Условия проектирования свайных фундаментов

Проектирование свайных фундаментов

Мы расскажем Вам о проектировании свайных фундаментов на железобетонных забивных сваях. Этапы проектирования опишем и расскажем подробно.

Согласно своду правил по проектированию и устройству свайных фундаментов СП 50-102-2003, свайные фундаменты проектируются с обязательным учетом

• сведений о сейсмической активности в районе строительного участка
• данных инженерно-геологической разведки грунтов
• расчетных нагрузок на фундамент
• данных об особенностях конструкции сооружения и назначения
• наличия в непосредственной близости от строительства других зданий и сооружений
• требований по экологии

Загрузить на компьютер СП Свайные фундаменты: скачать.

Что нужно учесть при проектировании

1) При проектировании предусматриваются наилучшие, с точки зрения долговечности, надежности и экономичности конструкций, решения.

2) Обязательно учитываются все местные инженерно-геологические и экологические условия, плюс опыт возведения фундаментов в аналогичных условиях.

3) Проектировочные работы проводятся в соответствии с техническим заданием и должны учитывать уровень ответственности здания (ГОСТ 27751).

4) Инженерно-геологические изыскания могут проводить только организации с соответствующими лицензиями и с учетом возможного влияния строительства на соседние здания.

5) Также предусматривается контроль и учет всех натурных изменений (деформации оснований и фундаментов) на весь период проведения работ.

6) Все применяемые в строительстве строительные материалы, конструкции, изделия и грунты должны соответствовать требованиям проекта, действующим стандартам, а также техническим условиям. Замена их может быть произведена только по согласованию с проектной организацией и непосредственным заказчиком.

7) Если устройство свайных фундаментов производится в условиях агрессивной внешней среды, учитываются требования СНиП 2.03.11.

Исходные данные

Проектирование фундаментов свайного типа выполняется на основании положений СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» и «Инструкции по проектированию и устройству свайных фундаментов зданий и сооружений» от 30.11.2011 года.

Согласно данным нормативным документам проектировочные расчеты должны выполнятся на основании следующих исходных данных.

Информация о геологических и гидрогеологических свойствах грунтов на строительной площадке;

Данную информацию получают в результате проведения геодезических исследований, которые предполагают бурение пробной скважины в месте обустройства свайного фундамента и последующее изучение характеристик грунта.

Глубина пробной скважины может варьироваться в зависимости от типа грунта (в слабой и неустойчивой почве скважина бурится до достижения нижних плотных слоев грунта). Если возводимое здание будет иметь большую площадь производится бурение нескольких скважин в крайних точках свайного поля.

Рис. 1.1: Исследования грунта на участке, отведенном под строительство свайного фундамента

По завершению бурения определяется уровень расположения грунтовых вод и выполняется передача образца почвы в лабораторию для определения химического состава грунтовой влаги.

На основании нормативных данных определяется глубина промерзания почвы в холодное время года.

Данные о механических и физических характеристиках почвы;

Информация о механических характеристиках грунта собирается прямо в полевых условиях с помощью специального оборудования. Определяются следующие характеристики грунта:

• Модуль деформации;
• Удельное сцепление;
• Угол внутреннего трения.

Далее выполняется забор образцов почвы на анализ и их передача на исследования в строительную лабораторию, где определяется:

• Плотность;
• Влажность;
• Удельный вес;
• Пористость грунта.

Рис. 1.2: Анализ характеристик грунта в строительной лаборатории

Чтобы получить данную информацию необходимо потратить достаточно большое количество времени и финансовых средств, однако она крайне необходима, поскольку итоговая несущая способность свайного фундамента непосредственно зависит от характеристик грунта, которые обязательно нужно учитывать при проектировании.

Данные о возводимой постройке;

Следующим этапом подготовки к проектированию является сбор данных о характеристиках возводимого здания, к которым относится:

• Количество этажей;
• Материалы, используемые для строительства стен, кровли и перекрытий;
• Расположение внутренних стен здания;
• Класс ответственности постройки;

На основании этой информации выполняется расчет массы возводимого строения.

Рис. 1.3: Нормативный вес стен и перекрытий из разных материалов

Данные о нагрузках, оказываемых на свайных фундамент;

Все внешние нагрузки, которые испытывает свайный фундамент, делятся на две основные группы — постоянные и периодические.

К постоянным нагрузкам относится вес самого здания и воздействие массива грунта, тогда как периодические нагрузки классифицируются на три вида:

• Длительной продолжительности — вес мебели/производственного оборудования, людей;
• Кратковременной продолжительности — снеговые и ветровые нагрузки;
• Нагрузки особого типа — сейсмические нагрузки и воздействия на фундамент здания потенциально возможной взрывной волны.

Порядок проектирования свайных фундаментов

Проектирование свайных фундаментов согласно требованиям СНиП № 2.02.3.87 должно выполняться в следующей последовательности:

• Производится анализ и оценка информации о геологических условиях на строительной площадке, исходя из которых определяется несущие характеристики почвы и глубина, на которую должны быть погружены свайные опоры.

Несущие свойства грунта — это величина внешней нагрузки, которую способна выдержать определенная площадь почвы (см2 / м2). На несущие свойства почвы непосредственно влияет ее уплотненность и степень насыщения грунта влагой.

Нормативные показатели несущих характеристик разных типов почвы можно увидеть на рисунке 1.4

Рис. 1.4: Нормативная несущая способность разных видов грунтов

Несущие свойства грунта, в большинстве случаев, на порядок меньше несущей способности самой свайной конструкции. Виду этого, определение фактических несущих свойств свайного фундамента на конкретном типе грунта требует сопоставления данных показателей (в расчет берется наименьшее значение несущей способности).

• Определяется вид (буронабивные, винтовые либо забивные ЖБ конструкции) и типоразмерных свай, которые необходимо использовать для создания фундамента;
• Проводится расчет фактических несущих свойств сваи в конкретных геодезических условиях;

После теоретических расчетов несущих свойств свайного основания (где учитываются несущие характеристики почвы и вес постоянных и временных нагрузок, оказываемых на фундамент здания) выполняется проверка полученных результатов практическими исследованиями. Для этого применяются технологии динамической нагрузки либо статического зондирования, которые реализуются непосредственно на строительной площадке в процессе пробного погружения сваи.

Рис. 1.5: Статическое зондирование сваи

• Выполняется расчет требуемого количества свай;

Количество опорных свай варьируется в зависимости от массы возводимого здания и несущей способности почвы. Свайные опоры должны обязательно размещаться по углам здания, в местах пересечения внутренних стен и быть равномерно распределены по контуру наружных стен постройки с шагом 1,5-2 метра.

• Выполняется сопоставление фактического давления на одну сваю с их нормативными несущими характеристиками;
• Создается чертеж расположения свайных опор в фундаменте;

Рис. 1.6: Виды расположения свай в фундаменте

Особенности проектирования фундаментов на железобетонных забивных сваях

При проектировании фундамента на основе железобетонных свай крайне важно правильно рассчитать несущие свойства фундамента по типу грунта, где помимо нормативных характеристик забивных свай необходимо учитывать сопротивление слоев грунта под их опорными подошвами и сопротивление, прилагаемое к вертикальным стенкам свай.

Рис. 1.7: Схема распределения нагрузок оказываемых на забивную ЖБ сваю

Расчет выполняется с использованием формулы: FD = Ycr * (Fdf + Fdr), в которой:

1. Ycr — коэффициент общих условий работы почвы (как правило, равен единице);

2. Fdf — сопротивление слоев грунта под нижней частью свайного столба, рассчитываемое по формуле: Fdf = Ycr * R * A, где:

• Ycr — коэфф. работы свайной опоры в почве;
• R — сопротивление почвы под опорной поверхностью железобетонной сваи;
• А — площадь (см2) опорной поверхности.

3. Fdr -сопротивление почвы к боковым стенкам столба сваи, рассчитываемое по формуле: Fdr = u * Ycr * Fi * Hi, где:

• Fi — сопротивление отдельных слоев грунта боковым стенкам свайного столба;
• Hi — общая толщина слоев грунта соприкасающихся с боковой поверхностью сваи.

Рис. 1.8: Схема фундамента с ростверком из забивных ЖБ свай

Обязательное при проектировании

Обязательным элементом проектирования является положения о срезке плодородного слоя грунта и дальнейшего его использования для рекультивации малопродуктивных сельскохозяйственных земель или для работ по озеленению района строительства.

Также проектом предусматриваются необходимые меры по изоляции соприкасающихся с грунтом конструкций в районах, где возможно выделение почвенных газов.

Важно! Пример проекта коттеджа с подвалом смотрите по ссылке.

Заказ проектирования фундаментов

Оставьте заявку на исследование грунта под забивку свай, проектирование свайного фундамента под забивку железобетонных свай.

Источник

Как происходит проектирование свайных фундаментов?

Проектирование свайных фундаментов

Проектирование свайных фундаментов является обязательным условием перед его возведением. Это обусловлено тем, что строительство надежного, качественного основания попросту невозможно без тщательного и профессионально составленного плана. Это залог того, что средства, предусмотренные на возведение основания, будут потрачены не впустую, а оправданы до копейки. Рисковать в таком случае — это навредить самому себе и создать немало проблем в будущем. Если сэкономить на качестве, тогда прочность будет нарушена, и конструкция окажется недолговечной.

Сегодня для строительства оснований используют винтовые или железобетонные сваи. Каждый тип изделий имеет свои особенности, преимущества и используется в зависимости от определенных условий.

Компания «Таймсвай» производит и монтирует забивные железобетонные и винтовые сваи. Проектированием также занимаются инженеры компании.

Особенности проектирований фундаментов на сваях

Проектирование свайных фундаментов в независимости от типа строения подразумевает в первую очередь выбор конфигурации опор, используемых для строительства конструкции. Это обусловлено тем, что разные сваи имеют разную несущую способность, поэтому предназначаются для определенной нагрузки. Если к данному мероприятию допустить неквалифицированного человека, опора может не выдержать высоких нагрузок и попросту сломаться, что потребует замены и соответственно дополнительных денежных затрат.

Проектирование свайных фундаментов требует грамотного подхода с четкими, обоснованными расчётами нагрузок, оказываемых на опоры в процессе периода эксплуатации постройки. Также немаловажным фактом является её равномерное распределение по периметру конструкции или свайного поля. В данном случае определяющим фактором является масса строения, от которой напрямую зависит количество стержней и их частота расположения.

Данный процесс предполагает тщательный расчёт:

• Фактической нагрузки;
• Нагрузки постройки вместе с оборудованием, техникой, мебелью, а также людьми, которые одновременно будут находиться в здании;
• Нагрузки со снежной массой в зимний период.

Пробное бурение для сбора информации

Проектирование свайных фундаментов для любых типов сооружений требует учета информации об участке. В неё входит тип грунта, рельеф, уровень залегания грунтовых вод, глубина сезонного промерзания.

Информация о грунте важна по причине, что каждый тип имеет различную несущую способность, исходя их которой выбирается тип изделий: железобетонные, винтовые стержни. Также от типа грунта зависит глубина их погружения.

От рельефа на участке (перепада высот) зависит длинна изделий. Чем сложнее рельефные условия, тем длиннее стержни могут понадобиться. Также на длину влияют такие показатели, как: уровень залегания грунтовых вод, глубина промерзания грунта.

На диаметр и количество изделий влияют следующие факторы:

• Материал строительства (дерево, кирпич, пеноблок);
• Расположение и количество перегородок внутри постройки;
• Тип здания.

Часто, чтобы оценить качество нестабильной почвы с недостаточной несущей способностью, выполняют шунтирование.

Проектирование основания на винтовых сваях

Основание на винтовых стержнях сегодня невероятно востребовано не только в частном строительстве. Правильный расчет гарантирует, что оно простоит не одно десятилетие.

Такой фундамент отлично себя демонстрирует на просадочной, пучинистой почве и на участках с высоким УГВ. Также к достоинствам можно отнести стоимость строительства, которая ниже по сравнению с другими конструкциями.

Проектирование свайного фундамента: определение

Работа по проектированию свайного фундамента из винтовых свай состоит из учета ряда основных параметров. Желательно перед этим заказать услугу инженерно-геологических изысканий в соответствующей организации. Это даст возможность добиться максимальной точности определения главных характеристик грунта на участке.

1. Тип почвы и другие особенности. Главное – точно определить характеристики почвы. Это непосредственно влияет на показатели прочности основания.
2. Требуется определить сезонные колебания УГВ. Самостоятельно выполнить подобное мероприятие нельзя, поэтому доверьте данную работу профессионалу.
3. Сезонное промерзание почвы. Если в регионе не слишком сильные морозы в зимнее время, тогда обходятся мелкозаглубленным основанием. А в регионах где достаточно холодно, сваи необходимо погружать на глубину ниже уровня промерзания минимум на 25 см.
4. Определение несущей способности одной опоры. Винтовая свая изготавливается из трубы, заполняемой бетоном после ввинчивания. Подобное изделие вполне способно выдержать вертикальную нагрузку до 5 тонн. Но выбирать стержень исходя исключительно из данного параметра нельзя.
5. Учитывается вес будущего строения вместе с предполагаемыми динамическими и статистическими нагрузками. Проект должен содержать информацию о количестве проживающих или работающих в здании людей, а также этажность.
6. Расчет стройматериалов. Необходимо брать запас длины до 20 сантиметров для возможности дальнейшего подгона опор по уровню. Толщина и длина стержня напрямую влияют на несущую способность конструкции.

Выполнить эту работу самостоятельно не представляется возможным. Поэтому, если владелец желает получить качественное, надежное основание, работу необходимо доверить проектной организации.

Проектирование железобетонного фундамента на сваях

Проектирование фундаментов на ЖБС изложено в нормативной документации СП No50-1002, в которой описана последовательность выполнения работ:

• Выполнение инженерных изысканий для определения геологических, геодезических особенностей участка. Необходимо изучить пласты вплоть до тех, куда будут доходить стержни;
• Учитываются характеристики сооружения и другие важные условия. Сопоставляются предполагаемые нагрузки, испытывающие конструкция в процессе эксплуатации;
• Исходя из нагрузок выбирается типоразмер изделий;
• Рассчитываются несущие характеристики по особенностям почвы;
• Проектируется план свайного поля с определенным шагом между изделиями;
• Выбирается конструкция ростверка;
• Учитываются возможные риски усадки основания.

Расчеты предполагают возможность внесения коррективов после выявления несоответствий: выбор свай другого типоразмера, коррекция шага между ними.

Перед тем как приступить к проектированию свайных фундаментов специалистами собирается информация об уже возведенных фундаментах в регионе, а также собирается информация сейсмической активности. После этого компания приступает к расчету несущей способности на основании полученных данных. Главными определяющими факторами в подборе типоразмера и глубине ввода стержней являются плотность, влажность, тип почвы.

Важно грамотно составить план свайного поля, а также продумать конфигурацию связки опор ростверком и его заглубление. Учтите, что сегодня есть поднятые, наземные, опущенные ростверки. Выбирать тип ростверка следует используя специальные формулы для определения устойчивости к боковым воздействиям, давлению сооружения и пучению, поэтому доверять данную работу следует квалифицированному специалисту.

Моменты, на которые следует обращать внимание при проектировании фундаментов на сваях

Сегодня фундамент на сваях самый дешевый по сравнению с аналогами, поэтому при строительстве упор делают на долговечность.

Согласно современным нормам выделяют 4 класса долговечности:

• Временными постройками считаются здания с предполагаемым сроком эксплуатации 20 лет;
• 50 лет, как правило, здания с этажностью до 5 этажей;
• Сооружения этажностью более 9 этажей – 100 лет;
• Более 100 лет – общественные, государственные здания.

В случае грамотного проектирования фундамент пригоден для любых, как жилых, так и промышленных зданий 4 класса долговечности. Сооружения, построенные на таком основании, сохраняют свои характеристики на протяжении до 100 лет. Они пригодны для строительства зданий первого класса ответственности. Сюда входят жилые многоэтажные дома, производственные сооружения с большими эксплуатационными требованиями

Источник