Пример Расчета Свай
Как сделать упрощенный расчет свайного фундамента из винтовых или буронабивных свай. На Студопедии вы можете прочитать про: Пример расчета несущей способности свайного отдельно стоящего фундамента. 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 = 30,3 = 0,9 м. Далее определим требуемое число свай: n = γg N/Ф=1,41/0,364 = 3,85. Для этого определим общую массу строения. Пример расчета несущей способности свай. Вес дома определяется как сумма веса всех входящих в него частей. Необходимо это и для контроля работ, проводимых нанятой строительной бригадой, и для предварительного экономического расчета расходов на строительство основания дома. Это может быть полезно: Расчет отказа сваи при забивке.
Расчетные схемы для свай - Доктор Лом. Первая помощь при ремонте Расчетные схемы для свай По способу взаимодействия с грунтом в современном строительстве принято различать два основных вида свай: висячие сваи и сваи-стойки. Впрочем данная статья посвящена не рассмотрению, а расчетным схемам, используемым при расчетах как свай-стоек, так и висячих свай. При расчетах по материалу свай (при определении гибкости свай) и сваи-стойки и висячие сваи рассматриваются, как сжатые элементы с жестким защемлением на конце.
С той только разницей, что сваи-стойки как правило рассматриваются, как стержни, как минимум жестко защемленные в месте опирания на скальные или малосжимаемые грунты (как правило сваи-стойки должны заглубляться в скальный грунт на 0.5 и более метров), в то время как висячие сваи могут иметь расчетную длину больше, чем глубина заложения сваи. Тем не менее расчетная длина как сваи-стойки, так и висячей сваи может быть и меньше общей длины сваи. Примечание: Как правило расчетная длина сжатого стержня определяется с помощью коэффициента μ, учитывающего способы закрепления концов стержня. Однако насколько это правило справедливо для свай, частично или почти полностью находящихся в грунте, а не в условном вакууме, я точно сказать не могу. Но об этом чуть позже. Чтобы понять, почему это так и как такое вообще возможно, рассмотрим следующую картинку: Рисунок 484.1. А) сваи-стойки (1) и висячие сваи (2), б) и в) расчетные схемы для свай.
Как видно из рисунка 484.1.а), у висячих свай, опирающихся на сжимаемые грунты, нет ярко выраженной опоры снизу. Нагрузка от сваи грунту передается боковой поверхностью (силы трения, возникающие при осадке висячей сваи под нагрузкой, на рисунке 484.1.а) обозначены как т, их можно рассматривать как касательные напряжения, возникающие в грунтах) и нижним концом, где происходит сжатие по площади сечения (на рисунке 484.1.а) нормальные напряжения в грунтах, возникающие под нижним концом сваи, обозначены как σ). Сваи-стойки опираются на (кроме того к сваям-стойкам относят забивные сваи, которые опираются на малосжимаемые грунты). Таким образом у свай-стоек есть ярко выраженная опора снизу.
Более того наличие такой опоры - скальных или малосжимаемых грунтов - практически исключает возможность осадки сваи под нагрузкой, а потому считается, что силы трения на боковой поверхности свай-стоек не возникают и при расчетах несущей способности свай не учитываются. В итоге какая бы нагрузка ни действовала на сваю-стойку, продольная N, горизонтальная Н, изгибающий момент М, все это в различных комбинациях или вместе, свая-стойка всегда рассматривается как сжатый стержень с жестким защемлением на нижней опоре (расчетная схема на рисунке 484.1.б) справа). Примерное положение нейтральной оси сваи в результате действия указанных нагрузок показано пунктиром.
Это может быть продольный изгиб от действия продольной нагрузки или прогиб на верхнем конце от действия горизонтальной нагрузки или изгибающего момента. Все это сопровождается изменением угла наклона поперечных сечений сваи. А вот с висячими сваями все несколько сложнее. Если на висячую сваю действует только продольная нагрузка N, то продольного изгиба сваи вообще может не быть, так как свая просто даст осадку s (на рисунке 484.1.б) примерное положение нейтральной оси под действием только продольной нагрузки показано отдельно). Таким образом расчет висячей сваи на продольный изгиб при действии только вертикальной нагрузки не имеет никакого смысла, расчетная длина сваи в этом случае условно равна 0. При этом если на висячую сваю действует горизонтальная нагрузка и(или) изгибающий момент, то даже без учета действия продольной нагрузки в зависимости от различных характеристик, речь о которых ниже, висячая свая рассматривается, как балка, лежащая на упругом основании, если расчетная отметка защемления сваи находится ниже глубины заложения сваи.
Примерное положение нейтральной оси висячей сваи при действии горизонтальной нагрузки и(или) изгибающего момента показано пунктиром рядом со стержнем, имеющим необходимую длину и жесткое защемление на нижнем конце. Кроме того на рисунке видно, что не только верхний, но и нижний конец сваи в этом случае будет иметь горизонтальное смещение.
Примечание: Как правило такая ситуация бывает в тех случаях, когда соотношение длины сваи к ширине или диаметру l/d l, то в таких случаях длина l 1 определяется по другой формуле l 1 = l o + l (484.2.2) где l (м) - действительная глубина погружения сваи в грунт; Таким образом для свай-стоек, имеющих четко выраженную опору снизу, да еще и заделанных в скальный грунт, длина l 1 не может быть больше суммы надземной и подземной части. Но надземная часть l o свай-колонн или свай-столбов может быть сопоставимой с подземной частью l и в этом случае при проведении соответствующих расчетов умножение длины сваи (как минимум для надземной ее части) на коэффициент µ обязательно. А значит и расчетная длина таких свай может быть больше длины l 1.На мой взгляд, это достаточное основание, чтобы считать длину l 1 некоторой условной длиной. А кроме того подобная ситуация (2/а д l) может возникнуть только при рассмотрении сильносжимаемых грунтов, через которые проходит свая-стойка. Получается, что наличие подобных сильносжимаемых грунтов при выборе расчетной схемы вообще не учитывается, точнее, можно предположить, что сильносжимаемые грунты почти не препятствуют продольному изгибу свай-стоек. Ну теперь пойдем дальше. А д (1/м) - коэффициент деформации, определяемый по следующей формуле: а д = (Кb c/EI) 1/5 (484.3) где К (тс/м 4) - коэффициент пропорциональности, зависящий от свойств грунта, окружающего сваю.
Значение К определяется по одной из следующих таблиц: Таблица 484.1 (согласно Руководства по проектированию свайных фундаментов) Таблица 481.2 (Согласно СНиП 2.02.03-85) Примечания: 1. Как видим, согласно СНиП 2.02.03-85 'Свайные фундаменты' значения коэффициента пропорциональности принимаются примерно в 3 раза больше. Однако на выходе, с учетом того, что при определении а д согласно СНиП подкоренное выражение следует дополнительно делить на коэффициент условий работы, в данном случае равный 3 (при рассмотрении только первой стадии напряженно-деформированного состояния системы «грунт - свая»), никакой разницы практически не будет. Меньшие значения К как в в таблице 484.1, так и в таблице 484.2 соответствуют более высоким значениям показателя консистенции I L глинистых грунтов или коэффициента пористости е песчаных грунтов (данные показатели указаны в скобках), а большие значения К соответствуют более низким значениям I L или е.
Для грунтов с промежуточными значениями характеристик I L и е величины коэффициента К определяются интерполяцией. Коэффициент К для плотных песков принимается на 30% выше, чем наибольшие значения К для заданного вида грунта. B c (м) - условная ширина сваи или диаметр.
Для свай с диаметром стволов ≥ 0,8 м условная ширина сваи принимается равной b с = d + 1, для свай с меньшими размерами сечений b с = 1,5d + 0,5. Е (кгс/м 2) - модуль упругости материала сваи. Для железобетонных свай принимается значение начального модуля упругости. I (м 4) - момент инерции поперечного сечения сваи. Если геометрические параметры сечения сваи изменяются по длине, то следует использовать приведенный момент инерции. Таким образом при всех прочих неизменных характеристиках материала сваи значение коэффициента К тем меньше, чем больше сжимаемость грунта (чем меньше модуль деформации грунта). А чем меньше значение К, тем меньше значение а д.
Соответственно чем меньше значение а д, тем больше в итоге значение l 1. Как уже говорилось, для свай-стоек, имеющих четко выраженную опору на скальный грунт, вводится ограничение длины l 1, выраженное формулой (482.2).
Для висячих свай, за исключением буроинъекционных, такого ограничения не существует. Далее, в нормативных документах есть такое понятие как 'приведенная длина сваи', обозначается как l, но так как никакой размерности она не имеет, то я бы назвал ее коэффициентом приведенной длины.
План по выполненному расчету Время эксплуатации любого дома в первую очередь определяют характеристики устойчивости и прочности его основы, поэтому добросовестно выполненный расчет свайного фундамента становится важным определяющим фактором конечного результата строительства. Особенности составления проекта напрямую зависят от выбранного типа опоры дома. Бурение или вкручивание свай отличается от воздействия на грунт столбов при их забивке специализированной техникой. Объемы земляных, арматурных, бетонных работ, потребность в нужном оснащении повлияют и на затратный раздел сметы. Содержание.
Принципы расчета Строительные нормы говорят, что расчет фундамента на сваях проводится по результатам инженерно геологических изысканий. Исходя из природных условий участка, определяются расчетные физические, прочностные, деформационные характеристики для фундамента будущего здания в соответствие с ГОСТом 20522.
Насколько ответственной частью для здания является фундамент, каковы последствия отсутствия учета всех факторов влияния, малой несущей способности или грубых ошибок в проекте, видно на фото: Не выдержало основание Требования к проектированию конструкции фундаментов для различного типа свай сведены в СНиПе 2.02.03-85:. Длину опорного столба выбирают такого размера, чтобы имеющаяся нагрузка передавалась на прочный пласт породы, проходя сквозь слабые пласты. Исследования для проекта на просадочных грунтах должны выполняться только специализированной организацией. В зависимости от рельефа и сложности участка застройки делают контрольное бурение с шагом между скважинами не больше 50 м. Для каждого отдельного контура фундамента не менее 4 бурений.
Для проектирования здания с площадью основания не более 1300 м² допускается сделать 3 скважины. По результатам изучения наличия и сезонного изменения грунтовых вод, составляется прогноз возможных изменений после постройки выбранного сооружения.
Каждая из характеристик почвы, которая может измениться при замачивании, берется в проводимом расчете, исходя из максимального водонасыщения. На подрабатываемых строительных площадках нужно дополнительно применение СНиПа 2.01.09-91.
Пример Расчета Свай
В сейсмически опасных районах обязательно надо руководствоваться СНиПом II-7-81. Первоначально нужно выяснить показатели прочности залегающего грунта на предназначенном для строительства участке.
Применяют 2 метода: бурение вручную или рытье шурфов. Углубиться нужно на 0,5 м больше, чем подошва будущего фундамента.
Правильный расчет свайного фундамента по результатам собственных изысканий включает в себя ознакомление с Приложением А к ГОСТу 25100 – 2011. В нем представлены основные критерии, по которым тип вынутого грунта определяют визуально. Расчет 1 опоры Определение минимального количества свай для фундамента будет исходить из несущей способности 1 элемента. Ее можно определить по следующей формуле: P= (0,7×R×S)+(u×0,8×fin×li), в котором: P — нагрузка, которую гарантированно длительно выдерживает 1 опора без разрушения; R — несущая способность почвы (табличное значение); S — опорная площадь столба, для круглой сваи: S=3,14×r²/2; u — периметр 1 опоры; fin — сопротивление почвы по боковым сторонам элемента фундамента(табличное значение); li — толщина слоя грунта по боковой поверхности сваи (определяется отдельно для каждого слоя почвы). Самостоятельный расчет допустимых нагрузок на свайный фундамент упрощенно можно выполнять по данным из таблицы: Самостоятельный расчет допустимых нагрузок на свайный фундамент Чтобы рассчитать минимально необходимое количество точек опоры нужно взять такую простою формулу: n=Q/Р, где Q — масса дома. Общее необходимое количество будет определяться, исходя из планировки нижнего этажа здания.
Столбы разной высоты и глубины залегания Как получить нужных размеров горизонтальное основание на участке с большим наклоном при помощи правильно рассчитанной каждой из буронабивных свай, видно на этом фото: При суммировании нагрузок на основание необходимо учитывать по весу все конструктивные элементы здания, переменные нагрузки (снеговая, ветровая, люди, мебель, технологическое оборудование) и запас прочности 30%. Количество столбов Обеспечить требуемый показатель прочности фундамента можно, только установив сваи в количестве не меньшем, чем предписывает расчет. Свайный буронабивной фундамент пример определения требуемого количества элементов: Определим минимальное количество точек распределения общей весовой нагрузки на грунт с несущей способностью 3,5 кг/см². Вес здания (включая массу фундамента), будет равен 150 000 кг.
У буронабивной колонны с подошвой Ø50 см площадь нижней части одного элемента 3892,5 см². Для распределения всего веса потребуется (150000: 3892,5)/3,5 = 11,01 шт. Всего потребуется 11 буронабивных свай. Их распределяют по углам и расположению несущих конструкций здания. Дополнительно предусматривают опоры в местах пересечений стен и установки тяжелого технологического оборудования. Будет низкий ростверк на сваях Чтобы нагрузка равномерно распределялась на несущие элементы, выполняют устройство ростверка свайного фундамента, который может быть различной высоты от уровня земли.
Пример выполненной подготовки к обвязке буронабивных колонн бетонным ростверком приведен на фото: Свайно-ростверковый фундамент находит применение там, где поверхностные грунты не пригодны для ленточного фундамента (слабый, пучинистый, промерзающий на большую глубину грунт). Сваи можно устанавливать в любых климатических зонах, поэтому ростверковый вариант востребован в регионах с низкими сезонными температурами, суровым климатом.
Принципы быстрого вычисления параметров свайного фундамента с ростверком в виде мелкозаглубленной ленты приведены на этом видео: Отличительная особенность такой технологии – это высокие темпы возведения и незначительная потребность в земляных работах, особенно для уже готовых свай винтового или забивного типов. Правильно выбрать шаг Строительные нормы рекомендуют выбирать расстояние между соседними сваями в границах установленного минимального и максимального значения. Это вызвано следующими причинами:. Близкое расположение опор приводит к тому, что они начинают работать по наружному периметру как куст. Это уменьшает их общую несущую способность за счет повышения давления на основу в этом месте.
Особенно сильно это проявляется, если работают забивными элементами, так ка вокруг них происходит сильное уплотнение почвы при установке. При увеличении расстояния между точками опоры возрастают искривляющие воздействия на ростверк, плиту или венец дома. Приходится увеличивать толщину горизонтальных связей. Сама колонна начинает работать одиночной стойкой, возникающие усилия быстро разрушают площадку крепления к подошве. Сравнительный расчет ростверка для различных вариантов расположения опор показывает, что сокращение количества столбов, увеличенный просвет между рядов свай при большой площади постройки приводит к повышению значений требуемых параметров у ростверка и не дает экономии материалов. Минимальное расстояние между центрами колонн (при требовании в 3Ø) нельзя принимать меньше, чем 2 Ø опоры.
Исключение составляют только варианты установки под наклоном. Шаг будет зависеть от угла наклона. В среднем он составит 1,5 Ø трубы. Ставить сваи с самым малым просветом не значит повышать устойчивость дома – возникает взаимное влияние, которое снижает равномерность компенсации нагрузки на основание. Наибольшее расстояние для опор должно соотноситься с прочностью обвязывающих горизонтальных балок. Они не должны прогибаться больше установленного значения.
Стандарты принимают допустимый шаг в 5-6 Ø стойки. Легкие дома и хозяйственные постройки ставят на винтовые сваи.
Быстрый монтаж без применения строительной техники позволяет за 1 – 2 дня изготовить такой фундамент, как на этом фото: Прочно и быстро Расстояние между винтовыми столбами должно быть от 1 м и до 2 м. Для буронабивных оснований (подошва 0,4 м) от 1,2 м на минимуме до 2,4 м на максимуме. В расчете ширины просвета между сваями 2-этажных домов значение можно уменьшить. Наличие внутренней несущей стенки, на которой сходятся плиты перекрытия, требует сокращения шага на 30% между столбами. Арматура Общая площадь сечения армирования должна составлять не менее 0,1% сечения ленточного ростверка.
При длине прямого участка ленты до 3 м арматурные прутки берут толщиной от Ø 10 мм. Если длина более 3 м, то не менее Ø 12 мм.
Горизонтальная обвязка (хомуты) делается из проволоки от Ø 6 мм. Вертикальные хомуты от Ø 6 мм при ленте высотой до 0,8 м, свыше – Ø 8 мм и более. Пример устройства свайно – ленточного основания показан на такой схеме: Для армирования выбирают прутки с периодическим профилем, класс А 400. Изготовление поперечных хомутов производят из гладкой проволоки, класс А 240.
Коэффициенты В расчете элементы различают не только по конструкции и способу установки. Для тог, чтобы учесть характеристики сваи по материалу вводятся специальные коэффициенты.
Эти значения берут из такой таблицы В случае монтажа фундамента из изделий заводского изготовления, при их приобретении следует ознакомиться с паспортной способностью сваи длительно выдерживать определенный тип нагрузки. Это позволит более точно рассчитать количество и расположение опор для конкретных условий.
Пример Расчета Свайного Ростверка
Быстрый результат На строительных сайтах можно рассчитать свайный фундамент для своего дома при помощи программы — онлайн калькулятора. Выглядеть она будет приблизительно так: Расчеты такого калькулятора проводятся по СНиПу 3.03.01-87, СНиПу, а также ГОСТу Р. Большинство параметров свайно-ростверкового фундамента изменяют свое значение в каждом конкретном случае. К ним относятся: форма и материал изделия, способы воздействия на грунты, вид монтажа, геометрия ростверка.
Для точного учета всех составляющих надежного решения надо произвести все необходимые замеры и дополнительные расчёты, поэтому в сложных случаях лучше пригласить квалифицированных специалистов.