Расчет винтовых свай: как рассчитать количество материала для свайно-винтового фундамента, тонкости проектирования, уровень несущей способности

Оглавление

Какие параметры нужно рассчитать для правильного выбора свайного фундамента

Параметры, необходимые для обоснованного выбора свайного фундамента, можно разделить на две группы:

Измеряемые.
Расчетные.

К измеряемым могут быть причислены все свойства грунта на данном участке:

Состав слоев.
Уровень залегания грунтовых вод.
Особенности гидрогеологии, возможность сезонного подтопления, подъемы и понижения водоносных горизонтов.
Глубина залегания и состав плотных слоев.

К расчетным параметрам относятся:

Величина нагрузки на основание.
Несущая способность опоры.
Схема расположения стволов.
Параметры свай и ростверка.

Указаны только самые общие параметры, в ходе создания проекта нередко приходится рассчитывать большое количество дополнительных позиций.

ВАЖНО! Расчет фундамента — ответственная и очень сложная задача. Ее решение можно поручить только грамотному и опытному специалисту, имеющему соответствующую профессиональную подготовку и квалификацию. Кроме того, заказ на выполнение расчета должен быть оформлен официальным порядком, чтобы проектировщик нес полную ответственность за результат своих действий

Проект, составленный неформальным порядком, может стать приговором как самой постройке, так и людям, проживающим в ней

Кроме того, заказ на выполнение расчета должен быть оформлен официальным порядком, чтобы проектировщик нес полную ответственность за результат своих действий. Проект, составленный неформальным порядком, может стать приговором как самой постройке, так и людям, проживающим в ней.

Алгоритм расчета свайного фундамента с ростверком

Вычисление полезных нагрузок

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

S – совокупная площадь перекрытия дома.

Вычисление снеговых нагрузок

Карта снеговых нагрузок для расчета

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

N – вес снегового покрова;

S – площадь кровли здания.

Вычисление массы здания

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

M – масса строения;

m – удельный вес элемента.

V = усредненный вес 1 м 2 стройматериала;

S = площадь элемента.

Пример составления сводки для вычисления массы здания:

Элемент	Вес, кг/м 2
Кирпичные стены (150 мм)	220-270
Железобетонное перекрытие	500
Рубероидное покрытие	20-50

Вычисление совокупных нагрузок

Совокупные нагрузки – это сумма воздействий на опоры.

С. Н = (М + П.Н + С. Н) * К.Н

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

Вычисление грузонесущей способности сваи

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

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

Fd – грузонесущая способность сваи;

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

u – внешний периметр сечения опоры;

Fi – сопротивление грунта у боковой стенки столба;

Hi – толщина грунта, соприкасающаяся с боковой стенкой опоры;

R – нормативное сопротивление почвы под основой столба;

А – площадь опоры.

Расчет количества свай ростверкового фундамента

Количество свай – минимальное число опор, поддерживающих сооружение.

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

n – количество столбов

Вычисление длины свай

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

Расчет ростверка свайного фундамента

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

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

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

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

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

Fаi – нормативное давление на угловую сваю;

Rbt – сопротивление рамы к растяжению;

h01 – глубина заложения обвязки на угловой опоре;

Uі – сила давления опоры на раму;

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

Мхі – изгибающие моменты, действующие на ростверк;

Fі – нормативная нагрузка на столбы;

Хі – расстояние между осями опор и нижней гранью рамы;

Мfx – изгибающие факторы местного типа, действующие на обвязку;

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

b – ширина ростверка свайного фундамента;

Ho – глубина заложения ростверка в свайном фундаменте.

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

Виды свай и их параметры

Разнообразие типоразмеров этих изделий связано с применением их под конкретные виды возводимых объектов.

В частном домостроении преимущественно используются винтовые элементы фундаментов с диаметрами трубы от 89 до 159мм. Так, допустимая нагрузка на винтовую сваю 89мм делает возможным их применение при возведении каркасных одноэтажных домов, веранд и беседок. С увеличением диаметра трубы увеличивается цена и расширяется диапазон их применения: 108мм, 133мм и 159мм – для устройства фундаментов двухэтажных каркасных домов, а также одноэтажных из бруса, пенобетона и кирпича.

А допустимая нагрузка на винтовую сваю 325мм приемлема при использовании её в проектировании тяжёлых конструкций домов или промышленных объектов.

При расчётах допустимых нагрузок на сваи используют такой важный параметр, как площадь её конструктивного элемента – лепестковой подошвы.

При этом за радиус подошвы принимают расстояние от центра сваи до крайней (образующей контур лепестка) точки.

Для вычисления площади используют известную математическую формулу: возведённый в квадрат радиус лопастей умножают на 3,14 (число Пи). Для разных диаметров труб она составляет:

89мм – 490см 2 ;
108мм –706см 2 ;
159мм – 1590см 2 ;
325мм – 9567см 2 (для расчётов значения диаметров лопастей всегда берут в сантиметрах).

На выбор длины детали влияют характер грунта (в том числе уровень его промерзания) и перепады высот на стройплощадке.

Длина свай стандартизована и составляет:

для коротких – 160-250см;
для длинных – до 11,5м (с шагом 50см).

При правильной установке они должны упираться лопастями в плотный слой грунта.

Сбор нагрузок

Расчет количества свай для фундамента начинается с вычисления нагрузки, которую оказывают на опоры и почву элементы здания — стены, перекрытия, стропильная система, кровля. В расчет принимается собственный вес фундамента, ветровая и снеговая нагрузка, силы морозного пучения. Для расчета веса каркасного дома можно использовать данные из таблицы ниже.

Таблица 1. Вес материалов и конструкций каркасного дома.

Конструктивные элементы, кг/м 2

Стены, утепленные минватой толщиной 100-150 мм

Межкомнатные перегородки (гипсокартон, брус)

Перегородки со звукоизоляцией (гипсокартон, брус, утеплитель)

Чердачное перекрытие по балкам, с обрешеткой и утеплителем

Кровельный пирог (кровельные материалы, обрешетка, гидроизоляция, контробрешетка, утеплитель, стропила), кг/м 2

с керамической черепицей

с битумной черепицей

Вес одной двухлопастной сваи длиной 2,5 м, кг

Временные нагрузки, кг/м 2

полезная (мебель, бытовая техника, сантехника)

снеговая и ветровая

Из таблицы СНиП «Нагрузки и воздействия» с учетом климатического района

Снеговая и ветровая нагрузки рассчитываются с учетом типа крыши, угла наклона скатов. Если угол превышает значение 60 градусов, снеговая нагрузка уменьшается, но увеличивается ветровая. Приведенные в таблице значения являются справочными, для получения расчетных показателей цифры умножают на коэффициент надежности для каждого вида конструкций.

Таблица 2. Коэффициент надежности.

Теплоизоляция, засыпка, бетонная стяжка

изготовленная на стройплощадке

Пример расчета фундамента на винтовых сваях

В большинстве случаев расчет свайного основания (в том числе и винтового типа) ведется на специальных программных продукта – так называемых «калькуляторах фундамента». Но всю последовательность вычислений, проводимых таким «калькулятором» можно произвести и вручную.

И далее по тексту мы изложим именно «ручную» методику расчетов. Причем все вычисления будут изложены именно в том прядке, который был описан при изложении типовой методики расчетов свайного основания. Итак..

Определение характеристик почвы

Как говорилось выше, все характеристики почвы определяют в ходе инженерно-геологических изысканий. Однако для сооружения небольших фундаментов под относительно легкие строения можно воспользоваться и усредненными, табличными данными, увязав несущую способность грунта с типом почвы.

Правда, в этом случае вам придется отрыть шурф, обнажающий слой грунта на глубине погружения сваи. Причем в качестве шурфа можно использовать котлован для септика.

Сбор нагрузок

Сбор нагрузок предполагает расчет по массе стройматериалов, эксплуатационной, снеговой и ветровой нагрузкам.

Масса строения 6х4 метра определяется по объему и удельному весу стройматериалов. В среднем на такой дом расходуют около 12 кубов бруса на несущие стены и еще 3-4 куба на обустройство кровли, цокольного и чердачного перекрытия. При удельной массе дерева в 550-600 кг/м3 такой объем пиломатериалов «потянет» на 9-10 тонн.

Эксплуатационная нагрузка считается исходя из площади строения, умноженной на усредненный вес оборудования, мебели и жильцов. И при значении среднего веса в 350 кг/м2 эксплуатационная нагрузка равняется 8,4 тонны (6х4х350).

Ветровая нагрузка определяется по площади пола умноженной на коэффициент (40+15Н), где Н – это высота фасада дома. При высоте фасада в 3,5 метра, ветровая нагрузка равна 2,2 тонны (6х4 х (40+15х3,5)).

Снеговая нагрузка вычисляется по площади кровли, умноженной на коэффициент среднего веса снежного покрова (180 кг/м2 для жилищ, расположенных в средних широтах). И при высоте фронтона в 2 метра площадь двускатной кровли нашего дома равна 34 м2. В итоге, снеговая нагрузка равняется 6,1 тонны (34х180).

Таким образом, сбор нагрузок предполагает, что на грунт и основание будут давить не менее 26,7 тонн общего веса строения.

Расчет параметров свай

Перед тем, как рассчитать количество винтовых свай для фундамента и определить шаг расположения опор, следует вычислить несущую способность одной сваи. Для этого нужно умножить на площадь пяты (винтовой лопасти) опоры несущую способность грунта.

Площадь пяты выбирается по специальной таблице, в которой указан диаметр всех нормированных (производимых по ГОСТ) винтовых свай. Наименьший диаметр такой сваи равен 300 миллиметрам. Следовательно, площадь пяты опоры равняется 706 см2.

А при несущей способности грунта в 3-4 кг/см2 несущая способность сваи будет равна 2,1-2,8 тонны.

Таким образом, для удержания нагрузки в 26,7 тонны достаточно 10-12 свай. Габариты опор берутся по общим рекомендациям. Например, для деревянных конструкций в большинстве случаев советуют опору СВ108 с диаметром стержня в 108 миллиметров.

Свайное поле считают исходя из жесткости балок ростверка. И если под нашим домом заложат металлический или деревянный ростверк то максимальный шаг (расстояние между двумя соседними опорами) будет равен 2-2,5 метрам. Причем формируя свайное поле нужно заложить опоры еще и под межкомнатную перегородку.

О сайте

zalman

Сбор нагрузок свайного фундамента

Для определения нагрузки рассчитывают вес строительных материалов

При расчете свайно-винтового фундамента требуется найти сумму воздействующих на него нагрузок в единицах массы (для крупных зданий это тонны). Их можно разделить на константные и временные. В последнюю категорию входят:

Длительные – стационарное оборудование с его наполнением, временные ограждения.
Кратковременные – факторы климата (снег и т.д.), передвижное оборудование, транспорт, воздействия живых существ.
Специфические – действие пожаров, взрывов, повреждений фундамента (влияющие на внутреннее строение грунта), сейсмического фактора. Их значение может быть отрицательным.

Подсчет общей нагрузки на фундамент реализуется посредством простого суммирования значений нагрузок по всем приведенным категориям. Чтобы узнать сумму константных воздействий, нужно определить удельный вес затрачиваемых на строительные работы материалов. Требуемую информацию может предоставить их поставщик. Зная материал, его толщину и тип конструкции, можно воспользоваться табличным значением параметра. Наибольший удельный вес на каждый квадратный метр имеет железобетон. Это относится к стеновым конструкциям и к перекрытиям. Обязательно учитывается вес кровли.

Когда расчет свай и фундамента производится собственноручно, нужно брать во внимание, что показатель нагрузки определяется как нормативный параметр, перемноженный на коэффициент надежности γf. Последнее значение зависит от материала конструкции и его плотности и обычно находится в границах 1,05-1,3. К примеру, периметр P внутренних и внешних стен деревянного дома равен 50 м, высота h – 5 м, а удельный показатель сырья – 70 кг/м2

Тогда нагрузка будет рассчитываться по формуле P*h*удельный вес=50 м*5 м*70 кг/м² = 17500 кг = 17,5 т. Аналогичные показатели вычисляют для крыши и перекрытий. В первом случае удельный вес материала умножают на площадь. Во втором добавляют еще один множитель – количество перекрывающих элементов. Эти три значения – для каркасных конструкций, крыши и перекрытий – суммируют. Результат, перемноженный на коэффициент надежности (для постройки из дерева он равен 1,1), будет являть собой значение константной нагрузки

К примеру, периметр P внутренних и внешних стен деревянного дома равен 50 м, высота h – 5 м, а удельный показатель сырья – 70 кг/м2. Тогда нагрузка будет рассчитываться по формуле P*h*удельный вес=50 м*5 м*70 кг/м² = 17500 кг = 17,5 т. Аналогичные показатели вычисляют для крыши и перекрытий. В первом случае удельный вес материала умножают на площадь. Во втором добавляют еще один множитель – количество перекрывающих элементов. Эти три значения – для каркасных конструкций, крыши и перекрытий – суммируют. Результат, перемноженный на коэффициент надежности (для постройки из дерева он равен 1,1), будет являть собой значение константной нагрузки.

Примерная нагрузка на квадратный метр составляет 150 кг

Поскольку на стадии проектирования нельзя точно узнать общую массу мебели, техники и живых существ, воздействующих на перекрытия, для расчетов используют принятый в нормативах показатель равномерно распределенной нагрузки на квадратный метр (Pt). В жилищах его значение считают равным 150 кг/м². Формула расчета имеет такой вид: S*Pt*n, где n – число использованных перекрытий.

Также при строительстве учитывается снеговая нагрузка на здание, свойственная данному региону. В центральной части ЕТР расчетный показатель считают равным 180 кгс/м². В ряде мест это число значительно выше – в некоторых сибирских регионах оно может достигать 400 кгс/м². Узнать искомое значение можно по карте снеговых районов. Формула для нагрузки состоит из трех множителей: площади крыши, расчетного показателя и коэффициента наклона. Последний параметр для самых типичных покрытий с наклоном в 30-45 градусов считают равным 0,7.

Ветровой нагрузочный показатель часто выражается отрицательным числом (что означает снижение общей массы). Из-за этого при постройке массивных сооружений им часто пренебрегают. Для небольших парусных конструкций, напротив, он очень важен, так как при их возведении нужно представлять влияние на сваи выдергивающих и иных действий. Определяют ветровое давление по формуле: W=0,7* k(z)*c*g, где k(z) – коэффициент для высоты z (находится по таблице для типов местности), с – аэродинамический показатель (зависит от наклона крыши и от того, куда чаще дует ветер – во фронтон или в скат), g – коэффициент надежности, равный 1,4. Чтобы рассчитать общую нагрузку на кровлю, получившееся число W умножают на площадь крыши.

Пример расчета фундамента на винтовых сваях

Определение характеристик почвы

Сбор нагрузок

Расчет параметров свай

А при несущей способности грунта в 3-4 кг/см2 несущая способность сваи будет равна 2,1-2,8 тонны.

О сайте

zalman

Общие сведения по результатам расчетов

Общая длина ростверка — Периметр фундамента, с учетом длины внутренних перегородок.
Площадь подошвы ростверка — Соответствует размерам необходимой гидроизоляции.
Площадь внешней боковой поверхности ростверка — Соответствует площади необходимого утеплителя для внешней стороны фундамента.
Общий Объем бетона для ростверка и столбов — Объем бетона, необходимого для заливки всего фундамента с заданными параметрами. Так как объем заказанного бетона может незначительно отличаться от фактического, а так же вследствие уплотнения при заливке, заказывать необходимо с 10% запасом.
Вес бетона — Указан примерный вес бетона по средней плотности.
Нагрузка на почву от фундамента в местах основания столбов — Нагрузка на почву от веса фундамента в местах основания столбов/свай.
Минимальный диаметр продольных стержней арматуры — Минимальный диаметр по СНиП, с учетом относительного содержания арматуры от площади сечения ленты.
Минимальное кол-во рядов арматуры ростверка в верхнем и нижнем поясах — Минимальное количество рядов продольных стержней в каждом поясе, для предотвращения деформации ленты под действием сил сжатия и растяжения.
Минимальный диаметр поперечных стержней арматуры (хомутов) — Минимальный диаметр поперечных и вертикальных стержней арматуры (хомутов) по СНиП.
Минимальное кол-во вертикальных стержней арматуры для столбов — Количество вертикальных стержней арматуры на каждый столб/сваю.
Минимальный диаметр арматуры столбов — Минимальный диаметр вертикальных стержней для столбов/свай.
Шаг поперечных стержней арматуры (хомутов) для ростверка — Шаг хомутов, необходимых для предотвращения сдвигов арматурного каркаса при заливке бетона.
Величина нахлеста арматуры — При креплении отрезков стержней внахлест.
Общая длина арматуры — Длина всей арматуры для вязки каркаса с учетом нахлеста.
Общий вес арматуры — Вес арматурного каркаса.
Толщина доски опалубки — Расчетная толщина досок опалубки в соответствии с ГОСТ Р 52086-2003, для заданных параметров фундамента и при заданном шаге опор.
Кол-во досок для опалубки — Количество материала для опалубки заданного размера.

Выполнение подробного расчета свайного фундамента на примере несущего ростверка

Отличительной особенностью выполнения расчета осадки свайного фундамента с несущим ростверком является обязательный учет уровня рассеивания вертикальных напряжений, которые возникают при контакте основания с ростверком в границах межсвайной площади.

Осадка фундамента измеряется не от полного наружного давления N, а от его доли, которая воспринимается группой плит основания как Ppf. В ситуации, когда глубина сжимаемой толщи грунта, расположенного глубоко под плоскостью ростверка, не превышает длину свай, напряжения, возникающие под его подошвой, рассеиваются, находясь в границах межсвайной площади. При этом они никак не влияют на напряженное состояние грунта на уровне нижних областей конструкции свай.

Анализирование инженерно-геологических условий строительных площадок в городе показывает, что, включая ростверк в работу, в большинстве случаев переход на более короткие сваи в сравнении со стандартными проектными решениями вполне возможен. При этом сжимаемая толща грунта в фундаменте превышает длину его плит Hc > L (рис. 1). На уровне нижних концов плит могут формироваться вспомогательные вертикальные напряжения ввиду взаимодействия ростверка с фундаментом Sдоп. Данные напряжения становятся причиной дополнительной осадки основания Sдоп. Осадка свайного фундамента наряду с несущим ростверком может быть определена по формуле 1: Sp = Kg х Sдоп.

Здесь Sp — осадка группы плит основания от нагрузки Ppf в соответствии с измерением согласно действующим ТНПА;

Sдоп — это вспомогательная осадка конструкции свай от напряжений, возникающих под подошвой ростверка в межсвайной площади.

Расчеты обусловлены тем условием, что Hc L), обязательно должна быть учтена вспомогательная осадка плиты по формуле 1.

Плитный

Плитный фундамент представляет собой сплошное монолитное основание под пятном застройки. Для его устройства используют бетон марки не ниже М100. Рассчитывают объем этого монолита довольно просто — достаточно перемножить длину, ширину и высоту плиты.

Заливка раствора из цемента и песка с добавлением крупных фракций для монолитной плиты производится на высоту не менее 100 мм. Таким образом, для плиты толщиной 100 мм получают следующие объемы бетона:

для дома 10х8 – 8 м 3 ;
для дома 9х9 – 8,1 м 3 ;
для дома 18х8 – 14,4 м 3 .

Этот расчет подходит для полностью ровных плит, но для придания основанию более высоких прочностных характеристик, часто устраивают дополнительные ребра жесткости в виде трапециевидных продольных балок. Поэтому правильный расчет плиточного фундамента должен содержать и объем заливки ребер жесткости.

Как посчитать кубы бетона на фундамент? Калькуляторы онлайн помогут бесплатно выполнить данные расчеты, можно обратиться к специальным таблицам, ну или самостоятельно посчитать требуемый объем бетона не сложно.

К уже полученному объему плиты необходимо добавить объем ребер жесткости, для чего используют формулу площади трапеции. Объем плитного фундамента с ребрами жесткости находят следующим образом:

Вычисляют объем своей плиты: V=h*b*l.
Находят площадь трапеции: S=h1*(a+c)/2, где h1 – высота ребра трапеции, а и с – длины оснований трапеции.
Находят объем ребра жесткости и умножают на количество ребер: V1=S*l*n, где n – количество ребер жесткости.
Полученные объемы складывают и получают общий объем требуемого бетона: Vобщ=V+V1.

Пример расчета несущей способности свайного отдельно стоящего фундамента

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

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

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

Рис. VI.1

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

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

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

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

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

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

Несущую способность одиночной висячей сваи определим по формуле (6.4)

Ф= 1 =0,364 МН.

Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю по грунту, составит:

F = 0,364/1,4 = 0,26 МН.

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

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

Найдем толщину ростверка из условия (8.8):

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

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

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

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

Определим нагрузку, приходящуюся на одну сваю, по формуле:

Найдем вес свай:

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

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

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

Давление под подошвой условного фундамента:

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

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

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

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

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

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

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

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

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

Отключите adBlock! и обновите страницу (F5)очень нужно

Порядок вычислений

Всегда первый шаг в любой работе – это проектирование.

Для проведения расчетов можно использовать стандартизированную методику для винтовых свай, описанную в СНиП 2.02.03–85. В ее основе лежат данные по геодезическим исследованиям конкретного участка земли.

В них входят следующие сведения:

описание рельефа участка;
состав и плотность грунта;
уровень залегания грунтовых вод;
глубина промерзания почвы;
посезонный уровень осадков в регионе застройки.

При помощи этих данных вычисляется количество винтовых свай для фундамента (К).

Для расчетов понадобятся такие показатели:

общая нагрузка на фундамент (Р), представляющая собой сумму масс всех использованных материалов;
коэффициент надежности (к), являющийся корректирующим показателем для значения общей нагрузки на сваи;
несущая способность грунта – табличное значение;
площадь пяты сваи, находящаяся в прямой зависимости от ее диаметра, – табличное значение;
максимально допустимая нагрузка (S), показатель для одной сваи – табличное значение.

Коэффициент надежности (к) коррелирует с общим количеством свай и имеет соответствующие значения:

к=1.4, если свай от 11 до 22 штук;
к=1.65 – от 5 до 10 штук;
к=1.75 – от 1 до 5 штук.

На каждую сваю ложится нагрузка, равная общей нагрузке, деленной на количество опор. Чем их меньше, тем сильнее нагрузка на одну сваю и тем быстрее она приходит в негодность, а вместе с ними весь фундамент и дом.

При помощи приведенной формулы, коэффициента для винтовых свай расчет нагрузок и дальнейшее строительство не сопряжено с особыми трудностями.

При окончательных расчетах необходимо распределить нагрузки под несущими конструкциями и критическими точками с излишним давлением на фундамент с учетом:

типа свай (висячих или стоек);
массы;
значения кренового усилия.

Как рассчитать необходимое количество винтовых свай

Какие параметры нужно рассчитать для правильного выбора свайного фундамента

Алгоритм расчета свайного фундамента с ростверком

Вычисление полезных нагрузок

Вычисление снеговых нагрузок

Вычисление массы здания

Вычисление совокупных нагрузок

Вычисление грузонесущей способности сваи

Расчет количества свай ростверкового фундамента

Вычисление длины свай

Расчет ростверка свайного фундамента

Виды свай и их параметры

Сбор нагрузок

Пример расчета фундамента на винтовых сваях

Определение характеристик почвы

Сбор нагрузок

Расчет параметров свай

Сбор нагрузок свайного фундамента

Пример расчета фундамента на винтовых сваях

Определение характеристик почвы

Сбор нагрузок

Расчет параметров свай

Общие сведения по результатам расчетов

Выполнение подробного расчета свайного фундамента на примере несущего ростверка

Плитный

Пример расчета несущей способности свайного отдельно стоящего фундамента

Порядок вычислений

Похожие записи: