п = 0,003 МПа.

По табл. 1.13(Приложение I) по углу внутреннего трения φ_n = 34°, который был определен ранее, найдем значение безразмерных коэффициентов: M_γ=l,55, M_q=7,22 и М_с=9,22.

Определим осредненный удельный вес грун­тов, залегающих выше подошвы условного фундамента:

По табл. 1.15. (ПриложениеI) для песка мелкого, насыщенного водой, при соот­ношении L/H>4 находим значения коэффициентов γ_с1 = 1,3 и γ_с2= 1,1.

По формуле (8.3) определим расчетное сопротивление грунта основания под подошвой условного фундамента:

Основное условие при расчете свайного фундамента по второй группе предельных состояний удовлетворяется: Р_ср = 0,276 МПа

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Учись учиться, не учась! 10546 – | 7960 – или читать все.

93.79.246.243 studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock! и обновите страницу (F5)очень нужно

Виды фундаментных конструкций с ростверком

В том случае если застройщику удастся правильно , необходимых для ростверкового фундамента, но и глубину их погружения, то в процессе эксплуатации несущая конструкция не будет подвергаться промерзанию и пагубному воздействию влаги. Если планируется строительство на участке с небольшим рельефным перепадом, который выравнивать нецелесообразно, тогда можно соорудить комбинированную фундаментную конструкцию, например, свайно-ленточную.

Существуют следующие виды фундаментов с ростверком:

1. Ленточный. В процессе проведения строительных работ застройщик связывает между собой расположенные по соседству сваи.
2. Выполненный в виде плиты. В этом случае застройщику приходится связывать каждый оголовок.

Пример расчета несущей способности свайного отдельно стоящего фундамента

Рассчитать свайный фундамент под колонну про­мышленного здания на действие центральной нагрузки N

= 1,0 МН. Материал ростверка — бетон класса В25 с расчетным сопротивлени­ем осевому растяжениюRbt = 1,05 МПа. Глубина заложения подош­вы ростверка по конструктивным соображениям принята равнойh = 0,8 м. Грунтовые условия стро­ительной площадки: 1 — песок пылеватый (γ1= 0,0185 МН/м 3 ,h1 = 3,6 м,E1 = 15 МПа); 2 — супесь пластичная (γ2= 0,0195 МН/м 3 ,h2 = 1,7 м;Е2 =17 МПа); 3 — песок плотный (γ3=0,0101 МН/м 3 ,h3 = 2,2 м,E3 = 32 МПа);4 — суглинок тугопластичный (γ4 =0.01 МН/м 3 ,h4 =3,4 м,E4 =30 МПа).L/H—5,1.Решение.

Для заданных грунтовых условий проектируем свайный фундамент из сборных железобетонных свай марки С5,5-30, длинойL = 5,5 м, размером поперечного сечения 0,3×0,3 м и длиной острияl = 0,25 м. Сваи погружают с помощью забивки дизель-мо­лотом.

Найдем несущую способность одиночной висячей сваи, ориенти­руясь на расчетную схему, показанную на рис. 6.1, а

и имея в ви­ду, что глубина заделки сваи в ростверк должна быть не менее 5 см.

Рис. VI.1

Площадь поперечного сечения сваи A

= 0,3·0,3 = 0,09 м 2 , периметр сваи

По табл. 1.18(Приложение I) при глубине погружения сваи 6,5 м для песка мелкого, интерполируя, найдем расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи R =

2,35МПа.

По табл. 1.18(Приложение I) для свай, погружаемых с помощью дизель-моло­тов, находим значение коэффициента условий работы грунта под нижним концом сваи γcR

=1,0 и по боковой поверхностиγcf =1,0.

Пласт первого слоя грунта, пронизываемого сваей, делим на два слоя толщиной 2 и 0,8 м. Затем для песка пылеватого при сред­них глубинах расположения слоев h1

= l,8 м иh2 = 3,2 м, интерполи­руя, находим расчетные сопротивления по боковой поверхности сваи, используя данные табл. 1.19(Приложение I):f1 = 0,0198 МПа,f2 = 0,0254 МПа.

Для третьего слоя грунта при средней глубине его залегания h3

= 4,45 м по этой же таблице для супеси пластичной с показате­лем текучестиIL = 0,6, интерполируя, находимf3 = 0,0165 МПа.

Для четвертого слоя при средней глубине его расположения h4

= 5,775 м для песка мелкого находимf4 = 0,041б МПа.

Несущую способность одиночной висячей сваи определим по формуле (6.4)

Ф=

1 =0,364 МН.

Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю по грунту, составит:

F

= 0,364/1,4 = 0,26 МН.

В соответствии с конструктивными требованиями зададимся шагом свай, приняв его равным а = 3b

= 3·0,3 = 0,9 м. Далее определим требуемое число свай:

Окончательно примем число свай в фундаменте равным 4 и разместим их по углам ростверка.

Найдем толщину ростверка из условия (8.8):

По конструктивным требованиям высота ростверка должна быть не менее hp

= 0,05+ 0,25 = 0,3 м, что больше полученной в результа­те расчета на продавливание. Следовательно, окончательно примем высоту ростверка равной 0,3 м.

Расстояние от края ростверка до внешней стороны сваи в соот­ветствии с конструктивными требованиями назначим равным lр

= = 0,3·30+5=14 см, примем его окончательно, кратным 5 см, т. е.lp = 15 см. Расстояние между сваями примем равным:l =3b = 0,9 м.

Конструкция ростверка и его основные размеры показаны на рис. VI.1, б.

Найдем вес ростверка G3

= 0,025·0,3·1,5·1,5 = 0,0169 МН и вес грунта, расположенного на ростверке,Gгр = 0,5·1,5·1,5 ·0,0185 = 0,0208 МН.

Определим нагрузку, приходящуюся на одну сваю, по формуле:

Найдем вес свай:

G1

= 4 (5,5·220·10 + 50·10) = 50800 H = 0,0508 МН.

Вес грунта в объеме АБВГ

(см. рис. 6.1):

Вес ростверка был найден ранее: G3

=0,0169 МН.

Давление под подошвой условного фундамента:

По табл. 1.12(Приложение I) для песка мелкого, на который опирается условный фундамент, с коэффициентом пористости е

= 0,598 найдем значение удельного сцеплениясп = 0,003 МПа.

По табл. 1.13(Приложение I) по углу внутреннего трения φn

= 34°, который был определен ранее, найдем значение безразмерных коэффициентов:Mγ =l,55,Mq =7,22 иМс =9,22.

Определим осредненный удельный вес грун­тов, залегающих выше подошвы условного фундамента:

По табл. 1.15. (ПриложениеI) для песка мелкого, насыщенного водой, при соот­ношении L/H>4

находим значения коэффициентовγс1 = 1,3 иγс2 = 1,1.

По формуле (8.3) определим расчетное сопротивление грунта основания под подошвой условного фундамента:

Основное условие при расчете свайного фундамента по второй группе предельных состояний удовлетворяется: Рср

= 0,276 МПа

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения:Учись учиться, не учась! 10546 – | 7960 – или читать все.

93.79.246.243 studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Корректировка расчетного количества свай

В процессе расчета числа свай определяется их минимально допустимое количество. Но иногда может потребоваться корректировка результата в сторону увеличения: максимальное расстояние между винтовыми опорами не должно превышать 3 м.

Оно лимитируется прочностью ростверка. Так что принятое количество свай может быть больше расчетного.

Как видите, расчет фундамента из винтовых свай для дома – дело не совсем простое. Если у вас нет склонности к такого рода работе – воспользуйтесь услугами инженеров: для них это дело привычное.

Специалист выполнит расчет гораздо быстрее, ведь у него есть опыт, да и вся необходимая литература всегда под рукой.

Видео о расчете фундамента на винтовых сваях.

https://youtube.com/watch?v=UojUO_LGmA0rel%3D0%26amp%3Bcontrols%3D0%26amp%3Bshowinfo%3D0

• stroyday.ru
• k-dom74.ru
• fb.ru
• ks5.ru

Разновидности и особенности свайного ростверка

При возведении частных домов в основном применяют свайно-ростверковый фундамент. Это основание позволяет значительно сэкономить на строительстве и снизить в дальнейшем эксплуатационные расходы.

Качественная обвязка основания повышает надёжность всей конструкции

Если жилое здание необходимо установить на рыхлой почве, специалисты по строительству рекомендуют использовать свайно-винтовое основание.

Обвязка фундамента делится на три вида:

Подвешенный. Этот тип основания находится на высоте десять –пятнадцать сантиметров от уровня грунта. Особенно востребованы висячие сваи в просадочных грунтах. На таком фундаменте строятся здания из облегчённого материала: каркасные и щитовые дома. Подобный вид ростверка нуждается в дополнительном утеплении свободного пространства между грунтом и полом.

Подвешенный фундамент

Наземный и плитно-свайный. Его размещают на уровне почвы или на уроне гравийной засыпки и нередко закрепляют заливкой наземных плит. Подходит для устойчивого грунта.

Наземный свайный фундамент

Заглубленный или свайно ленточный. Обойдётся дороже остальных вариантов и подходит для рыхлой почвы. Глубина залегания должна учитывать уровень промерзания.

Свайно-ленточный фундамент

Ростверки тоже можно условно разделить на три основных вида.

Тип	Изображение	Особенности
Деревянный		Применяется при строительстве домов из древесины и каркасно-щитовых конструкций. Для равномерного распределения нагрузки используется обвязочный брус большого сечения. Этот элемент конструкции входит в состав сборных домов.
Металлический		Для связки свай в единое целое применяется металлический швеллер или балка. Является более прочным и долговечным основанием, чем дерево. Может использоваться как каркас для свайно плитного фундамента. Непосредственно на такое основание укладывают полы первого этажа.
Бетонный		Этот тип ростверка используют крайне редко. Он объединяет в себе все положительный качества свайного и бетонного оснований. Такая конструкция не прогибается даже под тяжёлыми стенами из кирпича и блока.
Кустовой		Этот тип ростверка представляет собой «пучки» свай, расположенных в нескольких опорных точках. Винты устанавливают близко друг к другу и скрепляют между собой. Такое кустовое расположение позволяет хорошо распределять точечное давление и используется под колоннами или другими объектами подобного вида) линии электропередач, башни, мачты).

Буронабивные ростверки-сваи неглубокого заложения равномерно распределяют вес здания не только на сваи, но и на сам грунт

Сбор нагрузок

В первую очередь для расчета фундамента необходимо выполнить сбор всех нагрузок, которые будут воздействовать на него. Они бывают постоянные P_d и временные (длительные P_l, кратковременные P_t, особые P_s).

Постоянные P_d – вес частей сооружений, в том числе несущих и ограждающих строительных конструкций.

Длительные P_l – вес временных перегородок, подливок и подбетонок под оборудование, вес стационарного оборудования, заполняющих его жидкостей, твердых тел и др.

Кратковременные P_t – воздействия от людей, животных, оборудования на перекрытия, от подвижного подъемно-транспортного оборудования, от транспортных средств и климатические (снеговая, ветровая и т.д.).

Особые P_s – сейсмическое, взрывное воздействие, воздействие от столкновения транспортных средств с частями сооружения, воздействия, обусловленные пожаром или деформациями основания, сопровождающимися коренным изменением структуры грунта.

Обратите внимание, что в этом расчете будут учтены только те виды воздействий, которые имеют принципиальное значение при расчете фундамента из винтовых свай

3.1. Постоянные нагрузки. Как рассчитать вес частей сооружения?

Для расчета веса строения достаточно знать удельный вес материалов, которые будут использованы при его строительстве и их предполагаемые объемы. Это не требует каких-то специальных знаний и навыков. Можно попробовать запросить нужные данные у поставщика стройматериалов.

Мы при выполнении расчетов будем использовать справочные данные с усредненными значениями удельного веса конструкций дома (стен, перекрытий, кровли), приведенные в таблице 1.

Таблица 1 — Справочные данные с усредненными значениями удельного веса конструкций дома: стен, перекрытий, кровли.

Удельный вес 1 м 2 стены

Каркасные стены толщиной 200 мм с утеплителем

Стены из бревен и бруса

Кирпичные стены толщиной 150 мм

Железобетон толщиной 150 мм

Удельный вес 1 м 2 перекрытий

Чердачное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м 3

Чердачное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 500 кг/м 3

Цокольное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м 3

Цокольное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 500 кг/м 3

Удельный вес 1 м 2 кровли

Кровля из листовой стали

Кровля из шифера

Кровля из гончарной черепицы

При самостоятельном выполнении расчетов стоит учитывать, что согласно п. 7.1 СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» расчетное значение нагрузки следует определять, как произведение ее нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке (γf) для веса строительных конструкций, соответствующий рассматриваемому предельному состоянию:

Таблица 2 — Таб. 8.2. СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия»

Конструкции сооружений и вид грунтов

Коэффициент надежности, γ_f

Бетонные (со средней плотностью свыше 1600 кг/м), железобетонные, каменные, армокаменные, деревянные

Бетонные (со средней плотностью 1600 кг/м, изоляционные, выравнивающие и отделочные слои (плиты, материалы в рулонах, засыпки, стяжки и т.п.), выполняемые:

в заводских условиях

на строительной площадке

В природном залегании

На строительной площадке

Выполним необходимые расчеты на примере каркасно-щитового дома с мансардой с размерами в плане 6х9 м.

Чтобы посчитать вес от стен дома необходимо вычислить их периметр. Периметр наружных стен + внутренние стены: Р=47 м, среднюю высоту стен примем h=4,5 м. Тогда вес от конструкции стен будет равен: Р х h х удельный вес материала стен.

47 м х 4,5 м х 70 кг/м 2 = 14 805 кг = 14,8 т.

Далее посчитаем вес крыши. Принимаем, что вес крыши (деревянная стропильная система с покрытием из металлочерепицы) равен 40 кг/ м 2 (суммарный вес металлочерепицы, обрешетки, стропилы). Тогда вес крыши будет равен: S крыши х удельный вес 1 м 2

92 м 2 х 40 кг/м 2 = 3 680 кг = 3,7 т.

Также необходимо посчитать вес от перекрытий. Принимаем, что вес деревянного пола вместе с утеплителем будет равен 100 кг/м 2 . Тогда вес от перекрытий будет равен: S перекрытия*удельный вес*количество.

54 м 2 х 0,1 т/м 2 х 2 = 10,8 т.

После того как выполнены все необходимые расчеты, полученный вес сооружения умножаем на коэффициент надежности, о котором мы говорили ранее (в расчете для каркасно-щитового дома коэффициент принимаем равным 1,1 – для деревянных конструкций):

29,3 т х 1,1 = 32,2 т

Таким образом, нагрузка от самого здания составит 32,2 т. Этот вес принят условно, без вычета дверных и оконных проемов.

голоса

Рейтинг статьи

Расчёт несущей способности фундамента

видов фундаментов

Ленточного железобетонного

ленточного фундаментаS>Yn*F/Yc*Ro

• S – опорная площадь фундамента (см2);
• F – совокупная нагрузка на фундамент дома;
• Yn – коэф. надежности (1.2);
• Yc – коэф. работы фундамента в грунте;
• Ro – расчетное сопротивление грунта.

Yc
Рис 1.7: Коэффициенты надежности при работе ленточных фундаментов в грунте

кирпичный дом7*7 м35 м190 тонн3.6 кг/см26,33 м2.35 м6,33/35 = 0,18 м63 333 * 3,6 = 227,99

На винтовых сваях

винтовых сваях190 тонн35м3,6 см/м2133 мм
Рис

1.8: Схема работы винтовых свай в грунте

Важно: минимальный шаг винтовых свай в фундаменте составляет 2 метра, при этом опоры должны обязательно размещаться в местах пересечения стен дома. Исходя из чего, максимально возможное количество свай в фундаменте под дом 7*7 м

может составлять 14 шт.

• Определяем опорную площадь одной сваи 133 мм., диаметр лопастей у которой составляет 30 см, по формуле “R2*3.14” – 15*15*3,14 = 706.5 см2;
• Рассчитываем несущую способность сваи по силе сопротивления суглинка: 706,5*3,6 = 2.55 тонн;
• Расчитываем общую несущую способность фундамента: 14*2,55 = 35,7 тонн.

каркасных

На железобетонных сваях

Железобетонные сваинесущей способностью
Рис. 1.9: Схема фундамента на железобетонных сваях

основания из ЖБ свайP = 10Rh*F+u*l*f>P

• Rh – сопротивление почвы под острием сваи;
• F – поперечное сечение сваи (м2);
• u – периметр поперечного сечения (м);
• l – глубина погружения сваи;
• f – сопротивление грунта боковым стенкам сваи.

Важно: расчеты свидетельствуют,  что одна железобетонная свая сечением 30*30 см, погруженная на глубину 9 м., может выдерживать нагрузку в 24.1 тонн. Учитывая количество свай в фундаменте (14) мы можем определить общую несущую способность основания: 14*24,1 = 337,4 тонн.

Критерии расчета количества свай

Калькуляция свайно-винтового фундамента осуществляется на основе двух ключевых критериев:

1. Общая нагрузка на фундамент — складывается из:
   • веса материалов здания — рассчитывается путем суммирования фактической массы несущих стен, перегородок, перекрытий, кровли, фасадной и внутренней отделки;
   • полезной нагрузки — вес располагаемых в доме вещей, а также масса проживающих людей. Согласно СНиП для жилых зданий берется усредненный показатель 150 кг/м2;
   • снеговой нагрузки — расчетная масса снега, скапливающегося на кровельном перекрытии. Берется тоже из СНиПа в зависимости от снегового района. Средний показатель – 180 кг/м2;
   • коэффициента запаса — число, на которое умножается общая нагрузка на фундамент. Обычно берется показатель 1,2.
2. Грузонесущая способность местного грунта — рассчитывается исходя из его состава, плотности и других характеристик, которые получаются путем геологической разведки.

Если такие мероприятия провести нет возможности, то берется усредненный показатель для сваи диаметром 108 мм, углубленной в грунт на 2,5 м. На каждую такую опору можно возлагать минимальную нагрузку от 2,5 тонн.

Кроме описанных критериев учитывается диапазон рекомендуемых ГОСТом расстояний между соседними винтовыми сваями – от 1,5 м до 3,0 м.

Алгоритм расчета на основе вышеописанных критериев будет следующим:

Расчет несущей способности сваи по грунту

Сваи широко применяют в строительстве. Они позволяют устраивать фундамент на неустойчивых почвах, ограждать котлованы, возводить подпорные стенки и укреплять грунт. Это экономичный, устойчивый вариант установки фундамента, применяемый практически в любых условиях.

В статье мы расскажем о видах свай, порядке и различных методах расчета фундамента.

Расчет свай начинается с выбора их типа.

По способу заглубления в грунт различают:

• Забивные сваи. Самый популярный вид. Погружаются в грунт путем забивки пневматическим молотом на рассчитанную глубину;
• Буронабивные сваи устанавливаются в самые короткие сроки. Сначала методом шнекового бурения разрабатывают скважину и уплотняют грунт вокруг нее. Потом одновременно с извлечением бура под давлением закачивают в скважину бетонную смесь. Сразу после этого в ней устанавливают армирующий каркас. Его изготавливают из металлических стержней на заводе или строительной площадке;
• Вибропогружаемые опускаются в толщу пород под действием собственного веса. Специальная установка передает вибрацию через сваю на грунт, за счет этого уменьшается сила трения между конструкцией и частицами почвы и свая постепенно погружаются в породу. Метод применяется на площадках с песчаным или насыщенным влагой грунтом;
• Винтовые конструкции имеют лопасти на концах, благодаря им конструкция погружается в землю. Хорошо работают на неустойчивых грунтах и плывунах при наличии недалеко от поверхности прочной породы. При монтаже не издают шума, не повреждают почву, могут устанавливаться на площадках с плотной застройкой. Монтаж осуществляется вручную или с применением легкой техники;
• Вдавливаемые устанавливаются без сильных толчков и вибраций, создают минимальную нагрузку на почву и фундаменты расположенных вблизи сооружений. Подходят для строительства крупных объектов в местах с плотной застройкой и вблизи зданий с неустойчивыми или старыми фундаментами.