Как рассчитать количество свай для ленточного фундамента

Особенности свайно-ленточного фундамента

На стадии проектирования будущего сооружения подбирается и рассчитывается оптимальный вариант фундамента под него. Но многие частные застройщики не имеют лишних денег, чтобы нанимать специализированные компании, разрабатывать подробный проект. По этим причинам особой популярностью пользуется ленточное основание, расчет и возведение которого возможно осуществить самостоятельно.

При осуществлении строительства на сыпучих и пучинистых почвах, наряду с ленточным типом основания, используют также металлические, бетонные или железобетонные сваи, в результате чего получается свайно-ленточный фундамент. Верхняя, ленточная часть, предназначена для равномерной передачи нагрузки от сооружения на сваи. Но уже на стадии проектирования здания нужно четко рассчитать все допустимые нагрузки, учесть погрешности.

Фундамент для капитальных строений, для кирпичных домов, а также домов, построенных из блоков.

Такое основание всегда проектируется для зданий, возводимых на болотистой местности, на любых слабых грунтах (если под ними есть слой каменистой почвы). Причина кроется в финансовой составляющей, т.к., в случае с обычным ленточным фундаментом, достать до твердой породы сложно из-за больших затрат на земляные работы. Поэтому и финансовый расчет ленточного монолитного основания в таких случаях изначально никто и не проводит.

Технология возведения

Технология возведения свайно-ленточного фундамента состоит из следующих этапов:

• Проводится геодезическое исследование состояния и типа почвы.
• На основании полученных данных проводится расчет будущего основания, рисуется схема с указанием мест расположения будущих винтовых свай, их типа и размеров. Калькулятор типового свайно-ленточного фундамента для самостоятельного расчета представлен здесь.
• Снимается верхний слой земли, тщательно выравнивается строительная площадка, устраняется любая растительность.
• В соответствии с разработанным проектом проводится разметка мест установки свай.
• Выбираются сваи. Их характеристики можно взять из готового проекта и применить на практике, но, как правило, проектировщики всегда дают двукратный резерв по прочности и допустимой нагрузке. Если проводить расчет и рисовать схему самостоятельно, тогда можно подобрать винтовые сваи среди уже готовых предложений. Они бывают деревянные, металлические, бетонные и железобетонные, а по структуре — полнотелые и пустотелые. Применение на практике нашли круглые сваи, потому что скважины, как правило, бурятся круглой формы, а потому такие сваи в них будет проще установить.

Траншея под ленту фундамента.

• Выкапывается траншея под ленту фундамента. Ее глубина редко превышает 40 см. Фактически, подготовительные работы проводятся как при мелкозаглубленном ленточном основании.
• Сначала нужно пробурить скважины по углам здания, а уже потом промежуточные, из расчета дистанции между ними до 1,5-2 метра. Глубина бурения — до 3 метров. Затем в каждой скважине нужно подготовить песчаную подушку, которая будет защищать конструкцию от подтапливания.
• Этап установки буронабивных свай. Сначала в скважины устанавливают асбестовые или сделанные из рубероида трубы диаметром до 15 см. Внутри них будут установлены вертикальные арматурные прутья с продольными поясами жесткости. Все соединения прутьев нужно сварить. Если было решено использовать схему с винтовыми сваями, которые вкручиваются в землю, тогда армирование не применяется.
• Когда все сваи будут установлены, начинается процесс обустройства ленты. Сначала выполняется опалубка, которая крепится различными конструкциями, чтобы ее не выдавило при заливке бетоном. Опалубка должна быть по размерам основания, устроена по всему периметру здания без разрывов. Стандартная ширина и высота — до 40 см. Для опалубки можно успешно использовать деревянные доски или пластик. Фактически — любые ровные подручные материалы.
• Внутри опалубки устанавливают горизонтальные прутья арматуры, соединяются с прутьями свай. Тут желательно использовать винтовое соединение, которое достаточно гибкое и не повреждает естественную структуру металла.
• Для защиты здания от внешнего воздействия, а также действия холода, на внешней и внутренней поверхности ленты предусматривается гидроизоляция и теплоизоляция. Сваи в гидроизоляции не нуждаются.

Гидроизоляция фундамента

Как уже отмечалось, сами сваи в процессе производства уже получают необходимый уровень гидроизоляции. Для этого используется асбестовая труба или слои соединенного между собой рубероида. А вот ленту нужно гидроизолировать в любом случае, т.к. под воздействием грунтовых вод и мороза, со временем бетон трескается, теряет свою прочность. Тут отлично подходит рубероид, а также другие полимерные материалы. Гидроизоляцию следует выполнять по внешней поверхности основания, глубина залегания ленты тут роли не играет.

Независимо от того, мелкозаглубленный или глубокозаглубленный фундамент, гидроизоляцию наносить нужно в любом случае

Разновидности данного вида фундаментов

Бывают конструкции с буронабивными или винтовыми сваями, а также мелкозаглубленные. Винтовая свая – это металлическая труба с лопастями и винтовой резьбой. Диаметр составляет 57-133 мм, они вкручиваются в грунт до уровня твердых пород с помощью специальной строительной техники. Длина строительных свай для частных зданий и сооружений составляет 1650-3500 мм. Перед установкой рекомендуется покрыть металл специальными антикоррозийными красками.

Буронабивные сваи устанавливаются в готовые скважины, это асбестовые трубы с залитым во внутрь бетонным раствором. В качестве опалубки и гидроизоляции подходят стальные и асбестовые трубы, а также рубероид. Картонные изделия использовать не рекомендуется.

Преимущества и недостатки свайно-ленточного фундамента

• возможность строительства зданий на склонах или на площадках со сложным рельефом;
• основание можно использовать на слабых почвах;
• низкая стоимость основания;
• все работы по возведению основания вполне под силу сделать своими руками.
• проектирование и расчет конструкции – это длительный и трудоемкий процесс, рассчитать ее самостоятельно можно, но сложно;
• не используется для строительства тяжелых зданий.

Источник

Онлайн калькулятор расчета размеров, арматуры и количества бетона монолитного ленточного фундамента

Информация по назначению калькулятора

Онлайн калькулятор монолитного ленточного фундамента предназначен для расчетов размеров, опалубки, количества и диаметра арматуры и объема бетона, необходимого для обустройства данного типа фундамента. Для определения подходящего типа фундамента, обязательно обратитесь к специалистам.

Л енточный фундамент представляет собой монолитную замкнутую железобетонную полосу, проходящую под каждой несущей стеной строения, распределяя тем самым нагрузку по всей длине ленты. Предотвращает проседание и изменение формы постройки вследствие действия сил выпучивания почвы. Основные нагрузки сконцентрированы на углах. Является самым популярным видом среди других фундаментов при строительстве частных домов, так как имеет лучшее соотношение стоимости и необходимых характеристик.

С уществует несколько видов ленточных фундаментов, такие как монолитный и сборный, мелкозаглубленный и глубокозаглубленный. Выбор зависит от характеристик почвы, предполагаемой нагрузки и других параметров, которые необходимо рассматривать в каждом случае индивидуально. Подходит практически для всех типов построек и может применяться при устройстве цокольных этажей и подвалов.

П роектирование фундамента необходимо осуществлять особенно тщательно, так как в случает его деформации, это отразится на всей постройке, а исправление ошибок является очень сложной и дорогостоящей процедурой.

Д алее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта.

Источник

Тонкости расчета свайно-ленточного фундамента и формулы для вычисления

На этапе проектирования свайно-ленточного основания необходимо подобрать и рассчитать конструкционные особенности силовых элементов.

Несмотря на сложность методики и необходимость соблюдения нормативных требований. Некоторые собственники с целью экономии не обращаются в специализированные компании, а сами берутся за инженерные расчеты.

Разберем в статье подробно нюансы расчета, формулы для вычисления и какими сервисами можно воспользоваться для получения точных значений.

Исходные данные

Перед проектированием любого типа фундамента необходимо провести геологические изыскания почвы на участке.

Сведения, которые понадобятся при вычислении параметров основания:

• тип грунта;
• физико-механические свойства почвы;
• наличие слоев в грунте, склонных к плывучести, карманов выветривания;
• глубина сезонного промерзания;
• уровень грунтовых вод;
• возможность размыва пластов около фундамента и т.д.

Результаты исследования позволят судить о несущей способности участка и, как следствие, подобрать количество опорных элементов, а также опорную площадь фундамента.

На значение параметров также оказывают влияние суммарные нагрузки в результате давления проектного сооружения на грунт. При этом учитывают вес стен, перекрытий, кровли, а также полезную и снеговую нагрузку.

Требования к проведению вычислений изложены в нормативной документации для строительства свайно-ростверковых оснований:

Сколько необходимо свай?

Глубина свай определяется, исходя из расположения в грунте твердого несущего пласта, а также линии сезонного промерзания почвы. Если тока промерзания грунта находится на глубине не больше 2,5 м, то ее значение (определяют по формуле:

1. M_t – сумма среднемесячных отрицательных температур за всю зиму;
2. d_0 – коэффициент учитывающий тип грунт на участке.

Тип почвы	Значение
Глина, суглинок	0,23
Супесь, мелкий и пылеватый песок	0,28
Песок гравелистый, средней и большой крупности	0,30
Крупнообломочная порода	0,34

Чтобы исключить действие сил морозного пучения на фундамент, сваю заглубляют ниже точки промерзания на 30 см.

Ленточный ростверк может лежать на земле, быть заглубленным или нависать над участком.

В последнем случае высота сваи зависит от таких факторов:

• количества осадков;
• уровня снега;
• глубины подземных источников;
• вероятности подтопления;
• температурного режима в помещении.

Минимально возможная высота цоколя – 20 см при условии, что сооружение проектируется на плотных грунтах. В противном случае выбирают высоту в диапазоне 35–45 см, проверяя несущую конструкцию на уровень несущей способности относительно возможным деформациям.

Для этого рассчитывают величину деформации F по формуле:

• a – коэффициент, который зависит от качества бетона (выбирается от 1 до 0,8 в зависимости от тяжести и зернистости);
• R_bt – класс бетона по прочности;
• u – периметр опорной конструкции;
• h – высота сваи.

Если полученное значение больше проектных нагрузок на грунт, то высота опорных элементов подобрана корректно. В противном случае необходимо пересмотреть значение параметра.

Описание расчета деформации свайно-винтового основания на продавливание приведено в СНиП 2.02.03-85.

Как правило, средний шаг между опорами в таком основании равен 1,5 – 2,5 м. Силовые элементы располагают по углам конструкции и под точками пересечения несущих стен, где преобладают проектные нагрузки.

Количество опор определяется, исходя из суммарного веса сооружения и несущей способности одной сваи. Уменьшая шаг между силовыми элементами, можно при необходимости увеличить допустимую нагрузку фундамента.

Как рассчитать количество ленты?

При строительстве шлакоблочных и кирпичных домов ширину ленты выбирают в диапазоне от 40 до 60 см. При этом высота ростверка не должна быть меньше 45 см с учетом того, что 10 см отведено на погружение сваи в ленту.

Инженерные вычисления для определения параметров ростверка основаны на расчете устойчивости конструкции к различным деформациям, возникающим в процессе монтажа и эксплуатации. Таким образом, расчет ростверка согласно принципам, описанным в СНиП, – трудоемкая и кропотливая работа, которую стоит доверить профессионалам.

Для частного домостроения можно воспользоваться упрощенной формулой:

• B – минимально возможная ширина ростверка (принимается на 20 см больше толщины опор и при этом не должна быть меньше ширины несущих стен);
• М – суммарные нагрузки проектного сооружения (без веса фундамента);
• L – периметр ростверка;
• R– допустимая нагрузка на грунт у поверхности.

Вычисление осадки

Перед определением осадки необходимо сравнить напряжение под подошвой (р) с допустимой нагрузкой грунта (R). Если выполняется условие, то можно воспользоваться линейной моделью и считать осадку методом послойного суммирования.

Вычисляют ординаты эпюр природного давления для первого слоя грунта:

1. γ_n — коэффициент, зависящий от типа грунта;
2. h_n- высота слоя;
3. n – порядковый номер слоя.

Значение коэффициента для различных типов грунта, кН/м 3
Слежавшаяся насыпь	17
Слежавшаяся супесь	21
Песок средней фракции	18,9
Грунт перенасыщенный влагой	10,25
Тугопластичный суглинок	19,1

Следующем шагом находят значение параметра для каждого последующего слоя, прибавляя к основной формуле: Q_(n-1).

Расчет стабилизированной осадки проводят по формуле:

• β – коэффициент, принимаемые исходя из заданных условий по нормативной документации;
• Е – модуль деформации грунтов (определяется по результатам изысканий).

Подробнее о расчетах расписано в документе СП 24.13330.2011, а также в методических указаниях по проектированию оснований для гражданских зданий, которые можно скачать по ссылке.

Вычисление с помощью программ

Исходя из вышеизложенного очевидно, что самостоятельно провести расчеты достаточно сложно.

На практике можно воспользоваться онлайн-ресурсами:

1. Сервис для расчета размеров силовой конструкции, выбора характеристик арматуры, а также определения потребностей в расходуемом бетоне.
2. Онлайн-калькулятор. Программа помогает выбрать количество и качество арматуры, узнать необходимый объем бетона. Для этого нужно ввести в соответствующие поля такие исходные параметры как: марка бетона, количество свай и т.д.
3. Программа для расчета просадки основания методом послойного суммирования.

Заключение

Ввиду трудоемкости инженерных расчетов для свайно-ленточного основания под жилые сооружения целесообразно воспользоваться услугами профессионалов.

Только так можно гарантировать, что выбранные параметры обеспечат долговечность и надежность опорной конструкции. Проводить расчеты по упрощенным схемам рекомендуется только для хозяйственных построек и других сооружений III степени ответственности.

Источник