Формула расчета свайного фундамента с ростверком

Расчет свайного ростверка

Долговечность и надежность свайного ростверка зависит не только от соблюдения технологии его монтажа, но и от правильных расчетов. Все полученные результаты проверки переносятся на проект, который передается строителям.

Основные правила расчёта свайного ростверка, формулы и СНИП нормативы, полная информация далее на странице.

Расчет свайного фундамента с ростверком

Для проведения расчетов такого плана следует обращаться к специалистам, специализирующихся в этом профиле. Перед этим проводятся геологические изыскания, позволяющие разработать проект, соответствующий почве на стройплощадке.

Совет эксперта! Если работы по геодезическому изысканию проведены не будут, то произвести точные расчеты основания с ростверком будет невозможно. Объясняется это тем, что несущая способность определяется только на основании силы сопротивления почвы.

Рис: Схема свайно-ростверкового фундамента

Для проведения изысканий на участке бурится отверстие в почве для ее пробы и анализа. Только потом можно проводить важные расчеты.

При разработке проекта учитываются такие параметры по сваям:

• Глубина погружения.
• Диаметр сваи.
• Количество свай.
• Схема их расположения.

• Форма ростверка (3 вида: высокий, повышенный, низкий).
• Диаметр.
• Устойчивость на изгиб и продавливание.
• Метод армирования.

Рис: Схематическое положения ростверка свайного фундамента

Совет эксперта! Определить высоту ростверка следует исходя из веса будущего сооружения и уровня пучинистости грунта.

Как делается расчет

Существует 2 группы, благодаря которым происходит расчет свайного фундамента.

• Прочность используемых материалов, несущая способность почвы и оснований.
• Осадка вследствие трещин, нагрузки вертикальной и движения свай.

Процесс проектирования по указанным предельным выполняется при помощи следующих формул.

Устойчивость к продавливанию:

Устойчивость на изгиб:

Устойчивость к поперечным нагрузкам:

СНиП для проведения полного расчета свайного ростверка

За основу берется два СНиПа:

• Для ростверка СНиП №2.03.01.
• Для свай СНиП №2.17.77.

Совет эксперта! Соблюдение всех рекомендаций в СНиПе является обязательным условием.

Что учитывается при расчетах

Крайне важно учитывать такие аспекты:

• Все предполагаемы нагрузки и воздействия по СНиПу.
• Несущая способность опор и основания на основе особых и сочетаемых нагрузок.
• Сочетание всех используемых материалов с почвой на стройплощадке. В этом случае берутся во внимание геодезические изыскания на предмет исследования почвы и динамических/статических испытаний ЖБИ свай. Опять же, в расчет берутся показания в СНиП.

• Обращается внимание на тип свай, они могут быть висячими или стойки. Обязательно учитывается общий вес. Не менее важны и нагрузка воздушных масс.
• В процессе расчетов, основание с ростверком представляет собой единой рамной конструкцией. Она должна воспринимать нагрузку по вертикали и горизонтали. Также изгибающая сила.
• Если почва сложная (грунтовые воды очень высоко и тому подобное), а проектная нагрузка высокая, то учитывается негативная сила трения в процессе осадки строения.
• Учитываются и другие немаловажные факторы при проектировании. Особенно те, которые непосредственно связаны с разными грунтами.

Пример расчета

Предлагаем рассмотреть пример расчета ростверкового фундамента на основе свай. Хотя в интернете есть множество подобных расчетов, если вы не имеете достаточного опыта в этом вопросе, то будет крайне сложно со всем разобраться. Хотя и так, лучше обращаться к профильным специалистам, но для общего понимания стоит узнать важные детали.

Так, учитываются при расчетах следующие данные:

• Масса постройки. Чтобы получить конкретную и точную сумму массы, то необходимо сложить массу каждого элемента строения, а, в частности: стены, стяжка пола, стропильная система, кровля, перекрытия и прочее. Для определения этой суммы необходимо использовать средний показатель конкретного строительного материала.

Рис: Вес конструктивных элементов здания

• Полезная нагрузка. В этом случае учитывается вся создаваемая нагрузка от мебели, отделки стен, бытовых приспособлений, количество проживающих человек и тому подобное. Согласно установленным нормам, на 1 м 2 приходится нагрузки до 100 кг на перекрытие.

Совет эксперта! Определение полезной нагрузки происходит путем умножения площади перекрытия на 100 кг.

• Снеговая нагрузка. Для этого используются данные и нормативы для конкретного региона страны. Полученную сумму необходимо умножить на площадь всей крыши.

Рис: Карта снеговых нагрузок РФ

• Вся нагрузка на фундамент строения. В этом случае следует сложить всю массу будущего строения, нагрузку от снега в вашем регионе и полезную нагрузку. Полученный результат умножается на коэффициент надежности 1,2 (для жилого дома).
• Грузонесущая способность ЖБИ свай. Подобные расчеты выполняются согласно следующей формуле на основании геологических изысканий:

• Сколько будет опор и какая их длина. Для этого необходима информация обо всей предполагаемой нагрузке на будущее основание. Что касается длины, то она вычисляется, отталкиваясь от характера почвы. Всегда к полученному результату следует добавить 400 мм по длине.
• Это позволит выполнить сопряжение ростверка со сваями. Что касается шага между опорами, то преимущественно шаг колеблется от 2 до 2,5 метров. Свая всегда устанавливается по углам и в местах соединения стен.

Рис: Схема заглубления ЖБ свай

• Расчет ростверка. Итак, все расчеты выполняются согласно предоставленным формулам.

Совет эксперта! Помните, самостоятельно делать такие расчеты не рекомендуется, необходимо обращаться исключительно к профильным специалистам, которые имеют опыт в этом вопросе.

В большинстве случаев ростверк имеет сечение 400×300 мм. Для изготовления бетона используется цемент М200 и 300. Для армирования применяются прутья А2 и 1 Ø10-15 мм.

В нашей компании работает команда высококвалифицированных специалистов, которые обладают достаточным опытом по разработке свайного фундамента с ростверком. При этом учитываются все ГОСТы и СНиПы. За счет этого достигается высочайшее качество и надежность построенного строения.

Поможем с расчётами и работами по свайному фундаменту

Мы опытная компания по погружению железобетонных свай и шпунтов, с большим парком техники и большим количеством сданных объектов. Поможем Вам с возведением свайного фундамента любой сложности, примеры наших работ на фото. Видео наших работ. Ждём Вашего обращения по заявке:

Источник

Методика расчета свайного буронабивного фундамента с ростверком

Расчет характеристик

Допустимая горизонтальная нагрузка на одну свайную опору рассчитывается на основании общего равномерного распределения на каждый опорный элемент. При этом ростверковая конструкция применительно к сваям устанавливается бесконечно жесткой.

В случае изготовления индивидуальных ростверков под каждой из колонн, а также в варианте использования ленточных технологий, следует обратиться к предписывающим нормативам СНиП II-В.1-62, на основе которых высчитывается общая совокупность допустимых усилий. При необходимости выполняют подсчет на возможное формирование трещин на основное и дополнительное сочетание нагруженности по установленным правилам.

Согласно названному сборнику правил, допустимые значения ширины образования трещин не должны превышать показателей в 0,3 мм.

Для определения допустимого значения на продавливание следует придерживаться следующей формулы:

где F пер – общая продавливающая сила, которая рассчитывается из суммы реакций всех свайных опор;

Rbt – допустимое значение сопротивления бетона на растяжение с учетом показателя условия функционирования названного материала;

h0 – допустимый показатель высоты ростверка на анализируемой поверхности, которая равна промежутку от установленной арматуры до основания колонного элемента, предположительно размещенного на 10 см выше нижней границы стакана;

Ui – половина суммы оснований боковых граней элемента продавливания, определяемая в зависимости от количества таких граней – m;

Ci – отрезок от грани колонного изделия до боковой грани опоры, размещенной за пределами элемента продавливания;

A – частичные усилия продольной силы колонны на ростверк, проходящие по стенкам стакана.

Представленная формула описывает вычисление продавливания с условием бокового воздействия на постройку. Обязательное требование – угол наклона между внешними гранями колонн и гранями свайных опор должен составлять не менее 45°.

Особенности устройства

Для правильного вычисления нагрузки ростверка важно учитывать некоторые индивидуальные характеристики, а именно:

для возведения железобетонных сооружений цельного или сборного типов целесообразно использовать бетонные изделия с маркировкой М150 и М200 (не для не секрет, что чем выше маркировка бетона, тем практичнее будет изготовлена постройка, однако стоит учитывать, что с ростом марки и качества бетона возрастают расходы);

рекомендуемые показатели для изготовления ростверка: минимальное значение высоты – 40 см, ширины – 50 см; размеры подошвы для будущего размещения подставки под колонну, самой колонны или ступенек следует принимать по 30 см; с учетом названных размеров промежуточного слоя, опирающегося на грунт, допустимые значения высоты названных последних элементов должны составлять порядка 15 см;

учет осевой и эксцентрической нагрузок (в первом варианте учитывается сила, осуществляющая свое действие от центра тяжести фундамента под основание; при расчете второй характеристики следует учитывать, что исследуемое изделие будет находиться под пагубным воздействием момента, поэтому свайные опоры следует размещать таким образом, чтобы центры тяжести каждого из них совпали с суммарной силой, действующей от ростверка к основанию);

определение несущей способности выполняется с учетом особых и главных нагрузок, при этом расчет возможных деформаций основывается только на основных нагрузках;

учет индивидуальных характеристик применяемых материалов и особенностей почвы на предполагаемом участке размещения постройки (данные показатели можно получить из предварительно проведенного анализа грунта и СНиПа);

учет используемого типа свай (стойка или висячий вид), а также вес каждого элемента и значения допустимого кренового усилия.

Преимущественное большинство действующих нагрузок на ростверк и основание вычисляется по СНиПу. Перечисленные в названном сборнике правил показатели впоследствии необходимо умножить на коэффициент надежности по нагрузке, который определяется на основании норм учета ответственности сооружений при их проектировании.

Рекомендуем посмотреть видео о монтаже ростверка с учетом всех особенностей устройства.

Расчет свайного фундамента с ростверком

Для проведения расчетов такого плана следует обращаться к специалистам, специализирующихся в этом профиле. Перед этим проводятся геологические изыскания, позволяющие разработать проект, соответствующий почве на стройплощадке.

Совет эксперта! Если работы по геодезическому изысканию проведены не будут, то произвести точные расчеты основания с ростверком будет невозможно. Объясняется это тем, что несущая способность определяется только на основании силы сопротивления почвы.

Рис: Схема свайно-ростверкового фундамента

Для проведения изысканий на участке бурится отверстие в почве для ее пробы и анализа. Только потом можно проводить важные расчеты.

При разработке проекта учитываются такие параметры по сваям:

• Глубина погружения.
• Диаметр сваи.
• Количество свай.
• Схема их расположения.

• Форма ростверка (3 вида: высокий, повышенный, низкий).
• Диаметр.
• Устойчивость на изгиб и продавливание.
• Метод армирования.

Рис: Схематическое положения ростверка свайного фундамента

Совет эксперта! Определить высоту ростверка следует исходя из веса будущего сооружения и уровня пучинистости грунта.

Ленточный вид армирования

Арматурная сетка в данном случае закладывается в 2 ряда. Обязательно в средней части использовать слой с высоким уровнем защиты. Арматурная сетка производится с расстоянием между прутьями в 15-20 см. Элементы сетки надо связывать между собой металлической проволокой и скреплять их специальным крюком. Не стоит скреплять ячейки сетки методом сваривания. Это уменьшит ее прочность.

На месте работы необходимо соорудить опалубку. Ее щиты должны быть хорошо укреплены со всех сторон.

Армирование ленточного ростверка для свайного основания занимает не так много времени и не требует специальных навыков. Его вполне можно выполнить самостоятельно.

Схема армирования ленточного фундамента

Ленточный распространён благодаря его прочности, способности выдерживать здания любой массы и противостоять любым процессам, протекающим в почве. Представляет собой ленту, как бы продолжение наружных стен дома, направленное вниз. Толщина ленточного фундамента в частном строительстве принимается равной 40 — 50 см.

Армирование фундамента ленточного производится после устройства траншеи и опалубки.

Сечение ленточного фундамента Требования к расположению арматуры в бетонном массиве:

• расстояние от наружной боковой стенки до арматуры не должно быть менее 50 — 55 мм.;
• расстояние от нижней и верхней плоскостей массива до горизонтальной арматуры не должно быть менее 70 — 75 мм.;
• расстояние между верхним и нижним арматурными слоями не делают менее 300 — 350 мм., но лучше сделать это расстояние максимальным;
• расстояние между перемычками: вертикальными 400 — 700 мм, горизонтальными 800 — 1400, расстояние выбирают таким, чтобы обеспечить неподвижность арматуры во время заливки бетона и уплотнения его при помощи вибромашин и других приспособлений.

Арматурный каркас ленточного фундамента Несколько советов, облегчающих сборку арматурного каркаса для ленточного фундамента:

• некоторая часть вертикальной арматуры изготавливается увеличенной длины, так, чтобы на них, вбитых в дно траншеи, удобно было монтировать весь скелет;
• верхнюю горизонтальную арматуру делают длиной равной ширине фундамента, благодаря этому они, упираясь в стенки опалубки, фиксируют положение всей арматурной конструкции в пространстве.

Как рассчитать количество свай для фундамента

Правильный расчет количества используемых свай нуждается в предварительной геодезической разведке. Прежде всего, необходимо рассчитать уровень промерзания грунта в зимний период, учитывая, что данный показатель отличается в разных регионах. Для прочной установки сваи ее нижний конец должен находиться ниже этого уровня.

А также необходимо выяснить степень плотности слоев грунта. Чем выше плотность, тем меньшую глубину сваи следует закладывать на этапе проектирования. К примеру, для полускальных и крупноблочных пород она будет минимальной (но не меньше 0,5 метра), а для песчаных и глинистых грунтов придется углубляться по максимуму.

1. Вычисление потенциальной предельной нагрузки на сваи

Перед началом расчета количества свай для фундамента следует выяснить несущую способность отдельной сваи. Общий вид формулы выглядит следующим образом:

В этом случае W является искомой фактической несущей силой, Q – расчетное значение несущей силы, рассчитанное для отдельной сваи по материалу, размерам и характеристикам грунта; k – дополнительный «коэффициент надежности», расширяющий эксплуатационный запас фундамента.

2. Вычисление расчетной нагрузки на сваи

Далее нам необходимо найти параметр Q, без которого расчет свайного фундамента невозможен. Расчетная нагрузка определяется по формуле:

Где S равно площади поперечного сечения лопастей сваи, а Ro – это показатель грунтового сопротивления на глубине размещения лопастей. Сопротивление грунта можно брать из готовой таблицы:

Что касается «коэффициента надежности» условного фундамента, его величина может варьироваться в пределах 1,2-1,7. Логично, что чем меньше коэффициент, тем ниже себестоимость фундамента на этапе проектирования, поскольку для достижения заданного значения несущей силы не потребуется использования большого количества свай. Чтобы уменьшить коэффициент следует провести качественный и достоверный анализ грунта на стройплощадке, привлекая специалистов.

3. Расчет нагрузки от конструкции здания

На завершающем этапе проектирования свайного фундамента проводится расчет количества свай. Для этого потребуется просуммировать все элементы конструкции здания: от капитальных стен и перекрытий, до стропильной системы и кровли. Провести точное вычисление всех компонентов довольно сложно, поэтому рекомендуем воспользоваться одним из специализированных калькуляторов. И также в калькулятор расчета вносятся эксплуатационные нагрузки, включающие предметы интерьера, мебель, бытовую технику и даже проживающих в доме людей.

4. Подсчет требуемого количества свай

Перед тем как рассчитать количество задействованных свай нам нужно получить на предыдущих этапах две величины: совокупную массу здания (M) и несущую способность сваи (W) умноженную на «коэффициент надежности». Значение несущей способности можно взять из Таблицы 1. Итак, если масса равна 58 тонн, а скорректированная несущая способность сваи СВС-108 равна 3,9 тонн, то:

Как показал пример расчета, для дома весом в 58 тонн потребуется 15 свай марки СВС-180. Следует отметить, что это значение приблизительно и не учитывает правила точного распределения свай согласно СНиП:

• Первые должны быть установлены в точках пересечения несущих конструкций;
• Остальные монтируются равномерно между обозначенными углами;
• Минимальное расстояние между отдельными сваями 3 метра;

5. Глубина установки свай и расстояние между ними

Базовое значение глубины установки сваи рассчитывается исходя из глубины промерзания грунта в конкретно регионе, плюс 25 сантиметров. И также перед тем как рассчитать свайный фундамент, необходимо выяснить:

• Уровень прочности сваи по материалу и конструкции;
• Несущую способность грунта;
• Провести расчет осадки свайного фундамента, со временем возникающей под нагрузкой здания;
• Дополнительные параметры (температурный режим в течение года, объем осадков, нагрузки от ветра и др.).

Недостатки свайного основания

• При обустройстве фундамента на сваях необходимо продумать, как утеплить и отделать цокольный этаж.
• Если грунты на строительном участке набухающие или просадочные, характеристики устойчивости фундамента могут существенно снижаться.

Забивные сваи обвязыванные железобетонным ростверком

В случае необходимости придать конструкции большую прочность, используют сооружение свайного фундамента с ростверком. Такие основания можно разделить на:

• плитно-свайный тип;
• свайно-ленточный тип.

При устройстве этих двух типов оставляют некоторое пространство между землей и лентой. Выполняется засыпка слоя песка, щебенки или гравия под ленту.

Он не дает грунту (в случае пучения) упираться в ростверк. Кроме того, при наличии этого зазора ростверк не будет приподнимать фундамент вверх.

Такой же способ применяется и для плитного варианта свайного фундамента.

Расчет

Расчетное сопротивление грунта основания

Данные для расчета взяты из СП 22.13330.2011 (Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*).

коэффициент условий работы, принимаемые по таблице 5.4;

коэффициент условий работы, принимаемые по таблице 5.4;

коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта ( и ) определены непосредственными испытаниями, и k = 1,1, если они приняты по таблицам приложения Б;

ширина подошвы фундамента, м;

осредненное (см. 5.6.10) расчетное значение удельного веса грунтов,
залегающих ниже подошвы фундамента, кН/м3;

осредненное (см. 5.6.10) расчетное значение удельного веса грунтов,
залегающих выше подошвы фундамента, кН/м3;

расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего
непосредственно под подошвой фундамента (см. 5.6.10), кПа;

угол внутреннего трения грунта основания;

коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5;

коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5;

коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5;

Коэффициент, принимаемый равным единице при b

глубина заложения фундаментов, м, бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле (5.8);

глубина подвала, расстояние от уровня планировки до пола подвала, м;

Более подробную информацию можно посмотреть: Расчет сопротивления грунта основания

Данные для расчета взяты из приложения В СП 22.13330.2011 (СНиП 2.02.01-83*).

Формула при d ≤ 2:

расчетное сопротивление грунта основания (при d=2м и b=1м), кПа;

коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и
песчаными грунтами, кроме пылеватых песков, — k1 = 0,125, пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами — k1 = 0,05;

ширина проектируемого фундамента, м;

глубина заложения проектируемого фундамента, м;

ширина фундамента равная 1м (Ro);

глубина заложения фундамента равная 2м (Ro).

расчетное сопротивление грунта основания (при d=2м и b=1м), кПа;

коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и
песчаными грунтами, кроме пылеватых песков, — k1 = 0,125, пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами — k1 = 0,05;

коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и
песчаными грунтами, — k2 = 0,25, супесями и суглинками — k2 = 0,2 и глинами — k2 = 0,15;

ширина проектируемого фундамента, м;

глубина заложения проектируемого фундамента, м;

ширина фундамента равная 1м (Ro);

глубина заложения фундамента равная 2м (Ro);

расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м3.

Как грамотно выбрать материалы для арматурного каркаса и определить его параметры

Для того, чтобы грамотно вычислить требуемый диаметр применяемой арматуры, а также необходимые параметры каркаса, требуется грамотно выполнить расчет с обязательным учетом временных и постоянных нагрузок.

Рассмотрим важнейшие аспекты подробнее:

Прежде всего, необходимо максимально точно и четко определить состав имеющегося грунта, располагаемого на строительной площадке. С особой ответственностью стоит подойти к глубине, на которой собственно и планируется обустройство фундамента

Почему это так важно? Эти моменты несут немаловажное значение для расчета длины свай, а также планирования их конструктивных особенностей. Кроме того, немаловажными эти моменты станут для планирования обустройства фундамента.
Также необходимо грамотно выполнить расчеты несущей способности устанавливаемой будущей сваи.
Требуется определить возможные нагрузки, которые могут оказывать влияние не только на сваи, но и на грунт.
С целью получения общего веса будущей постройки требуется суммировать вместе не только её вес, но и вес планируемых перекрытий и кровли.
Полезным станет учет возможных природных нагрузок (к примеру, массы людей, находящихся в доме, снега, разнопланового оборудования, а также мебели).

Все дальнейшие расчеты должны выполняться с обязательным учетом общей площади строения.

В целом, в наиболее частых случаях ростверк выбирают в случае построек с площадью не меньше 300 квадратных метров. Причем рассчитывать армирование свайно ростверкого фундамента должен строительный инженер, который отлично владеет знаниями и навыками касательно железобетонных конструкций.

После того, как происходит расчет фундамента строения (с определением необходимого количества свай, а также расстояния между ними, глубины монтажа), должна составляться соответствующая схема, а также чертеж.

Рассмотрим типовые решения и правила, которых рекомендуется придерживаться:

1. Несколько стержней арматуры класса АIII продольного типа (диаметр — 20 мм) и выше должны укладываться в растянутых зонах устанавливаемого ростверка;
2. Арматуру с диаметром от 8 до 15 мм располагают в сжатом поясе. Шаг между стержнями продольной (рабочей) арматуры должен составлять от 80 до 100 мм;
3. С целью восприятия поперечных растягивающих усилий, а также с целью объединения арматуры продольного типа в единый каркас, выполняют крепеж к ней поперечных стержней. В таком случае используют гладкую арматуру класса АI с диаметром 6-8 мм. Причем расстояние между ними должно составлять не меньше 250 мм. Однако обычно оно составляет 3/8 от имеющейся высоты сечения ростверка.

В случае, когда ростверк превышает 150 мм, в имеющемся арматурном каркасе необходимо установить вертикальные стержни. Причем шаг должен соответствовать шагу поперечной арматуры.

В целом, зачастую вместо отдельных поперечных и продольных стержней применяют хомуты. Они представляют собой детали арматуры в форме перевернутой литеры «П» либо в форме замкнутого прямоугольника.

Расчет ростверка

Расчет ростверка свайного фундамента выполняется примерно так же, как и вычисления для ленточного типа опорной части дома. Чтобы рассчитать ширину ленты потребуется воспользоваться формулой:

B — необходимая ширина ростверка;

М — масса дома (за вычетом массы свай);

L — длина ростверка;

R — несущая способность грунта (слоя у поверхности).

Этот расчет подойдет для ленты, расположенной непосредственно на земле или с небольшим заглублением. Для висячего ростверка расчет будет более сложным, выполнять его самостоятельно проблематично.

Армирование ростверка

Подобрав ширину ростверка буронабивного фундамента, необходимо грамотно его армировать. Можно использовать требования к стальным стержням из СП «63.133301.2012».

В качестве материала для армирования выбирают пруты класса А400 (Alll). Максимально допустимый диаметр рабочих прутов — 40 мм. Минимальные значения приведены в таблице.

Вид арматуры	Диаметр прутов
Продольная (рабочее)	длина стороны ростверка меньше 3м	общее сечение всего армирования = 0,001*В*H, где B— ширина ростверка, а H — высота. По площади сечения диаметр находят с помощью сортамента арматуры. Количество стержней принимается четным (одинаковое число сверху и снизу). Диаметр назначают не менее 10 мм
длина стороны ростверка больше 3м	то же, но диаметр назначают не менее 12 мм.
Поперечное (горизонтальное)	6 мм
Вертикальное при высоте ростверка меньше 80 см	6 мм
Вертикальное при высоте ростверка больше 80 см	8 мм

Пример расчета свайного буронабивного фундамента

Исходные данные для расчета:

• одноэтажный кирпичный дом с мансардой, толщина стены 380 мм;
• размеры в плане 7 на 9 метров, внутренних несущих стен нет (только перегородки), высота этажа 3 м;
• кровля стропильная мансардная с покрытием из металлочерепицы;
• грунты на участке — полутвердая глина с коэффициентом пористости 0,6, залегает на 3 м, R = 72 т/м2, fin = 3,5 т/м2 (взято значение для глубины 1 м).

Сбор нагрузок удобнее выполнять в табличной форме. Необходимо не забывать коэффициенты по надежности.

Нагрузка	Величина, кг
Наружные кирпичные стены 380 мм	(9 м(длина)*2 шт + 7 м (ширина)*2 шт)*4,5м(высота на первом этаже + на мансарде)*0,38 м*1800 кг/м3 (плотность кирпича)*1,2 (коэффициент) = 118200 кг
Перегородки из гипсокартона без шумоизоляции высотой 2,7 м (от пола до потолка)	30 м (длина на весь дом)*2,7 м (высота)*27,2 кг*1,2 = 2645 кг
Железобетонные монолитные перекрытия толщиной 200 мм	2шт (на 2 этажа) *7 м (ширина дома )*9 м (длина дома)*160 кг/м2 (средняя масса перекрытия на кв. м) *1,3 = 26210 кг
Кровля	7 м*9 м*60 кг (масса кв. метра кровли из металлочерепицы) *1,2 (коэффициент надежности) /соs30ᵒ (угол наклона ската) = 5215 кг
Полезная нагрузка на перекрытия (2 шт., пол первого и пол второго этажей)	2 шт *7 м*9 м*150 кг/м2 (нормативное значение для жилья) *1,2 = 22680 кг
Снег (нормативное значение снеговой нагрузки взято для г. Москва)	7м*9м*180 кг (нормативное значение) *1,4/cos30° = 13050 кг

Ростверк предварительно принимаем шириной 0,4 м и высотой 0,5 м. Длина буронабивной сваи предварительно — 3 м, сечение диаметром 40 см, устанавливаются с шагом 1,5 м.

Количество свай = 32 м (L, длина ростверка)/1,5 м (шаг свай) +1 = 22 шт. (округляем до целых в меньшую сторону). S = 3,14*0,42/4 (формула площади через диаметр, см. ранее) = 0,126 м2.

Масса ростверка: 0,4м *0,5 м *32 м (длина) *2500 кг/м3 (плотность ж/б)* 1,3 (коэффициент) = 20800 кг.

Масса свай: 22 шт.*3 м *0,126 м2 *2500 кг/м3 *1,3 = 27030 кг.

Суммарная масса всего дома = 235830 кг = 236 т.

Нагрузка на погонный метр = Q = 236 т/32 м = 7,36 т/м.

Пример расчета

Предлагаем рассмотреть пример расчета ростверкового фундамента на основе свай. Хотя в интернете есть множество подобных расчетов, если вы не имеете достаточного опыта в этом вопросе, то будет крайне сложно со всем разобраться. Хотя и так, лучше обращаться к профильным специалистам, но для общего понимания стоит узнать важные детали.

Так, учитываются при расчетах следующие данные:

Масса постройки. Чтобы получить конкретную и точную сумму массы, то необходимо сложить массу каждого элемента строения, а, в частности: стены, стяжка пола, стропильная система, кровля, перекрытия и прочее. Для определения этой суммы необходимо использовать средний показатель конкретного строительного материала.

Рис: Вес конструктивных элементов здания

Полезная нагрузка. В этом случае учитывается вся создаваемая нагрузка от мебели, отделки стен, бытовых приспособлений, количество проживающих человек и тому подобное. Согласно установленным нормам, на 1 м2 приходится нагрузки до 100 кг на перекрытие.

Совет эксперта! Определение полезной нагрузки происходит путем умножения площади перекрытия на 100 кг.

Снеговая нагрузка. Для этого используются данные и нормативы для конкретного региона страны. Полученную сумму необходимо умножить на площадь всей крыши.

Рис: Карта снеговых нагрузок РФ

• Вся нагрузка на фундамент строения. В этом случае следует сложить всю массу будущего строения, нагрузку от снега в вашем регионе и полезную нагрузку. Полученный результат умножается на коэффициент надежности 1,2 (для жилого дома).
• Грузонесущая способность ЖБИ свай. Подобные расчеты выполняются согласно следующей формуле на основании геологических изысканий:

• Сколько будет опор и какая их длина. Для этого необходима информация обо всей предполагаемой нагрузке на будущее основание. Что касается длины, то она вычисляется, отталкиваясь от характера почвы. Всегда к полученному результату следует добавить 400 мм по длине.
• Это позволит выполнить сопряжение ростверка со сваями. Что касается шага между опорами, то преимущественно шаг колеблется от 2 до 2,5 метров. Свая всегда устанавливается по углам и в местах соединения стен.

Рис: Схема заглубления ЖБ свай

Расчет ростверка. Итак, все расчеты выполняются согласно предоставленным формулам.

Совет эксперта! Помните, самостоятельно делать такие расчеты не рекомендуется, необходимо обращаться исключительно к профильным специалистам, которые имеют опыт в этом вопросе.

В большинстве случаев ростверк имеет сечение 400×300 мм. Для изготовления бетона используется цемент М200 и 300. Для армирования применяются прутья А2 и 1 Ø10-15 мм.

В нашей компании работает команда высококвалифицированных специалистов, которые обладают достаточным опытом по разработке свайного фундамента с ростверком. При этом учитываются все ГОСТы и СНиПы. За счет этого достигается высочайшее качество и надежность построенного строения.

Расчет фундамента на изгиб

Многие строители не раз сталкивались с проблемой изгиба несущей конструкции через неверно подобранные материалы или ошибки в расчетах. Соответственно, смета уже никуда не годится, ее нужно оперативно переделывать и проводить новые расчеты. Поэтому в строительных нормах четко указано, что расчет на изгиб проводится только в сечении по грани колонны и по внешнему контуру ростверка.

Есть несколько методик расчетов на изгиб, но подбираются они в каждом конкретном случае индивидуально, исходя от внешних условий. Самый быстрый вариант – это суммирование всех моментов от реакций запроектированных свай, дополнительно учитываются локальные нагрузки.

Схема армированной сваи.

Но такая методика используется, если используются железобетонные сваи. А вот когда используется стальная свайная конструкция, тогда лучше брать методику расчета по сечению колонн. Также таким методом рассчитывается и необходимое количество, и допустимый максимальный диаметр арматуры.

Ошибки при армировании и как их избежать

Не стоит армировать углы перекрещивая арматуру

Существует ряд ошибок, связанных с армированием, которые допускают неопытные строители в целях экономии или просто по незнанию строительных норм и правил. Ниже приведены самые часто повторяющиеся из них.

1. Уменьшение диаметра буронабивной сваи, по мнению некоторых строителей, должно сопровождаться уменьшением количества вертикальных стержней арматуры, к которым впоследствии должен крепиться каркас ростверка. Уменьшение припуска вертикальных стержней.
2. Армирование угловых участков перекрещиванием прямых прутьев арматуры. Так поступают многие, чтобы не усложнять вязку каркаса.
3. Несоблюдение шага установки перемычек при армировании ростверка. Пропуск необходимых соединений. Подобное часто происходит в целях экономии.
4. Отклонение арматурного каркаса от центральной оси. Это приведёт к неравномерной несущей способности основания.Такие вещи часто случаются из-за банальной халатности. Все тонкости армирования свайного фундамента, смотрите в этом видео:

Решения вышеперечисленных ошибок приведены ниже.

1. Диаметр сваи не должен быть менее 300 мм, а количество вертикальных стержней ниже 4, припуск арматуры под ростверк должен быть не менее 0,5 м.
2. Для правильного соединения узлов балок следует изготовить гнутые П- и Г-образные детали, которыми требуется соединять угловые элементы.
3. При устройстве арматурного каркаса должен соблюдаться шаг от 200 до 400 мм между перемычками. Точный размер шага определяется на стадии проектирования.
4. Требуется производить все измерения с использование строительных уровней, чтобы каркас был выставлен относительно центральной оси.

Армирование – это значимая часть процесса строительства

Важно всё и качество материалов, и опыт строителей, и наличие рабочей документации

При производстве строительных работ любая ошибка приводит к уменьшению срока эксплуатации здания без необходимости ремонта. Это в лучшем случае. В худшем, ещё на стадии возведения здания оно подвергается перестройке.

Для достижения максимальных сроков эксплуатации требуется соблюдать строительные нормы и правила, не допуская отклонений от проекта. Строительство объединяет в себе комплекс мероприятий, которые необходимо соблюсти для достижения желаемого результата. По возможности лучше доверить такую работу профессионалам.

Расчет сваи

На этом этапе вычислений необходимо определиться со следующими характеристиками:

• шаг свай;
• длина сваи до края ростверка;
• сечение.

Чаще всего размеры сечения определяют заранее, а остальные показатели подбирают исходя их имеющихся данных. Таким образом, результатом расчета должны стать расстояние между сваями и их длина.

Расположение арматуры

Всю массу здания, полученную на предыдущем этапе, требуется разделить на общую длину ростверка. При этом учитываются как наружные, так и внутренние стены. Результатом деления станет нагрузка на каждый пог.м фундаментов.

Несущую способность одного элемента фундамента можно найти по формуле: P = (0,7 • R • S) + (u • 0,8 • fin • li), где:

• P — нагрузка, которую без разрушения выдерживает одна свая;
• R — прочность почвы, которую можно найти по таблицам, представленным ниже после изучения состава грунта;
• S — площадь сечения сваи в нижней части, для круглой сваи формула выглядит следующим образом: S = 3,14*r2/2 (здесь r — это радиус окружности);
• u — периметр элемента фундамента, можно найти по формуле периметра окружности для круглого элемента;
• fin — сопротивление почвы по боковым сторонам элемента фундамента, см. таблицу для глинистых грунтов выше;
• li — толщина слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи (находят для каждого слоя почвы отдельно);
• 0,7 и 0,8 — это коэффициенты.

Шаг фундаментов рассчитывается по более простой формуле: l = P/Q, где Q—это масса дома на пог.м фундамента, найденная ранее. Чтобы найти расстояние между буронабивными сваями в свету, из найденной величины просто вычитают ширину одного элемента фундамента.

При выполнении расчетов рекомендуется рассмотреть несколько вариантов с разными длинами элементов. После этого будет легко подобрать наиболее экономичный.

Армирование буронабивных свай выполняется в соответствии с нормативными документами. Арматурные каркасы состоят из рабочей арматуры и хомутов. Первая берет на себя изгибающие воздействия, а вторые обеспечивают совместную работу отдельных стержней.

Каркасы для буронабивных свай подбираются в зависимости от нагрузки и размеров сечения. Рабочая арматура устанавливается в вертикальном положении, для нее используют стальные стержни D от 10 до 16 мм. При этом выбирают материал класса А400 (с периодическим профилем). Для изготовления поперечных хомутов потребуется закупить гладкую арматуру класса А240. D = минимум 6-8 мм.

Сортамент стальной арматуры

Каркасы буронабивных свай устанавливаются так, чтобы металл не доходил за край бетона на 2-3 см. Это нужно для обеспечения защитного слоя, который предотвратить появление коррозии (ржавчины на арматуре).

Фактически, своими руками сделать правильный расчет таких специфических фундамента практически невозможно. Для этого нужно иметь не только строительное образование, но и огромный опыт работы строителем и проектировщиком.

Поэтому перед началом строительства дома лучше сразу попросить специалистов, чтобы они сами сделали рабочий проект будущего основания с указанными не только местами установки каждой сваи и ее допустимой длины и сечения, но и размеров ростверка. А тем более, что только специалисты четко укажут, из каких материалов лучше строить здание.

Источник