Расчет несущей способности сваи – СТО 56947007-29.120.95-051-2010 Нормы проектирования фундаментов из стальных свай-оболочек и буронабивных свай большого диаметра, СТО, Стандарт организации от 18 июня 2010 года №56947007-29.120.95-051-2010

Содержание

правила определения, размещение свай и калькулятор

Foto1Сваи 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.

Виды

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.

По виду материала:

  • Железобетон. Самый популярный материал для возведения крупных объектов. Металл, составляющий каркас обеспечивает стойкость к изгибающим нагрузкам, а бетон защищает металлоконструкцию от воздействия окружающей среды, обеспечивает стойкость к вертикальным нагрузкам и увеличивает силу трения с грунтом;
  • Дерево. Применяется в индивидуальном строительстве на сухих почвах. Дешевый и доступный материал, но требует дополнительной гидроизоляции;
  • Металл. Из этого материала выполняют винтовые сваи. После изготовления их покрывают специальным составом, защищающим их от коррозии.

Сваи отличаются по виду конструкции и форме. Это могут быть квадратные, прямоугольные, многоугольные и круглые сечения. Последний вид приобрел наибольшую популярность благодаря простоте изготовления и расчета нагрузки на такую конструкцию.

Foto2

По характеру работы:

  • Сваи-стойки работают за счет установки их нижней части на прочную породу. Они передают нагрузку на устойчивое основание, миную другие, менее надежные слои;
  • Висячие сваи работают за счет силы трения между ними и сжатыми грунтами вокруг.

На выбор типа конструкции влияют условия работы, особенности грунтов, конструкция и вес здания. Для правильного расчета необходимо обратиться к специалистам, способным провести все необходимые измерения и изыскания.

Проектирование свайного фундамента

При проектировании свайного фундамента необходимо участь ряд факторов, влияющих на его устойчивость:

  • Глубина залегания толщина и надежность пород;
  • Масса здания;
  • Условия строительства и эксплуатации;
  • Конструктивные особенности здания.

При проектировании инженеры опираются на данные геологических изысканий и на их основе определяют возможность строительства, рассчитывают количество свай, выбирают их вид, форму и материал.

Второй важный фактор — это нагрузка от здания.

Она складывается из нескольких видов нагрузки:

  • Постоянная. Включает в себя вес самого здания;
  • Долгосрочная временная — это вес станков, оборудования и других тяжелых конструкций;
  • Краткосрочная временная складывается из веса мебели и людей в здании;
  • Снеговая и ветровая нагрузки рассчитываются отдельно для каждого здания на основании климатических данных региона согласно СП 131.13330.2012 «Строительная климатология».
Foto3

Карта снеговых районов России

Вид сваи зависит от технико-экономических показателей строительства. Подбирается самый дешевый вариант, удовлетворяющий все требования и обеспечивающий надежность конструкции.

На этапе проектирования инженеры предусматривают запас прочности, обеспечивающий длительный срок эксплуатации фундамента даже при больших нагрузках.

Расчет ростверка

Важный показатель для строительства — количество свай в ростверке. Этот показатель напрямую влияет на способность конструкции правильно передавать нагрузку на основание и обеспечивать прочность фундамента.

Ростверк — это балка, соединяющая верхние части свай и равномерно распределяющая между ними нагрузку.

Foto4

Крепление ростверка к разным видам свай

Количество свай в ростверке находят по формуле:

где:

  • dp — заглубление ростверка;
  • N0I — максимальное значение суммы нагрузок от веса здания;
  • Yk — коэффициент надежности;
  • F — максимальная нагрузка на одну сваю;
  • A — площадь ростверка;
  • Ymt — усредненный вес ростверков и грунта на его обрезах.

Полученное в результате вычислений число округляется всегда в большую сторону до целого значения.

Сваи распределяют согласно правилам:

  • В шахматном порядке, в два ряда или в одну линию с равными промежутками;
  • Расстояние между соседними сваями не менее трех их диаметров;
  • Минимальное расстояние от края ростверка до ближайшей сваи равно одному ее диаметру;
  • При возникновении только вертикальных нагрузок сваи заглубляют в ростверк всего на 5–10 см, в иных случаях соединение делают более надежным и дополнительно рассчитывают.

При расчетах ростверков инженеры работают, основываясь на СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции».

Алгоритм расчета свайного фундамента

Процесс расчета начинается с определения общего веса здания.

Он состоит из суммы массы всех конструкций:

  • Кровля;
  • Стены;
  • Перекрытия;
  • Железобетонный каркас.

При расчете толщина каждого слоя конструкции умножается на ее высоту и на плотность. В результате рассчитывается нагрузка на 1 м2 конструкции.

Кратковременные равномерно распределенные нагрузки (вес людей и мебели) берутся с расчетом 150 кг/м2. Сумма нагрузок вычисляется путем умножения значения на общую площадь здания. После этого определяется нагрузка от веса снега. Она будет зависеть от климатического района и форму крыши.

Чем больше угол наклона крыши, тем меньше будет снеговая нагрузка.

После этого определяется несущая способность каждой сваи и их количество в ростверках. Полученные значения дополнительно проверяют и только после этого приступают к дальнейшему проектированию и строительству здания.

Расчет несущей способности по грунту

Несущая способность — это значение, необходимое для выполнения правильных расчетов. Выполнить расчет можно с помощью нескольких методов.

Предварительный теоретический расчет по формуле Fd = Yc * (Ycr * R * A + U * ∑ Ycri * fi * li), где:

  • А — площадь опирания на грунт нижней части единицы конструкции;
  • Yc, Ycr, Ycri — коэффициенты, учитывающие условия работы фундамента, основания, сил трения;
  • U — периметр разреза сваи;
  • fi — сила трения на боковых стенках;
  • R — величина несущей способности грунта в месте опирания;
  • li — длина боковых частей.

Метод статических нагрузок — это комплекс полевых работ, связанных с практическим нахождением несущей способности.

Foto6Это наиболее точный метод:

  • На площадке устанавливают пробную сваю;
  • Дают конструкции набраться прочности в течение положенного срока;
  • Установленный на сваю ступенчатый домкрат передает на нее нагрузку;
  • Специальный прибор замеряет усадку сваи;
  • На основе полученных данных проводятся расчеты.

Метод динамической нагрузки -на уже установленный свайный фундамент передают ударную нагрузку и после каждого удара определяют усадку и проводят необходимые расчеты.

Метод зондирования — пробную сваю оснащают датчиками, погружают на расчетную глубину и определяют сопротивление грунтов.

После выполнения теоретического расчета необходимо дополнительно выполнить одно или несколько полевых испытаний и дополнительных расчетов на их основании. Это поможет проверить правильность расчетов и изысканий на практике.

Для упрощения расчетов инженерами был создан калькулятор несущей способности грунта с использованием макросов в Excel.

Он способен:

  • Построить график изменения несущей способности;
  • Разбить толщу пород на слои, основываясь на введенных данных;
  • Найти коэффициент работы всей поверхности сваи;
  • Учесть коэффициенты, уменьшающие несущую способность.

Расчет сваи-стойки, опирающейся на несжимаемое основание

Данные для расчета берут в СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты».

В таблице указаны значения расчетных сопротивлений свай:

Foto5

Табличные значения сопротивлений для разных типов грунта

Формула для расчета сваи-стойки:

Fd=gcRA, где:

  • gc — коэффициент, учитывающий работу грунта;
  • R — взятое из таблицы сопротивление грунта;
  • А — площадь разреза сваи.

Результат расчета используется для дальнейшего нахождения количества свай в ростверке.

Заключение

Расчет несущей способности сваи по грунту — это непростой процесс, требующий опыта и внимания со стороны инженеров. Расчет выполняется в несколько этапов, теоретически полученные значения проверяют в ходе полевых испытаний, полностью исключая возможность ошибки.

Расчет свайного фундамента могут выполнять только профессионалы с инженерным образованием и разрешением на подобную деятельность.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Мой мир

stroim-domik.org

Несущая способность сваи по грунту в Excel V1.05 (все автоматизировано)

Volodya , 16 декабря 2012 в 16:16

#1

Интересная программа! Вопрос есть: не могу переключить с забивных на буровые сваи.

CEP}I{ , 16 декабря 2012 в 20:38

#2

чем от ЭСПРИ Лира-Софт отличается? картинки и принцип вроде смотрю оттуда вытащены! )

sangut , 16 декабря 2012 в 21:59

#3

CEP}I{_ЭСПРИ не позволяет сохранять исходные данные для расчета, не строит графики увеличения несущей способности сваи по глубине,требует для каждого слоя грунта задавать значение коэффициента условий работы сваи по боковой поверхности, сравнивать значение допускаемой нагрузки и продольного усилия в свае . В данной программе эти недостатки исключены.
Volodya_Нажали ли Вы кнопку «Включить содержимое» строки «Предупреждение системы безопасности?

valery2005 , 16 декабря 2012 в 22:45

#4

То же самое — как переключать радиокнопки? С забивных свай на буронабивные, как отметить способы устройства свай?

valery2005 , 16 декабря 2012 в 22:47

#5

Сорри, разобрался уже!

aeffim , 17 декабря 2012 в 05:46

#6

Как всё таки переключить их?!

nemo186 , 17 декабря 2012 в 09:37

#7

Если и по совместному действию силы и момента прогу напишите будет вообще великолепно!

CRISTOFF , 17 декабря 2012 в 12:19

#8

Спасибо. Расчёт не выполняется… появляется окно VBA и, если я правильно понял, ругается на ячейку N52 (Can’t find project or library).

CRISTOFF , 17 декабря 2012 в 12:23

#9

На другом компе считает. Только не пойму, для чего кнопка расчёт?

Dant , 17 декабря 2012 в 16:30

#10

Не считает. То же, что и в CRISTOFF. Ошибка в коде к CommadButtom1,
строка: Range(«N52») = Time
Что такое Time — нет описания.

dwg.ru

Расчет несущей способности одиночной сваи

По условиям работы сваи в грунте сваи делятся на сваи-стойки и висячие сваи.

Сваи-стойки передают нагрузку на практически несжимаемые породы (скальные и полускальные, сланцы, мергели, очень плотные грунты). Их вертикальные перемещения ничтожны, силы трения по боковой поверхности не развиваются и в расчете не учитываются. Несущая способность таких свай зависит от сопротивления грунтов, залегающих под нижним концом свай (Fd=R

s).

Рисунок6.10: Расчетная схема к определению несущей способности одиночной сваи

ziглубина до середины слоя грунта, для которого определяется сопротивление на боковой поверхности; hiтолщинаi-го слоя грунта;hполная глубина погружения сваи

Несущую способность Fd(кН) висячей забивной сваи, работающей на сжимающую нагрузку, следует определять как сумму сил расчетных сопротивлений грунтов оснований под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле:

(6.27)

где с=1 – коэффициент условий работы сваи в грунте;

R– расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, определяемое по Таблица 6 .20;

А– площадь опирания на грунт сваи, принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто;

u– наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

fi– расчетное сопротивлениеi-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, определяемое по Таблица 6 .21;

hi– толщинаi-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью, м;

cRиcf– коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения на расчетные сопротивления грунта, определяемые по Таблица 6 .22 и принимаемые независимо друг от друга.

Для того, чтобы воспользоваться предложенной формулой необходимо вычертить расчетную схему сваи на фоне геологического разреза (Рисунок 6 .10).

Грунтовую толщу в пределах сваи разбивают на элементарные однородные слои, мощность которых не должна превышать 2м. При этом на уровень грунтовых вод внимания не обращать, а растительный слой не учитывать. Рекомендуемая схема разбивки геологическогих слоев на элементарные: 2м+…+2м+остаток.

Таблица6.20

Расчетное сопротивление под нижним концом сваи

Глуби-на погру-жения нижне-го конца сваи, м

Расчетное сопротивление под нижним концом забивных свай и свай-оболочек, погруженных без выемки грунта, R, кПа

песчаных грунтов средней плотности

граве-листых

круп-ных

сред-ней круп-ности

мелких

пылеватых

пылевато-глинистых грунтов при показателе текучести IL, равном

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

3

7500

6000

4000

3000

3100

2000

2000

1200

1100

600

4

8300

6800

5100

3800

3200

2500

2100

1600

1250

700

5

8800

7000

6200

4000

3400

2800

2200

2000

1300

800

7

9700

7300

6900

4300

3700

3300

2400

2200

1400

850

10

10500

7700

7300

5000

4000

3500

2600

2400

1500

900

15

11700

8200

7500

5600

4400

4000

2900

1650

1000

20

12600

8500

6200

4800

4500

3200

1800

1100

25

13400

9000

6800

5200

3500

1950

1200

30

14200

9500

7400

5600

3800

2100

1300

35

15000

10000

8000

6000

4100

2250

1400

См. примечания к Таблица 6 .22

Таблица6.21

Расчетные сопротивления на боковой поверхности забивных свай.

Средняя глубина располо-жения слоя грунта ,м

Расчетные сопротивления на боковой поверхности забивных свай и свай-оболочек fi , кПа

песчаных грунтов средней плотности

круп-ных и средней круп-ности

мел-ких

пылеватых

пылевато-глинистые грунты с показателем текучести IL, равном

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1

2

3

4

5

6

8

10

15

20

25

30

35

35

42

48

53

56

58

62

65

72

79

86

93

100

23

30

35

38

40

42

44

46

51

56

61

66

70

15

21

25

27

29

31

33

34

38

41

44

47

50

12

17

20

22

24

25

26

27

28

30

32

34

36

8

12

14

16

17

18

19

19

20

20

20

21

22

4

7

8

9

10

10

10

10

11

12

12

12

13

4

5

7

8

8

8

8

8

8

8

8

9

9

3

4

6

7

7

7

7

7

7

7

7

8

8

2

4

5

5

6

6

6

6

6

6

6

7

7

См. примечания к Таблица 6 .22

Таблица6.22

Коэффициенты условий работы для расчета несущей способности забивных свай

Способы погружения забивных свай и свай-оболочек, погружаемых без выемки грунта

Коэффициенты условий работы грунта при расчете несущей способности свай

Под нижним концом сR

На боковой поверхности cf

1. Погружение сплошных и полых с закрытым нижним концом свай механическими (подвесными) паровоздушными и дизельными молотами

1,0

1,0

Погружение забивкой и вдавливанием в предварительно пробуренные лидерные скважины cзаглублением концов свай не менее 1м ниже забоя скважины при ее диаметре:

а) равной стороне квадратной сваи

б) на 0,05м менее стороны квадратной сваи

в) на 0,15м меньше стороны квадратной или диаметра круглой сваи

1,0

1,0

1,0

0,5

0,6

1,0

Погружение с подмывом в песчаные грунты при условии добивки свай на последнем метре погружения без применения подмыва

1,0

0,9

Вибропогружение свай-оболочек, вибропогружение и вибровдавливание свай в грунты:

а) песчаные средней плотности:

крупные и средней крупности

мелкие

пылеватые

б) пылевато-глинистые с показателем текучести IL=0,5:

супеси

суглинки

глины

в) пылевато-глинистые с показателем текучести IL0

1,2

1,1

1,0

0,9

0,8

0,7

1,0

1,0

1,0

1,0

0,9

0,9

0,9

1,0

Погружение вдавливанием сплошных свай:

а) в пески средней плотности, крупные, средней крупности и мелкие

б) в пески пылеватые

в) пылевато-глинистые грунты с показателем

текучести IL0

г) то же IL>0

1,1

1,1

1,1

1,0

1,0

0,8

1,0

1,0

Примечания:

  1. В случаях, когда в Таблица 6 .20 значения Rуказаны дробные, числитель относится к пескам, а знаменатель – к глинам.

  2. В Таблица 6 .20 и Таблица 6 .21 глубину погружения нижнего конца сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта при планировке территории срезкой, подсыпкой, намывом до 3м следует принимать от уровня природного рельефа, а при срезке, подсыпке, намыве от 3 до 10м – от условной отметки, расположенной соответственно на 3м выше уровня срезки или на 3м ниже уровня подсыпки.

  3. Для промежуточных глубин погружения свай и свай-оболочек и промежуточных значений текучести ILпылевато-глинистых грунтов значенияRиfiопределяются интерполяцией.

  4. Для плотных песчаных грунтов, степень плотности которых определена по материалам статического зондирования, значения по Таблица 6 .20 для свай, погруженных без использования подмыва или лидерных скважин, следует увеличивать на 100%. При определении степени плотности грунта по материалам других видов инженерных изысканий и отсутствии данных статического зондирования для плотных песков по Таблица 6 .20 следует увеличить на 60%, но не более чем до 20МПа.

  5. Значения расчетных сопротивлений Rпо Таблица 6 .20 допускается использовать при условии, если заглубление сваи в неразмываемый и несмываемый грунт составляет не менее 3м.

  6. Значения расчетного сопротивления Rпод нижним концом забивных свай сечением 0,15х0,15м и менее, используемых в качестве фундаментов под внутренние перегородки одноэтажных производственных зданий, допускается повышать на 20%.

  7. Для забивных свай, опирающихся нижним концом на рыхлые песчаные грунты или на пылевато-глинистые грунты с показателем текучести IL>0,6, несущую способность следует определять по результатам статических испытаний свай.

  8. При определении по Таблица 6 .21 расчетных сопротивлений грунтов на боковой поверхности свай-оболочек и свай fiпласты грунтов следует расчленять на однородные слои толщиной не более 2м.

  9. Значения расчетного сопротивления плотных песчаных грунтов на боковой поверхности свай fiследует увеличивать на 30% против значений, приведенных в Таблица 6 .21.

  10. Расчетные сопротивления супесей и суглинков с коэффициентом пористости e<0,5 и глин с коэффициентом пористостиe<0,6 следует увеличивать на 15% против значений, приведенных в Таблица 6 .21 при любых значениях показателя текучести.

studfile.net

Калькулятор расчета несущей способности винтовых свай

Если для строительства дома выбирается свайно-винтовой фундамент, то необходимо определиться и с типоразмером опор, и с их количеством, которое будет способно обеспечивать стабильность планируемой постройки. Так как многие владельцы загородных участков принимают решение о проведении самостоятельного строительства на таком фундаменте, есть смысл помочь им в проведении хотя бы предварительных расчетов.

Калькулятор расчета несущей способности винтовых свайКалькулятор расчета несущей способности винтовых свай

Наверное, понятно, что общее количество опор зависеть от суммарной нагрузки, которой здание оказывает на фундамент. Ее необходимо равномерно распределить по сваям, так, чтобы не превысить допустимую нагрузку на каждую из них, чтобы здание не начало «тонуть» в грунте. И вот для этого требуется узнать возможности такой точки опоры. А поможет нам в этом калькулятор расчета несущей способности винтовых свай.

Ниже будут приведены некоторые пояснения по порядку проведения вычислений.

Калькулятор расчета несущей способности винтовых свай

Перейти к расчётам

На чем основывается и как проводится расчет

Чаще всего в частном строительстве используются недорогие, но достаточно надежные сваи со сварными лопастями, модельного ряда СВС (свая винтовая сварная). Этот модельный ряд включает несколько типоразмеров, которые применятся в зависимости от вида планируемой постройки – от лёгких заборов до полноценных загородных домов.

Для возведения жилых и хозяйственных построек обычно применяются сваи от СВС-89 и крупнее (число показывает диаметр трубы). Соответственно, с повышением диаметра трубы увеличивается и размер лопастей винтовой части, то есть, про сути – площадь опоры сваи на грунт. Эти размерные параметры свай уже внесены в программу расчета.

Каждый тип грунта обладает собственным сопротивлением нагрузке, или, иначе говоря, несущей способностью, выражаемой в килограммах на квадратный сантиметр. Таким образом, определив тип грунта на планируемой глубине залегания лопастей сваи, и зная их площадь, несложно вычислить и несущую способность опоры.

Сопротивления грунтов на глубине залегания от 1.5 и ниже – уже внесены в программу расчета.

Цены на винтовые сваи

винтовые сваи

Безусловно, должен быть предусмотрен и эксплуатационный резерв несущей способности опоры. Для этого вводится поправочный коэффициент. И вот здесь есть нюансы:

  • Самый точный способ определения характеристик грунтов – это проведение геологического исследования участка. Поправочный коэффициент в этом случае – минимальный, всего 1,2, так как вероятность ошибки практически исключается. Но к этому способу прибегают нечасто, просто по причине высокой стоимости подобных работ.
  • Второй способ – это установка так называемой эталонной сваи. Опора ввинчивается в грунт на участке строительства, и после того, как она заглубится ниже уровня промерзания, с помощью специальных приборов оценивается крутящий момент, прикладываемый к свае. Это дает достаточно точную картину несущей способности грунта, но поправочный коэффициент уже выше – 1,25.
  • Наконец, многие владельцы участка полагаются на собственные силы, и оценивают грунт, выкапывая шурфы или пробуривая вручную скважины на требуемую глубину. Безусловно, степень точности такого анализа – далека от идеала, поэтому в расчет закладывается максимальный коэффициент надежности, доходящий до 1,7.

Итоговый результат несущей способности сваи будет получен в килограммах и тоннах. Определив этот параметр и располагая значение общей нагрузки от здания на фундамент, несложно определиться и с количеством свай.

калкс5Планирование свайного фундамента – как провести самостоятельно?

Чтобы не столкнуться в процессе эксплуатации здания с проблемами проседания или перекоса свайного фундамента, необходимо учитывать немало нюансов. Подробнее об этих важных вопросах – в специальной публикации портала, посвященной расчету количества свай.

stroyday.ru

Несущая способность сваи – определение и схема расчета

  • 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

fundamentaya.ru

3. Определение несущей способности сваи. Расчет числа свай

Расчет несущей способности вертикально нагруженных висячих свай (свай-трения) производится, как правило, только по прочности грунта, так как по прочности материала сваи несущая способность всегда заведомо выше.

Расчет ведется по первой группе предельных состояний (по несущей способности).

В соответствии с п.4.2 СНиП 2.02.03-85 несущую способность Fd висячей забивной сваи (квадратной, квадратной с круглой полостью, прямоугольной и полой, круглой диаметром до 0,8м) и сваи-оболочки, не заполненной бетоном, работающих на сжимающую нагрузку, следует определять как сумму расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности.

где – значение для сваи-стойки: смысл разделения свай на стойки и висячие сваи заключается в том, что для сваи-стойки перемещения острия под нагрузкой не происходит и силы трения по боковой поверхности не возникают.

–коэффициент условия работы сваи в грунте, который зависит от вида свай.=1,0 для свай прямоугольного продольного сечения, забивных. Для набивных, винтовых, свай-оболочек может быть.

— коэффициенты условия работы грунта соответственно под нижним концом и по боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения и изготовления сваи на расчетное сопротивление грунта (– если сваи погружаются забивкой — табл.3.3 СНиП).

А – площадь опирания сваи на грунт.

.

U – наружный периметр поперечного сечения сваи.

,

.

R –расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи (принимается по табл.1 п.4.2 СНиП 2.02.03-85).

–расчетное сопротивление i-ого слоя однородного грунта основания по боковой поверхности сваи (принимается по табл.2 п.4.2 СНиП 2.02.03-85).

При определении по таблицам пласты грунтов следует расчленить на однородные слои толщиной не более 2м(рис. 5).Для промежуточных глубин или характеристик грунтовR и определяются интерполяцией.

hi – толщина i-ого слоя грунта (и в пределахhi должна быть однородной).

1-песок

2-супесь

3-глина IL=0,4

Рис.5. Расчетная схема к определению несущей способности сваи по грунту

Пример расчета:

Толщу грунта, пронизываемого сваей, разбиваем на слои толщиной 1-2м

— для 1-ого слоя грунта при средней глубине расположения слоя h1=2,4м,

f1=3,8тс/м2;

— для 2-ого слоя грунта при средней глубине расположения слоя h2=4,4м,

f2=4,4тс/м2;

— для 3-ого слоя грунта при средней глубине расположения слоя h3=6,4м,

f3=6,0тс/м2;

— для 4-ого слоя грунта при средней глубине расположения слоя h4=8,4м,

f4=6,2тс/м2;

— для 5-ого слоя грунта при средней глубине расположения слоя h5=10,4м,

f5=6,5тс/м2;

— для 6-ого слоя грунта при средней глубине расположения слоя h5=11,4м,

f6=3,8тс/м2.

Сопротивление под нижним концом сваи R=270 тс/м2

Следует отметить, что изложенный метод и таблицы СНиПа базируются на обобщении результатов испытаний большого числа обычных и специальных свай вертикальной статической нагрузкой, проведенных в различных грунтовых условиях.

Расчеты по формуле (1) удобно вести в табличной форме:

Таблица 1

Фун-да-мент

Nп

R

*R*А

слоя

hi

fi

U

Fd

FRS

n

тс

тс/м2

тс

м

тс/м2

тс/м

м

тс

тс

шт.

I

430

270

25,9

1

2

3

4

5

6

1,8

2,0

2,0

2,0

2,0

1,0

3,8

4,4

6,0

6,2

6,5

3,8

30,7

1,2

25,9

+

36,8

=

62,7

44,8

10

II

Последовательность расчетов такова:

1. Сначала определяем Fdнесущую способность сваи по грунту. Иначе, Fd — это расчетная несущая способность грунта основания для данной одиночной сваи.

2. Далее определяем FRS – силу расчетного сопротивления сваи по грунту.

,

где γk – коэффициент надежности, зависящий от способа определения Fd

(в соответствии с п.3.10 СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты).

γk = 1,4 – если несущая способность определяется расчетом

(данные берутся по таблице).

γk = 1,2 – если несущая способность Fd определена статическими

испытаниями. Например, конкретные сваи на стройплощадках.

γk = 1,25 – если проведены полевые испытания статическим или

динамическим зондированием.

Определение несущей способности сваи расчетом производится во всех случаях. Полевые же испытания свай по существующим нормативным документам не являются обязательными, однако для надежности проектного решения к ним обычно прибегают. При этом наиболее достоверными являются испытания свай статической нагрузкой (предпроектные).

Для фундаментов испытывающих большие горизонтальные усилия, применяются статические испытания свай горизонтальной нагрузкой.

3. Далее определяем количество свай в фундаменте. Необходимое количество свай рассчитывают, предполагая в первом приближении равномерное размещение и передачу нагрузки на все сваи в ростверке из выражения:

.

где — расчетная сжимающая сила в плоскости подошвы ростверка

Данные округляют до целого числа в большую сторону. Например, .

Принимаем число свай n=10шт.

Затем производим проверку усилий, передаваемых на сваю. Согласно п.3.9 СНиП 2.02.03-85 расчетная нагрузка, передаваемая на сваю, должна удовлетворять условию:

,

где N – расчетное усилие, передаваемое на одну сваю (от сооружения и веса ростверка).

Проверяем неравенство:

.

Таким образом, нагрузка, передаваемая на одну сваю от сооружения и веса ростверка, не превышает силу расчетного сопротивления сваи по грунту.

Для учета моментов и горизонтальных сил производим проверку нагрузки на сваю с учетом внецентренного нагружения фундамента. Тогда нагрузка на сваю:

где — расчетная сжимающая сила в плоскости подошвы ростверка,

–расчетные изгибающие моменты (тсм), относительно главных центральных осей инерции, плана свай в плоскости подошвы ростверка;n–число свай в фундаменте; – расстояние от главных осей инерции до оси каждой сваи, м;– расстояние от главных осей инерции до оси сваи, для которой вычисляется расчетная нагрузка, м.

Пример расчета для наиболее удаленной от оси инерции – y сваи 1:

Условие выполняется.

Если условие (2) не выполняется, и расчетная нагрузка —свай крайних рядов (они наиболее нагружены от момента) не превышаетнадля постоянных и длительно-действующих временных нагрузок, идля временных кратковременных (ветер, крановая), то свайный фундамент остается таким же, как и при проектировании только на вертикально приложенную силу.

Если и эти условия не выполняются, то возможны три варианта исправления неравномерности нагрузок на сваи от момента:

  1. Увеличивают число свай, размещая симметрично относительно центра колонны. При этом сваи нагружены неравномерно ().

Новое число свай:

где в зависимости от момента.

Пример:

  1. Сваи размещают равномерно, но центр подошвы ростверка смещают относительно центра колонны на величину эксцентриситета или. При этом сваи оказываются нагруженными равномерно (.

  2. Распределяют сваи неравномерно, путем последовательных приближений: строят эпюру по подошве ростверка (по сопромату):

Далее задаются числом свай в одном ряду и числом рядов; делят эпюру на равновеликие площади, центры тяжести которых дают положения рядов. При этом все сваи нагружены равномерно, а .

После расстановки новых свай необходимо вновь рассчитать и проверить условие:

Окончательно принимаем число свай (например, шт) и переходим к конструированию свайного ростверка.

studfile.net

Расчет нагрузки свайного фундамента: пример расчета

Методика расчёта необходимого количества свай для фундамента с исходными данными и конкретными примерами. Провести точный и правильный расчёт нагрузки свайного фундамента с учётом всех параметров, требований, норм и правил может каждый человек, знающий сопромат и разбирающийся в математике. На практике это сложно и не нужно неспециалисту, а возможные просчёты могут привести не только к убыткам.  Но понять принцип расчёта поможет краткая упрощённая методика:

  • Подсчитывается общий вес сооружения.
  • Определяются снеговая и ветровая нагрузки исходя из средних обобщённых данных.
  • Подсчитывается полезная или бытовая нагрузка.
  • Подсчитывается общий вес ( сбор весов).
  • Ориентируясь на полную площадь строения и минимально допустимый шаг свай .определяется их общее максимальное количество
  • Подсчитывается суммарная площадь оснований свай.
  • Подбирается типоразмер и реальное количество свай.
  • На основе максимальных значений расстояний между сваями с учётом равного распределения нагрузок  формируется план свайного поля.
  • С учётом распределения нагрузок от строения проектируется и рассчитывается ростверк .

Конкретные цифры для расчётов

В случае, когда сложно либо невозможно определить несущую способность грунта, принимается значение 2,5 кг\см2,  это усреднённый показатель для грунтов российской средней полосы.

Исходные данные для расчёта свайных фундаментов

Максимальный шаг винтовых свай для малоэтажного и хозяйственного индивидуального строительства:

  • строения из бревна или бруса 3 м;
  • сооружения каркасного либо сборно-щитового типа 3 м;
  • здания с несущими стенами из облегчённых блоков 2,5 м;
  • дома из кирпича  и полнотелых бетонных блоков 2 м;
  • монолитные сооружения 1,7 м.

Для кустов свай под печи, колонны и подобные сооружения с сосредоточенной нагрузкой допустимое минимальное расстояние между сваями 1,5 м, для веранд и аналогичных построек 1,2 м.

Вес конструкций и частей зданий

Вес конструкций и частей зданийДля сбора весов  допустим приблизительный подсчёт. Ошибка в большую сторону приведёт к небольшому увеличению стоимости работ. Если же реальные нагрузки окажутся больше расчётных, то возможно разрушение фундамента и здания в целом.

Предпочтительный ориентир при отсутствии точной информации максимальное значение.

Стены :

  • кирпичные 600-1200кг\м2;
  • бревенчатые 600 кг\м2;
  • газо- и пенобетонные 400-900 кг\м2;
  • каркасные и панельные 20-30 кг\м2.

Крыши с учётом стропильной системы:

  • листовая сталь, в т.ч. металлопрофиль и металлочерепица 20-30 кг\м2;
  • листы асбоцементные 60-80 кг\м2;
  • рубероид и другие мягкие покрытия 30-50 кг\м2.

Перекрытия:

  • деревянные с утеплителем 70-100 кг\м2;
  • цокольные с утеплителем 100-150 кг\м2;
  • монолитные армированные 500 кг\м2;
  • плитные пустотелые 350 кг\м2.

Снеговая и ветровая нагрузки подсчитываются с учётом средних региональных показателей с поправочными коэффициентами. Средняя эксплуатационная (полезная) нагрузка с учётом веса людей, оборудования, техники, мебели, домашней утвари — 100 кг\м2. После сведения веса необходимо применить к результату коэффициент запаса 1,2.

Пример подсчёта потребности в сваях

пример расчётаДля примера расчёта возьмём одноэтажный дачный дом:

  • с крышей из металлочерепицы;
  • стены бревенчатые;
  • перекрытия деревянные;
  • размер 6 Х 6 м;
  • без фундаментальной печи;
  • высота стен 2,4 м.

Расчет:

  • вес стен из бревна: 2,4 (высота) Х  24 (периметр) Х 600 =  34560;
  • вес перекрытий: 36 (площадь) Х2 Х 100 = 7200;
  • вес крыши: 54 (площадь) * 20 = 1080;
  • полезная нагрузка: 100 Х 36 = 3600.

Сборный вес дома: 34560+7200+1080+3600=46440 кг.

Снеговую нагрузку определяем для севера нашей страны по номинальной массе снежного покрова 190 кг\м2. Отсюда расчет равен: 6х6х190=6840 кг.

Итоговый сборный вес: (46440+6840) Х 1,2 (запас) = 63936 кг.

Выбираем сваю самого популярного размера 89*300мм при её погружении на 2,5 м с несущей способностью 3,6 т, а сводный вес также переводим в тонны. 63,9 : 3,6 = 17,75 шт. — понадобится 18 штук  винтовых свай.

Далее сваи распределяются по свайному полю с учётом первоочередной установки в углах, примыканиях и пересечениях. Количество буронабивных свай будет соответствовать расчёту количества свай винтовых при соблюдении аналогичных параметров.

Для расчёта нагрузок, подбора оптимальных параметров свай и их количества, а также расчёта ростверка, разработаны специальные компьютерные программы, например, StatPile и GeoPile, облегчающие и упрощающие задачу по устройству фундаментов.

Расчёт ростверка

Назначение ростверка равномерное распределение нагрузок на свайную конструкцию. Расчёты параметров ростверка учитывают силы продавливания основания в целом, по каждому углу и воздействия на изгиб.

Довольно сложные подсчёты  застройщикам могут заменить стандартные решения, применение которых возможно только  небольших индивидуальных строений:

  • Материал исполнения ростверка: металлический швеллер, двутавр, монолитный бетон с армированием, брус или бревно сечением не менее материала стен.
  • Голова сваи должна входить в ростверк не меньше, чем на 10 см  для монолитного исполнения
  • По ширине ростверк не может быть меньше толщины стены.
  • Высота должна быть не меньше 30 см для бетона.
  • Ростверк должен располагаться как минимум на 20 см над уровнем почвы.
  • Соединение опор с ростверком может быть жёстким либо свободным.

fasad-prosto.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *