Расчет буронабивных свай пример расчёта несущей способности
В силу некоторых особенностей земельных участков (проблемная структура грунта, наличие уклона или плотность возведения сооружений) при строительстве не всегда есть возможность поставить фундамент желаемого типа. В таких случаях оптимальный вариант – буронабивной фундамент с ростверком, который становится все популярнее благодаря многим его преимуществам.
Cхема буронабивных свай.
Особенности и преимущества буронабивного фундамента
В некоторых случаях при сооружении жилых зданий нет возможности устанавливать ленточный фундамент. Например, из-за наличия вблизи уже возведенных зданий или коммуникационных узлов. Такая проблема особенно актуальна в населенных пунктах, где площади участков небольшие и каждый владелец пытается возле дома разместить максимальное количество построек. Разрешить ситуацию так, чтобы не принести вреда основаниям уже существующих сооружений, позволяет использование буронабивного фундамента на сваях. При его сооружении есть возможность проводить все процессы с максимальной точностью. Кроме того, уровень вибрационных колебаний в процессе работы минимальный, что предотвращает разрушительное влияние на размещенные поблизости постройки.
Преимущества использования свай при сооружении фундамента:
- Относительная дешевизна сооружения. Монолитное или ленточное основание, если провести правильный расчет материалов, обойдется значительно дороже буронабивного.
- Универсальность применения. С помощью такого фундамента можно соорудить основание на любом типе грунта, включая участки, расположенные вблизи водоемов.
- Возможность установки на глубину промерзания грунта.
- Это решение подходит для конструкций из любых материалов. Например, для домов из кирпича, бруса или панелей.
- Скорость сооружения. На его строительство уходит около 5-7 суток.
- Безопасность. При постройке полностью исключена возможность негативно повлиять на уже готовые здания или нанести вред ландшафту.
Стоит отметить, что несущая способность буронабивного фундамента не уступает ленточному или монолитному.
Еще одна особенность использования свай – заливка прямо на месте строительства. К проблематике сооружения такого фундамента можно отнести только бурение скважин для заливки, которые вырыть с помощью техники возможно не всегда, и вся работа проводится вручную.
Фото буронабивных свай
Расчет основных характеристик буронабивных свай
Перед началом строительства нужно совершить расчет несущей способности и выбрать материал изготовления, который напрямую будет влиять на показатели будущего основания.
Расчет несущей способности
Просто недопустимо выпускать из виду этот показатель в ситуациях, когда планируется сооружать здание на основании из свай. От него напрямую зависит количество используемых материалов и количество столбов, которые будет необходимо использовать при строительстве.
Таблица несущей способности свай
Несущая способность свай, на которые действует вертикальная нагрузка, зависит от уровня сопротивления основания (влияют используемые материалы), а также показатель сопротивляемости грунта. Чтобы провести расчет несущей способности свай, можно воспользоваться формулой:
Несущая способность = 0.7 КФ х (Нс х По х Пс х 0.8 Кус х Нсг х Тсг)
КФ – коэфф. однородности грунта.
Нс – нижнее сопротивление грунта.
По – площадь опирания столба (м2).
Пс – периметр столба (м).
Кус – коэффициент условий работы.
Нсг – нормативное сопротивление грунта боковой поверхности.
Тсг – толщина слоя грунта (м).
Для поиска некоторых значений можно использовать СНиП 2.02.03-85 (там содержится каждая необходимая таблица).
Проводя расчет несущей способности, также нужно учитывать размер столба. Как пример, столб диаметром 30 см выдерживает 1700 кг, а свая толщиной 50 см – уже целых 5000 кг. Это говорит об большом влиянии каждого сантиметра на уровень нагрузки, который будет выдерживать диаметр.
Таблица сопротивления свайных столбов в зависимости от глубины погружения
Расчет несущей способности: материал
Кроме размеров свай, проводя расчет нужно учитывать и материал. Как и в других типах фундаментов, большое значение имеет класс бетона.
Таблица приблизительной стоимости свайного фундамента
Как пример, использование бетона В 7,5 может позволить основанию выдерживать нагрузку в 100 кг на 1 см2. Это достаточно большой показатель.
Технология сооружения фундамента на сваях
Буронабивное основание собирается непосредственно на участке. В сваях заключается его основная особенность – именно они берут на себя всю нагрузку будущего сооружения. Чтобы провести расчет установки, нужно узнать глубину промерзания земли и провести монтаж так, чтобы подошва столба находилась ниже этой отметки.
Обязательно проводится гидроизоляция опор с помощью рубероида, устеленного 2 слоями. Верхние части столбов соединяются с помощью ростверка и от ее типа зависит вид основания: заглубленный или висячий.
С целью предотвращения вспучивания на участке ростверки висячего типа устанавливаются от поверхности земли на отдалении около 10 см. Когда ростверк будет погружен в землю – его называют заглубленным (вкапывается на 20 см и больше). Если основание сооружалось на сваях и использовался ростверк, оно способно выдерживать 1.5 Т.
Алгоритм сооружения:
- Разметочные работы. Используется канат, уровень и другие приспособления.
- Рытье траншеи.
- Разметка расположения опор.
- Изъятие земли из места расположения столбов с помощью мотобура или другим способом.
- Установка опор. Перед их размещением в скважинах необходимо предварительно разместить рубероид в 2 слоя. Его рубашка должна полностью окутывать участок столба, который будет закопан в земле.
- Бетонирование.
- Соединение опорной части с ростверком.
- Укладка балки.
- Бетонирование стыков.
При бетонировании необходимо постоянно размешивать раствор. Это позволит добиться большей прочности основания: выйдет воздух и бетон будет более плотным.
Буронабивной фундамент – отличное и экономичное решение для возведения сооружений, не уступающее прочностными показателями, как пример, тому же ленточному основанию, а также позволяющее провести работу быстро.
Несущая способность буронабивной сваи: таблица
Отличный пример создания свайного основания.Любой начинающий строитель знает, что основой для прочности дома является его фундамент. Но установка хорошего фундамента довольно трудоемкая процедура, требующая знаний, опыта и большого количества времени, особенно, если речь идет о свайном основании. Понадобится правильно произвести расчет буронабивных свай и их несущей способности. Ведь от этого будет зависеть прочность и срок эксплуатации возведенной постройки. В данной статье будет рассмотрено, как правильно выполнить расчет несущей способности свай по грунту и какие данные для этого понадобится использовать.
Способы определения несущей способности сваи
Существует несколько методов, как произвести подобные расчеты. К ним относятся:
- Расчетный метод. Он не отличается высокой эффективностью, но применяется довольно часто, так как в отличие от других довольно простой.
- Пробные статические нагрузки. Крайне эффективная методика, но она требует много времени и сил. Довольно часто применяется профессионалами.
- Динамическое испытание. Производится посредством нескольких ударов молотка по установленным сваям, после чего фиксируется осадка. Преимуществом такого способа является то, что его можно использовать непосредственно на строительном участке, но в отличие от предыдущего метода, он не столь эффективен.
- Зондирование. Этот способ подразумевает комбинирование статического и динамического метода. Он производится путем регистрации данных несущей способности на поверхность базис с заранее установленных специальных датчиков. Оборудование стоит довольно дорого, поэтому такие вычисления зачастую выполняются только специалистами.
Расчетный способ часто используется простыми обывателями, так как для этого не потребуется специального оборудования или большого количества опыта. Понадобится лишь собрать определенные данные, которые пригодятся для расчетов. Остальные методики также могут использоваться, но для их реализации понадобятся знания и приспособления, которые у новичков в строительном ремесле зачастую отсутствуют.
Чтобы увеличить количеству знаний по теме вычисления несущей способности свай, рекомендуется к просмотру следующее видео.
По мере увеличения количества столбов для базиса, увеличивается и его прочность.Изучение параметров буронабивных свай для расчетов
При установке свайного базиса необходимо учитывать такую характеристику, как несущая способность буронабивной сваи, так как она влияет на расход материала для их монтажа и параметры качества базиса и всего здания.
Этот параметр во многом зависит от диаметра используемого столба. Например, буронабивная свая, имеющая диаметр 300 мм, может выдержать давление в 1,7 т, а свая с диаметром 500 м может выдержать даже 5 т. Небольшие изменения в размере крайне сильно увеличивают допустимую нагрузку, поэтому правильный расчет несущей способности сваи по материалу гарантирует прочное основание. Помимо этого, от данной характеристики зависит расход материалов для возведения дома.
Исходя из этого, расчет количества свай и расстояния при их монтаже является частью общих подсчетов, которые необходимо выполнить для возведения крепкого здания.
Пример схемы, по которой осуществляется монтаж буронабивных свай.Материал производства
Размер сваи не единственный фактор, который нужно брать во внимание. При расчетах необходимо также учитывать материал, из которого изготавливалось изделие. Разновидность и марка бетона, используемого во время заливки участка, сильно влияет на износостойкость и срок эксплуатации фундамента, а, следовательно, и всего здания.
Как пример, свая, залитая бетоном М 100, может выдержать давление до 100 кг на 1 см². Это довольно хороший показатель, так как свая с основанием в 20 см и площадью в 400 см² может держать на себе до 40 т.
Помимо этого, нужно считать не только нагрузку, которая будет оказываться на столб, но и прочностные характеристики самого грунта. Это связано с тем, что при возможной нехватке столбов и повышенном давлении на почву, основание может повредиться из-за того, что некоторые сваи слишком углубятся в грунт. Если это произойдет, выполнить ремонтные работы будет довольно трудно, и без помощи специалистов обойтись уже не получится.
Чем выше прочность подстилающей почвы, тем меньше опор потребуется для создания прочного базиса. Также понадобится учитывать глубину промерзания почвы, уровень грунтовых вод, качество армирования и прочие факторы.
Расчет несущей способности свай
С подобными расчетами сможет справиться новичок, так что привлечение специалистов не потребуется. Определение несущей способности свай состоит из следующих этапов:
- Подготовка к процедуре, сбор информации, анализ почвы.
- Расчет по готовой формуле.
Подготовка к расчетам
Данные, которые будут использоваться для подсчета несущей способности свай, получают после проведения геологических процедур и расчета планируемого давления на постройку. Сбор этих данных крайне важная работа, так как именно от них зависит правильность результата подсчетов.
Таблица, которая позволяет определить разновидность грунта по характеристикам.При подсчетах необходимо учитывать большое количество разнообразных характеристик почвы. Информацию по этим данным можно найти в СНиП, где она разделена по климатическим зонам и представлена в разном виде.
Определение несущей способности свай не может базироваться на данных, собранных на соседних участках. Даже в пределах одной земельной территории геологические показатели могут довольно сильно варьироваться. Несколько скважин по периметру участка, позволят собрать детальную информацию о качестве грунта. Ошибка в сборе данных может привести к довольно неприятным последствиям.
Вычисление массы постройки проводится с учетом климатического фактора, размещения здания на поверхности относительно направления потоков, количества осадков зимой, веса строительных материалов и оборудования.
Расчет по формуле
Несущая способность сваи по грунту, которая влияет на оказываемую нагрузку, зависит от характеристик материала, из которого она изготавливалась и прочностных параметров почвы. Для подсчетов выбирается минимальный показатель, так как он иногда увеличивается.
Несущая способность сваи вычисляется по следующей формуле: P=ko*Rn*F+U*kp*Fin*Li, где P – непосредственно несущая способность; ko – показатель однородности почвы; Rn – возможное сопротивление почвы относительно фундамента; F -площадь базиса на сваях, см²; U – периметр участка, м; kp – рабочий коэффициент; Fin -допустимое сопротивление почвы по бокам используемых свай; Li – толщина грунта, который соседствует с боковой поверхностью столба, м.
Все необходимые данные грунтов нужно искать в приложениях СНиП в предназначенном для этого разделе. Если грунт является многослойным, то возможности сопротивление поверхности высчитываются для каждого слоя по отдельности, после чего показатели складываются воедино. Также при подсчете существующей несущей способности к давлению понадобится добавлять массу самих свай и ростверка.
После того как несущая способность свай была рассчитана, вычисляется их необходимое количество для создания базиса постройки. Необходимо учитывать, что самым большим интервалом между сваями является отметка в 2 м, а самым маленьким – сумма 3-х диаметров скважин.
Таблица несущей способности буронабивной сваи позволяет упростить процедуру расчетов.Когда все необходимые исчисления проведены, осуществляется заливка. Бетон для этого изготавливается прямо на участке, где проводятся строительные работы, что позволяет сэкономить на доставке. Можно использовать различные марки раствора, но необходимо следить за его качеством и сроком годности. Если будет применен некачественный бетон, это существенно повлияет на срок службы здания.
Как видно из статьи, соорудить свайный фундамент своими силами довольно трудно, но возможно. Основной процедурой является расчет несущей способности столбов. Если все подсчеты будут выполнены правильно, то и результат будет на высоком уровне, а постройка прослужит большое количество времени. Существуют специальные таблицы, в которых уже собраны многие данные. С помощью них можно пропустить трудоемкий процесс сбора большого количества данных для подсчетов.
|
P несущая способность сваи = 0,7 коэфф. однородности грунта х (Rн нормативное сопротивление грунта под нижним концом сваи х Rн — нормативное сопротивление грунта в тоннах под нижним концом сваи, принимается по таблицам №№1, 2, 3; fiн — нормативное сопротивление грунта на боковой поверхности ствола сваи, т/м2, принимаемается по таблице №4. При разных слоях грунта на глубине залегания сваи сумма сопротивления грунта на боковой поверхности сваи рассчитывается отдельно для каждого слоя грунта и полученный результат умножается на периметр сваи. |
Таблица №3 Нормативные сопротивления глинистых грунтов в плоскости нижних концов бутобетонных буронабивных свай.
Таблица №4 Нормативные сопротивления грунтов на боковой поверхности буронабивных свай.
|
Таблица. Признаки визуального определения консистенции глинистых грунтов в поле *
* Указания по инженерно-геологическим обследованиям при изысканиях автомобильных дорог. М.-1963г.- Приложение №1 Пример ориентировочного расчета свайного фундамента на буронабивных сваях . Требуется рассчитать расстояние между висячими (без опоры на скальные грунты) буронабивными короткими сваями (до 3 м) под здание с центрально приложенной вертикальной расчетной нагрузкой Np = 5,5 т/погонный метр. |
Принимаем размеры свай (вариант A): диаметр буронабивной сваи d = 0,5 м; длина буронабивной сваи l = 3,0 м. Нагрузка, приходящаяся на одну сваю составляет x метров (шаг свай) х 5,5 тонн (нагрузка на погонный метр фундамента ). P несущая способность сваи = 0,7 коэфф. однородности грунта х (Rн нормативное сопротивление грунта под нижним концом сваи х F площадь опирания сваи (м2) + u периметр сваи (м) х 0,8 коэфф. условий работы х fiн нормативное сопротивление грунта на боковой поверхности ствола сваи х li — толщина несущего слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи (м) В плоскости нижних концов свай залегает крупный песок, плотный влажный с несущей способностью Rн = 70 т/м2.
Несущая способность сваи по грунту будет: Посмотрим, как изменится несущая способность сваи по грунту при уменьшении диаметра сваи до 40 см (вариант Б): Посмотрим, как изменится несущая способность сваи диаметром 50 см при уменьшении глубины ее заложения с 3 до 2-х метров (вариант В): При глубине заложения на 2 метра, буронабивная свая будет опираться на слой полутвердого суглинка, а боковые поверхности ствола сваи будут соприкасаться с 2 метровым слоем тугопластичного суглинка. Из вышеприведенного примера можно сделать два важных вывода:
|
||
Расчёт буронабивных свай
Troll , 21 ноября 2007 в 14:41#1
Спасибо.. Хорошо «разжевано».. 😉
vasiliytsar , 27 ноября 2007 в 10:56#2
Супер!!! прикольно написано, но:
1. Для студентов лучше не придумать!!! Подходит на 100%.
2. Для прикидочных расчетов (первое приближение) тоже супер!!!
3. Для окончательного решения необходимо использовать программный комплекс, «специализирующийся» на расчетах грунтового основания.
#3
Пробежался мельком. Вроде сделано добротно, по СНиПам.
Но вот вопрос на будущее — а стоило ли на нагрузку
5 тс делать сваи?? 🙂
В дальнейшем желаю только удачи на нашем конструторском поприще!
#4
В расчёте неверно применена снеговая нагрузка. Не учтено изменение 2 СНиП 2.01.07-85 от 01.07.2003года
Комбинатор2 , 13 марта 2008 в 18:18#5
Учтено, просто нагрузка искуственно разложена на нормативную составляющую, а именно такая нагрузка прикладывается для расчёта фундаментов по II гр. пред состояний …
Дмитрий 287 , 26 марта 2008 в 23:36#6
На первый взгляд неплохо сделано, добротно
issiknon , 04 декабря 2009 в 13:33#7
в «Расчёт фундаментов по оси Д» недочет.
Момент в защемлении, высчитанный как произведение результирующей активного давление на расстояние до дна котлована в данной конструкции не максимален.
Точка с максимальным моментом находится ниже дна котлована. Тут ее нахождение не приведено.
#8
А вес самих свай учитывать нужно?
plamya , 27 июня 2014 в 05:53#9
В расчете принят шаг свай 0,9м мин. расстояние в свету между буронабиными сваями 1м
Пример 2.1 Определение несущей способности буронабивной сваи длиной 2,2 м
Опубликовал admin | Дата 28 Июнь, 2016
Необходимо определить допустимую нагрузку, которую может воспринять набивная висячая железобетонная свая. Свая погружена в песчаный непучинистый грунт на глубину L = 2,2 м. Песок средней крупности с коэффициентом пористости е = 0.7 Диаметр сваи: d = 0.2 м.
Решение
При определении сопротивления грунта по боковой поверхности сваи при толщине прорезаемого слоя более 2 м этот слой следует разбивать на несколько слоем с толщиной каждого не более 2 м.
Разбиваем слой на два слоя мощностью 2 и 0,2м.
Площадь поперечного сечении сван:
А = πd2/4 = 3,14*0,22/4 = 0,0314 м2.
Периметр сечения сваи:
и = πd = 3,14*0,2 = 0,628 м.
Расчетное сопротивление грунта набивной сваи под нижним концом сваи:
R = 1,5 МПа = 1500 кПа.
Средняя глубина расположения споев (см рис. 1)
h1 = 1,0 м;
h2 = 2,1 м.
Расчетное сопротивление по боковой поверхности сваи при его средней глубине заложения h1 = 1,0 м принимаем f1 = 54 кПа.
Расчетное сопротивление по боковой поверхности сваи при его средней глубине заложения h2= 2,1 м принимаем f2= 58.5 кПа.
Коэффициент условий работы сван в грунте γс = 1,0.
Коэффициент углов и й работы грунта под нижним концом сван γсR = 1,0.
Коэффициент условий работы грунта по боковой поверхности сваи γсf = 0.8.
Несущая способность набивной сваи :
Fd = γсf (γсRRA + u∑γсf f1h1) =
= 1,0(1.0* 1500*0,0314 + 0.628(0,8*54*2 + 0.8*58,5*0,2)) = 107,2 кН.
Коэф. надежности по грунту γk = 1.4.
Допустимая расчетная нагрузка на сваю по грунту:
F = Fd / γk = 107,2 / 1,4 = 76,57 кН.
Примеры: