Расчет осадки свайного фундамента – Допустимая осадка сваи. Расчет осадки свайного фундамента – нормативные документы, требования, формулы

Содержание

Расчет осадки свайного фундамента

Осадка свайного фундамента определяется одним из методов ме­ханики грунтов как для условного фундамента на естественном осно­вании. Границы условного фундамента определяются следующим об­разом (рис. 3.2):

— сверху — поверхностью планировки грунта;

— снизу — плоскостью на уровне нижних концов свай;

— с боков — вертикальными плоскостями, отстоящими от наруж­ных граней крайних свай на величину .

Величина определяется как средневзвешенное значение уг­ла внутреннего трения грунтов, прорезаемых сваями

, (3.13)

где и — соответственно углы внутреннего трения (для рас­четов по второму предельному состоянию) и толщины слоев грунта, пройденных сваями от подошвы ростверка.

В собственный вес условного фундамента при определении осадки включаются вес свай NCB и ростверка

,а также вес грунта в объеме условного фундамента.

Размеры подошвы условного фундамента определяют по выра­жениям

(3.14)

(3.15)

где b, а — размеры в пределах внешних граней крайних свай, м;

l — глубина погружения сваи в грунт от низа ростверка, м.

Определяется площадь подошвы условного фундамента

Ау=bу ау , (3.16)

18

Производится проверка условия

, (3.17)

где -расчетная нагрузка по обрезу фундамента, кН;

— вес ростверка и свай;

вес грунта в пределах условного фундамента АВСД;

— расчетное сопротивление грунта на уровне подошвы ус­ловного фундамента АВСД, определяемого по формуле СНиП 5.01.-01- 2002 [3, с.50] для размеров

.

Если условие (3.17) не соблюдается, то можно увеличить расстояние между сваями или применить сваи большей длины.

Рис. 3.2 — Схема к расчету осадки свайного фундамента

19

4. Расчет фундамента с применением пэвм

Для второго сечения, указанного в задании, также необхо­димо определить размеры подошвы фундамента. Это можно осуществить по методике, изложенной в п.2.3, либо расчетом с использованием ПЭВМ.

На ПЭВМ расчеты можно выполнить используя программные продукты «Фундамент 10.1» либо «Мономах 4».

Пример результатов расчета

с использованием программы «Фундамент 10.1».

Тип фундамента:

Cтолбчатый на естественном основании

1. — Исходные данные:

Тип грунта в основании фундамента:

Пылевато-глинистые, крупнообломочные с пылевато-глинистым заполнителем 0.25&ltIL&lt0.5

Тип расчёта:

Проверить заданный

Способ расчёта:

Расчёт основания по деформациям

Способ определения характеристик грунта:

Фиксированное R

Конструктивная схема здания:

Жёсткая при 2.5<(L/H)&lt4

Наличие подвала:

Нет

Исходные данные для расчёта:

Расчётное сопротивление грунта основания 40 тс/м2

20

Высота фундамента (H) 2.7 м

Размеры подошвы фундамента: b= 1.8 м, a= 2.2 м

Глубина заложения фундамента от уровня планировки (без подвала) (d) 2.3 м

Усреднённый коэффициент надёжности по нагрузке 1.15

Расчетные нагрузки на фундамент:

Наименование

Величина

Ед. измерения

Примечания

N

124.7

тс

My

3

тс*м

Qx

6.3

тс

Mx

0

тс*м

Qy

0

тс

q

0

тс/м2

на грунт

Расчет свайного фундамента СП, допустимая осадка сваи

  • Монтаж фундамента
    • Выбор типа
    • Из блоков
    • Ленточный
    • Плитный
    • Свайный
    • Столбчатый
  • Устройство
    • Армирование
    • Гидроизоляция
    • После установки
    • Ремонт
    • Смеси и материалы
    • Устройство
    • Устройство опалубки
    • Утепление
  • Цоколь
    • Какой выбрать
    • Отделка
    • Устройство
  • Сваи
    • Виды
    • Инструмент
    • Работы
    • Устройство
  • Расчет

Поиск

Портал о фундаментах Портал о фундаментахФундаменты от А до Я.
  • Монтаж фундамента
    • ВсеВыбор типаИз блоковЛенточныйПлитныйСвайныйСтолбчатый

      Фундамент под металлообрабатывающий станок

      Устройство фундамента из блоков ФБС

      Заливка фундамента под дом

      Характеристики ленточного фундамента

  • Устройство
    • ВсеАрмированиеГидроизоляцияПосле установкиРемонтСмеси и материалыУстройствоУстройство опалубкиУтепление

      Устранение трещин в стенах фундамента

      Как армировать ростверк

      Необходимость устройства опалубки

      Как сделать гидроизоляцию цоколя

  • Цоколь
    • ВсеКакой выбратьОтделкаУстройство

      Отделка фундамента камнем

      Выбор цокольной плитки для фасада

      Что такое цоколь

      Как закрыть винтовые сваи

  • Сваи

Технологический расчет нагрузки и осадки свайного фундамента: способы, формулы, пример расчета

Если вы решили строить дом на винтовых сваях, очень важно, чтобы такое основание было прочным. Это гарантирует безопасность постройки и отсутствие расходов на дорогостоящий ремонт на протяжении нескольких ближайших десятков лет. Поэтому необходимо правильно

рассчитать максимальную нагрузку и возможную осадку свайного фундамента, для чего используют специальные методики и формулы.

Содержание статьи

Расчет нагрузки на почву и несущие способности различных типов почв

Допустимая нагрузка на основание выражается в цифровых значениях, которые наглядно показывают несущие способности фундамента. Их получают в результате точных расчетов, проведенных на основании геологических исследований, позволяющих выявить степень рыхлости почвы и содержание в ней влаги. Именно от этих характеристик зачастую зависит выбор материалов для свайного фундамента, его размер и площадь устанавливаемых опор.

Чтобы правильно рассчитать нагрузку на основание, необходимо учесть следующие факторы:

  • вес строения;
  • предполагающиеся дополнительные нагрузки, которые увеличат его массу в процессе эксплуатации;
  • давление ветряных потоков на здание;
  • нагрузку на крышу строения в зимнее время, связанную с выпадением снега.

Общую массу постройки вычисляют на основании данных о массе стропильной системы и кровельных материалов, дверей, окон, сантехнического оборудования, элементов декора и крепежей, а также количества человек, которые будут жить в доме.

Однако иногда несущая способность почвы может быть меньше, чем теоретическая нагрузка, которую способен выдержать свайный фундамент. Поэтому очень важно учесть этот фактор. Несущая способность грунтов определяется их типом, плотностью и уровнем залегания подземных вод – очень важным показателем, поскольку грузонесущая способность почвенного слоя может отличаться в несколько раз для сухого и влажного грунта.

Максимально подробный цикл статей о выборе вида фундамента под тип и особенности грунта Вы найдете в данной категории. Строго рекомендуется к прочтению!

Если плотность почвы небольшая, это означает, что в ней очень много пустот и пор, заполненным водой или воздухом. При превышении максимально допустимой нагрузки на такой грунт, произойдет его уплотнение и усадка, прямым следствием чего явится деформация и постепенное разрушение основания. На таком участке следует рассчитать степень заглубления свайного фундамента, чтобы он опирался на глубинные несжимаемые слои почвы.

Перед монтажом основания и проведением необходимых расчетов необходимо обязательно провести тщательные геологические изыскания. Для этого из почвы с помощью бура берут образцы почвы в нескольких местах участка из слоев, расположенных через каждые 30-40 см вплоть до уровня промерзания грунта.

Учет несущей способности почвы

Особенности грунтов выглядят следующим образом:

  1. Глинистая почва, которая имеет желтоватый или темно-коричневатый оттенок. Сухая глина способна выдерживать значительные нагрузки, однако этот тип грунта склонен к пучению и при высокой влажности обладает повышенной пластичность. Несущая способность глины в сухом виде составляет 6, а во влажном виде – 1-3 кг/см
    2
    .
  2. Гравелистый песок, состоящий из обломочных пород, включающих гравийные частицы размером до 0,5 см. Его несущая способность оценивается в 5 кг/см2.
  3. Суглинок, на треть состоящий из глины, а также из мелких фракций песка. Несущие способности таких грунтов минимальны, поскольку дают осадку, а наличие в их составе большого количества пылевых частиц обуславливает склонность к пучению. Грузонесущая способность такой почвы колеблется в зависимости от влажности от 1 до 3 кг/см2.
  4. Крупный песок, частицы которого по размеру напоминают просяные зерна. Его несущая способность не зависит от содержания влаги в почве и всегда равна 4-5 кг/см2.
  5. Средний песок – размер его частиц не превышает 1 мм, а грузонесущая способность определяется концентрацией влаги в почве и колеблется от 1 до 5 кг/см2.
  6. Пылеватый песок. Такой грунт по структуре немного напоминает обычную пыль благодаря минимальному размеру частиц, входящих в его состав. Сухая почва способна выдерживать нагрузки до 3, а влажная – не более 1 кг/см2.
  7. Супесь – смесь, обладающая небольшой пластичностью и имеющая желтоватый или оранжевый оттенок. Такая почва характеризуется повышенной рассыпчатостью, даже будучи смоченной, поэтому несущая способность составляет в сухом виде 3, а во влажном виде – 0,7–2 кг/см2.

Во избежание серьезных проблем расчет нагрузки на свайный фундамент проводят, исходя из среднестатистического значения несущей способности грунта любого типа в сухом виде, которое принимают равным 2 кг/см2. Также обязательно определяют уровень залегания подземных вод. Если в отверстиях, выкопанных в земле для сбора сведений о почве, скапливается вода, необходимо замерить ее уровень.

При расчетах также не забудьте учесть длину и ширину свайно-винтового фундамента, а также степень его заглубленности.

Как проводятся расчеты нагрузки на свайный фундамент?

Чтобы приблизительно рассчитать нагрузку, которую способен выдержать свайно-винтовой фундамент без разрушения, необходимо произвести следующие расчеты:

  1. Площадь стен, перекрытий, кровли и других элементов конструкции умножают на плотность строительных материалов, из которых они выполнены.
  2. Снеговую нагрузку на кровлю определяют, умножив площадь крыши на среднестатистическую массу квадратного метра снежного покрова, являющуюся нормативной для данной местности.
  3. Учитывают эксплуатационные нагрузки (их рассчитывают, исходя из показателя 100 кг на квадратный метр перекрытий строения).
  4. Определяют вес самого основания, перемножив его объем с плотностью стройматериалов, из которых он изготовлен.
  5. Все вышеперечисленные нагрузки складывают и умножают их на обязательный коэффициент надежности (часто равен 1,2).
  6. Определяют площадь опоры одного свайного изделия, используя формулу r2*3,14, где r является радиусом сваи. Затем вычисляется общая опорная площадь фундамента: полученную величину умножают на общее число свай.
  7. Рассчитывают практическую нагрузку на 1 см2 почвы, разделив общий вес строения на опорную площадь основания.
  8. Получившуюся величину сравнивают с предельной нагрузкой на данный тип почвы согласно стандартам.

Очень важно подобрать сваи, длина которых и прочностные характеристики будут соответствовать конкретному типу почвы.

Как рассчитать нагрузку на фундамент в зависимости от типа материала для строительства?

То, сколько простоит без ремонта свайный фундамент, зависит и от того, какие материалы используются при строительстве. Для этого рекомендуется точно рассчитать вес строения, который будет постоянно давить на фундамент. Необходимо обратиться к справочным сведениям, в которых приведен удельный вес квадратного метра стены, перекрытий и крыши, и рассчитать общую массу здания. Затем рассчитывают общую площадь стен, кровли и перекрытий в квадратных метрах и умножают на нормативные величины, которые определяются типом материала для строительства.

Например, вы планируете построить двухэтажный дом размером 5х5 с высотой этажа 2 м и одной внутренней стеной. Длина наружных стен одного этажа будет равна (5+5)*2=20 м, к которой прибавляют длину внутренней стены, составляющую 5 м, то есть сумма составит 25 м. На двух этажах общая протяженность стен окажется равна 50 м, а их площадь – 50*2 м (высота этажа) = 100 м2.

Площадь чердачного перекрытия равна 5 м*5 м = 25 м2. Крыша несколько выступает за пределы строения, поэтому ее площадь рассчитываем как 6*6 м = 36 м2.

Если дом каркасный, удельный вес его стен в среднем равен согласно справочнику 40 кг/м2. Умножив эту величину, на общую площадь наружных и внутренних стен (в нашем случае 100 м2), получаем величину в 4000 кг. Точно так же рассчитываем предельно возможную в данном случае массу перекрытий и кровли, а затем все суммируем.

Осадка свайного фундамента

Избежать осадки основания на сваях, как и любого другого фундамента, крайне сложно. Это естественный процесс, связанный с продольными сжатиями почвы, а также горизонтальными сдвигами грунтов.

Если при строительстве были допущены оплошности и степень осадки больше допустимой, капитального ремонта основания просто не избежать.

Факторы, которые влияют на осадку фундамента, — это конструкция самой постройки и состав самой почвы. Хотя свайные основания отличаются повышенной стабильностью в любых грунтах, при повышенном содержании глины в них они становятся более пластичными и подвижными. Поэтому в этом случае необходимо тщательно рассчитывать длину свай.

На осадку фундамента влияет масса и размеры несущих стен и внутренних перегородок, наличие арок и т. д. Поэтому она может быть неравномерной с различных сторон строения, но тщательный подбор винтовых свай в соответствии с необходимой в каждом случае несущей способностью позволит избежать проседания конструкции.

При определении осадки считается, что нагрузка равномерно распределена по всему периметру основания, который считают монолитным блоком. Верхняя граница такого условного монолита проходит по оголовкам свайных изделий, нижняя – сквозь их наконечники, а боковые – по крайним рядам винтовых свай. Составленный таким образом разрез фундамента позволяет начертить график уплотняющих напряжений, которые способны выдержать слои грунта.

Допустимые осадки свайно-винтового фундамента приводятся в СНиП 2.02.1-83   и они определяются типом постройки:

  • для панельных и блочных бескаркасных домов осадка максимальная осадка не должна превышать 10 см;
  • для сооружений со стальным каркасом допускается максимальная осадка 12 см;
  • для зданий из железобетона значение предельно допустимой осадки равно 8 см и т.д.

Расчет осадки методом послойного суммирования

Чаще всего осадку фундамента рассчитывают методом послойного суммирования. Он предполагает определение осадки отдельных слоев грунта, на которые давит фундамент.

Для этого используют формулу Si = h*m*P, где h – толщина слоя почвы, m – коэффициент сжимаемости почвы, который определяют в результате компрессионных экспериментов, P – среднестатистическое уплотняющее давление для каждого слоя. Затем полученные величины для каждого слоя Si складывают и получают общее значение осадки.

Более подробный алгоритм расчета по методу послойного суммирования выглядит таким образом (рисунок ):

  1. Строят эпюру (график) Pzp, на которую наносят дополнительные напряжения (уплотняющие давления) на фундамент.
  2. Строят график природных давлений Pϫz, предварительно разделив чертеж графика на слои, при этом hi должно быть меньше 0,4b.
  3. Определяют осадку Si отдельных слоев почвы, складывают эти величины и получают окончательную осадку фундамента по формулам:

Si = hi*mvi*Pzi, S = ΣSi.

Величина mvi вычисляется в соответствии с данными компрессионных испытаний, а Pzi – по соответствующей эпюре как среднестатистическое дополнительное давление в i-м слое почвы.

Если мы знаем модуль общей деформации каждого слоя почвы E0i, то осадку можно рассчитать по формуле S = Σhi*β/ E0i*Pzi, где коэффициент β согласно СНиП равен 0,8.

При использовании этого метода предусмотрена линейная зависимость между деформациями и напряжениями. Слои рассматривают непосредственно под центром фундамента, исходя из графика максимальных уплотняющих давлений. При построении зависимости Pzp не учитывается слоистость напластований, боковые расширения почвы, а напряжения принимаются во внимание только по вертикали. Выбираем уровень глубины, ниже которого деформации грунта по нашему предположению отсутствуют, исходя из соотношения Pzp меньше или равно 0,2Pϫz (при E0i больше 5 МПа). При этой характеристике меньше 5 МПа Pzp меньше или равно 0,1Pϫz.

Пример расчета свайного поля

Чтобы правильно рассчитать количество необходимых свай для строительства двухэтажного дома размером 6х12 из бруса размером 200х200, необходимо провести следующие расчеты:

  1. Если для строительства необходимо 51,9 м3 бруса, масса одного кубометра которого составляет 800 кг, получаем общий вес бруса: 51,9*800 = 41520 кг.
  2. Нагрузка, которая приходится от одного этажа строения на фундамент (при расчетной полезной нагрузке, зависящей от количества проживающих в доме людей, составляет по нормативам 150 кг/м2), составляет: 6*12*150 = 10800 кг. В случае двухэтажного дома эту нагрузку увеличивают вдвое и получают 21600 кг.
  3. Примерная снеговая нагрузка (при значении норматива 180 кг/м2) составит 6*12*180 = 12960 кг.
  4. Складываем все массы: 41520 + 21600 + 12960 = 83 680 кг.
  5. Если предельная допустимая нагрузка на сваю составляет 2500 кг, делим 83680 кг на 2500 кг и получаем необходимое количество свай – 34 штуки.

Расчет нагрузки и осадки свайно-винтового фундамента не требует специализированных инженерных знаний и доступен любому владельцу дома, который хочет сэкономить на услугах специализированных проектировочных фирм.

Вконтакте

Facebook

Twitter

LiveJournal

Одноклассники

Мой мир

Метод послойного суммирования Загрузка…

Расчет осадок, кренов и горизонтальных перемещений свай и свайных фундаментов

8.18 Расчет осадки и крена свайного фундамента следует производить в соответствии с пп.8.19-8.33, а горизонтальных перемещений — в соответствии с п.8.34 и приложением К.

8.19 Расчет осадок свайных фундаментов (из отдельных свай, кустов свай) следует производить исходя из условия

ssи, (8.8)

где s — совместная деформация сваи, свайного фундамента и сооружения, определяемая расчетом;

sи — предельное значение средней осадки фундамента здания или сооружения, принимаемое по указаниям СНиП 2.02.01.

8.20 Осадку s1, м, одиночной висячей сваи определяют на основе решения, полученного численными методами, по формуле

, (8.9)

где P — расчетное значение нагрузки на сваю, кН;

IS — коэффициент осадки, зависящий от отношения l/d длины сваи к ее диаметру (или стороне квадратной сваи) и от относительной жесткости сваи  = Ep / ESL, где Ep — модуль упругости материала сваи;

ESL — модуль деформации грунта, который в рассматриваемом решении следует определять на уровне подошвы сваи, если ниже подошвы сваи нет слабых грунтов, кПа;

d — диаметр или сторона квадратной сваи, м.

8.21 Коэффициент осадки в формуле (8.9) для сваи, принимаемой несжимаемой, определяют по формуле

. (8.10)

Значения коэффициента IS для сжимаемой сваи принимаются по табл.8.4.

Таблица 8.4

l/d

Значения IS при , равном

100

1000

10000

10

0,19

0,16

0,15

25

0,18

0,10

0,08

50

0,17

0,06

0,05

Примечание. Для промежуточных значений l/d и  значения IS определяются по интерполяции.

8.22 При расчете осадки сваи значение модуля деформации грунта ESL определяется по результатам полевых испытаний грунтов сваей при применении на объекте более 100 свай.

При использовании результатов статического зондирования для расчета осадки принимаются значения модуля деформации ESL грунта в зависимости от сопротивления зондированию qc:

— в песках — ESL = 6 qc;

— в глинистых грунтах при расчете буровых свай — ESL = 10 qc;

— в глинистых грунтах при расчете забивных свай — ESL = 12 qc.

8.23 Осадка куста свай при расстояниях между сваями (3-4)d определяется как осадка условного массивного фундамента на естественном основании согласно требованиям раздела 6 СНиП 2.02.03.

При расстояниях между сваями в кусте до 7d, при однородных или улучшающихся с глубиной грунтах основания расчет осадки куста свай выполняется по методике, учитывающей взаимовлияние свай в кусте (пп.8.24-8.27).

8.24 Осадка куста свай sG определяется по формуле

sG = s1RS, (8.11)

где s1 — осадка одиночной сваи при принятой на нее нагрузке, определяемая по формуле (8.9), при этом нагрузка P принимается равной средней нагрузке на сваю в кусте;

RS — коэффициент увеличения осадки (п.8.25).

8.25 При использовании осадки одиночной сваи для проектирования свайных кустов и полей, следует учитывать, что осадка группы свай в результате их взаимодействия в свайном фундаменте увеличивается, что учитывается коэффициентом увеличения осадки RS (табл.8.5).

Таблица 8.5

Число свай n

Значения коэффициента RS

l/d = 10; = 100

l/d = 25; = 1000

l/d = 50; = 10000

a/d

a/d

a/d

3

5

7

10

3

5

7

10

3

5

7

10

4

1,40

1,30

1,20

1,10

2,45

2,00

1,80

1,70

2,75

2,25

2,00

1,80

9

2,25

2,00

1,90

1,80

3,90

3,25

2,90

2,65

4,35

3,55

3,15

2,85

16

2,85

2,50

2,35

2,25

4,90

4,10

3,65

3,30

5,50

4,50

4,00

3,60

25

3,30

3,00

2,75

2,60

5,60

4,75

4,25

3,90

6,50

5,25

4,70

4,25

36

3,70

3,30

3,10

2,90

6,40

5,35

4,80

4,30

7,20

5,85

5,25

4,70

49

4,00

3,55

3,30

3,15

6,90

5,75

5,10

4,70

7,75

6,35

5,60

5,10

100

4,70

4,20

4,00

3,70

8,20

6,80

6,10

5,50

9,20

7,50

6,70

6,00

196

5,40

4,80

4,50

4,25

9,35

7,75

7,00

6,35

10,50

8,60

7,65

6,90

400

6,15

5,50

5,10

4,85

10,60

8,85

7,90

7,20

12,00

9,80

8,70

7,80

1000

7,05

6,30

6,00

5,55

12,30

10,00

9,15

8,25

13,80

11,25

10,05

9,00

Примечание. В каждом столбце при других значениях n коэффициент RS определяется по формуле

RS (n) = 0,5 RS (100) lgn

Таблица 8.5 составлена для групп свай квадратной формы (см. графу 1 таблицы). Для групп свай прямоугольной формы следует руководствоваться тем, что они имеют одинаковую эффективность с квадратными группами при одинаковом расстоянии между сваями. Для прямоугольного фундамента значения RS принимаются при числе свай n (графа 1), равном квадрату намечаемого количества свай на короткой стороне фундамента.

8.26 Таблица 8.5 справедлива для свай, объединенных жестким ростверком, расположенным над поверхностью грунта или на слое относительно слабых поверхностных грунтов, когда ростверк практически не влияет на осадку группы свай.

При низком ростверке со сваями под отдельные колонны (кусты свай), не связанные общей плитой, значения RS в табл.8.5 могут быть уменьшены за счет работы ростверка, расположенного на грунте, в зависимости от отношения расстояния a между осями свай к их диаметру d:

при a/d = 3 — на 10%;

при a/d = 5-10 — на 15%.

8.27 Проверка расчетного сопротивления грунта основания подошвы свайного ростверка производится по указаниям СНиП 2.02.01.

8.28 Метод расчета осадки комбинированного свайно-плитного фундамента (КСП фундамента) приведен в приложении И.

8.29 Если под нижними концами свай залегают грунты с модулем деформации Esb  20 МПа и доля временной нагрузки не превышает 40% общей нагрузки, осадку КСП фундамента допускается определять по формуле

s = 0,12 pB / Esb, (8.12)

где p — среднее давление на уровне подошвы плитного ростверка;

Esb — средневзвешенный модуль деформации сжимаемой толщи грунта под нижними концами свай, равной ширине ростверка B.

8.30 Проверка расчетного сопротивления грунта основания подошвы свайного ростверка производится по формуле (7) СНиП 2.02.01 на часть нагрузки, приходящейся по расчету на плиту, считая нагрузку равномерно распределенной по жесткому ростверку.

8.31 Выполненные расчеты осадки кустов свай и КСП фундаментов должны быть сопоставлены с расчетом их осадки как условного фундамента на естественном основании в соответствии со СНиП 2.02.03.

8.32 Крен прямоугольного свайного фундамента следует определять по формуле

, (8.13)

где i0 — безразмерный коэффициент, устанавливаемый по табл.8.6 в зависимости от 2h/L, где h — глубина погружения свай, и от отношения L/b;

v — коэффициент Пуассона;

M — расчетный момент, действующий на фундамент;

f — коэффициент надежности по нагрузке;

E — модуль деформации грунта в основании свай;

L и b — длина и ширина фундамента;

8.33 Крен круглого фундамента следует определять по формуле

, (8.14)

где i0 определяется по табл.8.7 в зависимости от отношения h/r, (r — радиус фундамента).

8.34 При расчете горизонтальных перемещений свай следует руководствоваться приложением 1 СНиП 2.02.03.

Для объектов II и III уровня ответственности расчет горизонтальных перемещений куста свай при жестко заделанных в ростверк сваях допускается выполнять по методу, приведенному в приложении К.

Таблица 8.6

Значения 2h/L

Значения i0 при L/b, равном

0,5

2,4

5

0,5

0,37

0,36

0,28

1

0,32

0,30

0,25

3

0,30

0,22

0,18

Таблица 8.7

h/r

0,5

1,0

2,0

5,0

i0

0,36

0,26

0,23

0,23

Примечание. В таблицах 8.6 и 8.7 значения i0 для промежуточных значений h/L, L/b и h/r принимаются по интерполяции.

3.3 Определение осадки свайного фундамента

Осадку вычисляем методом послойного суммирования. Суммарная осадка не должна превышать предельно допустимых деформаций основания, которые составляют для данного вида сооружения 8 см.

Строим эпюру распределения вертикальных напряжений от собственного веса в пределах глубины (4-6)b=(4-6)0,9=3,6-5,4м ниже подошвы. Толщу грунта ниже подошвы фундамента разбиваем на слои:

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта определим по формуле:

σzq=Σγi (44)

— по подошве первого слоя:

σzq1 = 16,93,4=57,46кПа 0,2σzq1 = 11,49 кПа

— по подошве уровня грунтовых вод:

σzq2= 57,46+17,20,9=72,94 кПа 0,2σzq2 = 14,59 кПа

— по подошве второго слоя:

σzq3=72,94+7,9510,2=154,03 кПа 0,2σzq3 = 30,81 кПа

— по подошве третьего слоя на границе водоупора:

σzq4 = 154,03+10,78∙1,1=165,89 кПа 0,2σzq4 = 33,18 кПа

σzq4.1= 165,89+10∙11,3=278,89кПа 0,2σzq41 = 55,78 кПа

-по подошве условного фундамента:

σzq0= 278,89+19,5∙1=298,39кПа 0,2σzq0 = 59,68кПа

— по подошве четвертого слоя:

σzq5= 298,39+19,5∙3,4=364,69кПа 0,2σzq5 = 72,94кПа

Расчёты сведены в таблицу 4.

Определяем дополнительное (к природному) вертикальное напряжение в грунте под подошвой фундамента:

σzр0 = Рср— σzq0 = 522,07 —298,39 =223,68 кПа (45)

Далее строим эпюру распределения дополнительных (к боковому) вертикальных напряжений в грунте по формуле , σzр =α∙Р0, где  определяем в зависимости от Чтобы избежать интерполяции зададимсяz = hi.

Осадку определим по формуле(46) в пределах сжимаемой толщи, т.е. до точки пересечения эпюр Zpi =0,2Zqi.

; (46)

Эпюры Zqi , 0,2Zqi и Zpi показаны в графической части.

Таблица 4 – К расчету осадки свайного фундамента под стакан

Наименование

Грунта

Еi ,

МПа

Толщина пласта

грунта, м

i или

sbi,

кН/м3

Z0,

кПа

0,2Zq,

кПа

hi,

м

Zi,

м

=2Z

b

b=

2,4м

Zp,

кПа

Si ,

м

Суглинок

полутвердый

18,5

4,4

19,5

298,39

59,68

0

0

0

1

223,68

305,41

61,08

0,36

0,36

0,8

0,881

197,06

0,0033

312,43

62,49

0,36

0,72

1,6

0,642

143,60

0,0026

319,45

63,89

0,36

1,08

2,4

0,477

106,69

0,0019

326,47

65,29

0,36

1,44

3,2

0,374

83,66

0,0015

333,49

66,70

0,36

1,8

4,0

0,306

68,45

0,0012

340,51

68,10

0,36

2,16

4,8

0,258

57,71

0,0009

Суммируем осадку в пределах сжимаемой толщи Hl=2,00м.

Si=0, 0033+0,0026+0,0019+0,0015+0,0012+0,0009=0,0114=1,14 см

Su=8см.

Следовательно, основное условие расчета по 2-ой группе предельных состояний виполняется.

Расчет осадки свайного фундамента

Осадка свайного фундамента определяется одним из методов ме­ханики грунтов как для условного фундамента на естественном осно­вании. Границы условного фундамента определяются следующим об­разом (рис. 3.2):

— сверху — поверхностью планировки грунта;

— снизу — плоскостью на уровне нижних концов свай;

— с боков — вертикальными плоскостями, отстоящими от наруж­ных граней крайних свай на величину .

Величина определяется как средневзвешенное значение уг­ла внутреннего трения грунтов, прорезаемых сваями

, (3.13)

где и — соответственно углы внутреннего трения (для рас­четов по второму предельному состоянию) и толщины слоев грунта, пройденных сваями от подошвы ростверка.

В собственный вес условного фундамента при определении осадки включаются вес свай NCB и ростверка ,а также вес грунта в объеме условного фундамента.

Размеры подошвы условного фундамента определяют по выра­жениям

(3.14)

(3.15)

где b, а — размеры в пределах внешних граней крайних свай, м;

l — глубина погружения сваи в грунт от низа ростверка, м.

Определяется площадь подошвы условного фундамента

Ау=bу ау , (3.16)

18

Производится проверка условия

, (3.17)

где -расчетная нагрузка по обрезу фундамента, кН;

— вес ростверка и свай;

вес грунта в пределах условного фундамента АВСД;

— расчетное сопротивление грунта на уровне подошвы ус­ловного фундамента АВСД, определяемого по формуле СНиП 5.01.-01- 2002 [3, с.50] для размеров .

Если условие (3.17) не соблюдается, то можно увеличить расстояние между сваями или применить сваи большей длины.

Рис. 3.2 — Схема к расчету осадки свайного фундамента

19

4. Расчет фундамента с применением пэвм

Для второго сечения, указанного в задании, также необхо­димо определить размеры подошвы фундамента. Это можно осуществить по методике, изложенной в п.2.3, либо расчетом с использованием ПЭВМ.

На ПЭВМ расчеты можно выполнить используя программные продукты «Фундамент 10.1» либо «Мономах 4».

Пример результатов расчета

с использованием программы «Фундамент 10.1».

Тип фундамента:

Cтолбчатый на естественном основании

1. — Исходные данные:

Тип грунта в основании фундамента:

Пылевато-глинистые, крупнообломочные с пылевато-глинистым заполнителем 0.25&ltIL&lt0.5

Тип расчёта:

Проверить заданный

Способ расчёта:

Расчёт основания по деформациям

Способ определения характеристик грунта:

Фиксированное R

Конструктивная схема здания:

Жёсткая при 2.5<(L/H)&lt4

Наличие подвала:

Нет

Исходные данные для расчёта:

Расчётное сопротивление грунта основания 40 тс/м2

20

Высота фундамента (H) 2.7 м

Размеры подошвы фундамента: b= 1.8 м, a= 2.2 м

Глубина заложения фундамента от уровня планировки (без подвала) (d) 2.3 м

Усреднённый коэффициент надёжности по нагрузке 1.15

Расчетные нагрузки на фундамент:

Наименование

Величина

Ед. измерения

Примечания

N

124.7

тс

My

3

тс*м

Qx

6.3

тс

Mx

0

тс*м

Qy

0

тс

q

0

тс/м2

на грунт

Определение осадки свайного фундамента, расчет осадки свайного фундамента

Определение осадки фундамента или отличительные качества свайного фундамента перед осадкой обычных фундаментов.Сжатие грунта, а также процесс смещения относительно поверхности почвы – осадка фундамента. Она является естественным процессом, который, в свою очередь, требует четкого контроля за ходом происходящей осадки. Если были допущены оплошности и нормы осадки превышают допустимые, то в дальнейшем возникнут непредвиденные необходимости в проведении капитальных ремонтов. 

Сколько по времени должен отстояться фундамент – вопрос, который требует обоснования со стороны ведения дальнейших технологических процессов. Время, отведенное на отстаивание фундамента, напрямую зависит от конструкции возводимого здания и состава грунта. 

Состав грунта – фактор, который в первую очередь влияет на степень осадки фундамента любого строения. Если речи идет об использовании свайного фундамента, то возможность возникновения осадки ничтожно мала, даже при возведении такого фундамента на дисперсных грунтах (несвязанные грунты).

Такие грунты не задерживают влагу за счет наличия минеральных зерен разных размеров, в результате чего имеют повышенный уровень сыпучести. Использование винтовых свай для формирования полноценного фундамента на таком грунте, позволит создать фундамент на винтовых сваях за 1 день. 

Каждая ввинченная винтовая свая уплотняет грунт вокруг своего основания, что стает первоначальным этапом сжатия грунта еще до воздействия массы самого сооружения. Скалистые грунты являются самой стабильной почвой для строительства жилых, а также промышленных объектов. Монолиты таких грунтов позволяют прибегать к использованию любого типа фундамента, без риска осадки фундамента. 

Неблагоприятные типы грунта

 

     Самый «неблагоприятный» тип грунта – грунт с повышенным содержанием глины. Такой грунт, за счет наличия глины, хорошо абсорбирует воду и теряет свойства стабильности. Впитывающие свойства делают его подвижным и пластичным, что, в свою очередь, незамедлительно приведет к осадке, например ленточного фундамента. Если территория идеально подходит для строительства объекта, но состав грунта приведет к ускоренным темпам осадки, необходимо воспользоваться технологическими особенностями, которые готовы предоставить винтовые сваи.

Минимум земляных работ и естественное уплотнение глинистой почвы повысят срок службы возведенного строения, а также свайного фундамента в целом. После проведения анализа грунта и определения глубины залежей глины, рассчитывается длина каждой из винтовых свай. Если допущена ошибка и винтовая свая нестабильна, необходимо воспользоваться методом наращивания. Это далеко не все преимущества свайно-винтового фундамента, которые, в свою очередь, обезопасят фундамент от осадки или, в крайнем случае, от неравномерной осадки частей фундамента. 

Особенности конструкции сооружения 

Именно методы, а также их непосредственная реализация в конструкции сооружений влияют на осадку любого типа фундамента. Вес и размер перегородок, несущее стены, арочные проемы – части конструкции сооружения, которые имеют прямое влияние на осадку фундамента. Например, если противоположные стены имеют разный вес (одна состоит из арочной конструкции, а противоположная – глухая), то и осадка может быть неравномерной. 

Использование свайно-винтового фундамента, а именно регулировка несущей способности каждой из свай, поможет удерживать отдельные части возведенной конструкции на необходимом уровне, что в результате обезопасит фундамент от неравномерной осадки. 

Процесс строительства как фактор, приводящий к осадке фундамента 

Процесс строительства – сложный технологический процесс, которые требует соблюдения норм и правил в строительной отрасли. Уровень осадки фундамента также зависит от временных рамок, в которые заключены возведение отдельных частей здания. Результатом частичного или постепенного строительства является разная осадка частей здания. Использование более легких строительных материалов – возможность равномерного соотношения частей строения. 

Свайно-винтовой фундамент, не зависимо от времени ввинчивания свай, позволяет использовать аналогичные строительные материалы, без потери несущей способности отдельной части фундамента. Как результат – отсутствие критических показателей осадки здания. 

Определение осадки фундамента 

В непосредственном определении осадки фундамента берет участие один из основных способов, а именно:

  • определение конечной осадки (метод вычисления полной осадки здания), данный метод подразумевает суммирование количества осадок каждого из отдельных слоев; 
  • определение степени деформации для каждого из осадочных слоев; 
  • анализ толщины грунта и активной зоны воздействия осадки;
  • исключение из выборки тех деформаций, которые происходят ниже заданной глубины; 
  • возможность определения любых осадок.

Заказать установку винтовых свай в компании ГлавФундамент вы можете в ближайшем от Вас представительстве.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *