Расчет свайных фундаментов и их оснований ведут по двум группам предельных состояний:
по первой группе – по несущей способности грунта основания свай; по устойчивости грунтового массива со свайным фундаментом; по прочности материала свай и ростверков;
pro druhou skupinu – по осадкам свайных фундаментов от вертикальных нагрузок; по перемещениям свай совместно с грунтом оснований от действия горизонтальных нагрузок и моментов; по образованию или раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций свайных фундаментов.
Расчет по несущей способности грунтов основания заключается в выполнении условия (35):
где N – расчетная нагрузка, передаваемая на сваю, кН;
Fd – несущая способность сваи, определяемая любым из известных методов;
γ k – коэффициент надежности, принимаемый равным:
1,2 – если несущая способность сваи определена по результатам ее испытания статической нагрузкой;
1,25 – по результатам динамических испытаний, выполненных с учетом упругих деформаций грунта, а также по результатам статического зондирования грунта или его испытания эталонной сваей или сваей – зондом;
1,4 – по результатам динамических испытаний свай, выполненных без учета упругих деформаций грунта, или расчетом практического метода.
Проверку устойчивости свайного фундамента совместно с грунтовым массивом производят только в случае передачи на свайные фундаменты больших горизонтальных нагрузок, а также если фундамент расположен на косогоре или его основание имеет откосный профиль. Проверку производят по расчетной схеме сдвига грунта по цилиндрической поверхности скольжения.
Расчет свайных фундаментов по второй группе предельных состояний при действии вертикальных нагрузок проводят из условия (36):
где, S – деформация свайного фундамента (осадка или относительная разность осадок), определяемая расчетом;
S u – предельно допустимая величина деформации свайного фундамента, устанавливаемая заданием на проектирование или определяемая по СНиП 2.02.01 – 83.
Фундаменты из свай, работающих как сваи – стойки, рассчитывать по деформациям от вертикальных нагрузок не требуется.
Для фундаментов с вертикальными сваями расчетную нагрузку на сваю определяют по формуле (37):
kde Nd, Mx, My – расчетные усилия (вертикальная нагрузка, изгибающие моменты) в плоскости подошвы ростверка фундамента относительно главных центральных осей;
n – количество свай в фундаменте;
x iA i – расстояния от главных осей до оси каждой сваи;
x и y – расстояния от главных осей до оси сваи, для которой вычисляется расчетная нагрузка.
7.2 Пример расчета и проверки конструкции ростверка
Примем площадь ростверка из следующих соображений. Расчетная площадь 1,54 кв.м, принятая 2,25 кв.м. Расстояния между центрами соседних свай должны быть не менее 3d, чтобы не накладывалось напряжение в грунте на соседние сваи и не происходил их «выпор». Расстояние свеса ростверка (расстояние от центра крайней сваи до кромки ростверка) должно быть равно d. В принятой свае С9 – d = 0,3 м, а 3d = 0,9 м. При количестве свай 4 конструкция ростверка будет иметь следующий вид (рисунок 7.1).
Необходимо найти величины:
Объем принятого ростверка Vp:
kde vP – объем ростверка, м 3 ;
Vк – объем опирающейся в ростверк части колонны (опоры), м 3 .
kde γ с – коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 0,85 для свай сечением менее 0,3 х 0,3 (м) и γ с = 1 – для свай большего сечения;
Vp – объем ростверка, м 3 ;
γp – удельный вес ростверка (23 т/куб.м);
Vrp – объем грунта, м 3 ;
γrp – удельный вес грунта (у суглинка желто бурого, в котором расположен ростверк γrp = 14,52 т/куб.м).
Рисунок 7.1 – Схема расположения свай в фундаменте
V р = 1,5 х1,5 х1,7 = 3,83 м 3 ;
N р = 0,85 * (3,83*23) = 74,78 кПа;
Максимальное и минимальное давление на грунт от сваи или расчетную нагрузку, приходящуюся на отдельную сваю, в общем случае, когда моменты действуют в направлении двух осей, определяют по формуле:
kde Mx, Mу – изгибающие моменты вдоль оси х и оси у, кН·м;
у, х – расстояния от главных осей до оси (центра) сваи, для которой определяется расчетная нагрузка, м.
Рисунок 7.2 – Ростверк фундамента
Fd = 647,59 кПа > Рmax = 575,92 кПа.
7.3 Расчет условного фундамента
Определим φženatý – средний угол внутреннего трения (град.):
где L – длина сваи, м;
li – длина i-го участка, м.
Далее находим по формуле (29) коэффициент (угол) рассеивания напряжений с глубиной: град., (42)
Найдем размеры и площадь площадки давления (условного фундамента) по формулам:
kde rс – расстояние между сваями, м;
α – коэффициент рассеивания с глубиной.
by = 0,9 +2*9*tg 10,1 = 4,11 ≈ 4,1 м.
ly = 0,9 +2*9*tg 10,1 = 4,11 ≈ 4,1 м.
Площадь условного фундамента:
Aф.усл = 4,1 х 4,1 = 16,81 м 2 .
Рисунок 7.3 – Схема распределения давления на грунт
Найдем нагрузку от веса условного фундамента:
Ny = 16,81*(3,7*14,52+1,97 * 14,22 + 3,4*16,87+1,63*15,70) =
=16,81*(53,72+28,01+57,36+25,59)= 16,81*164,68=2768,27 кН.
Средний вес грунта условного фундамента:
γženatý = 2768,27/(16,81 х 9,0) = 18,30 кН/кв.м.
Определяем расчетное сопротивление грунта:
= 1,1 (38,27 + 599,18) = 701,20 кПа.
Среднее фактическое давление по подошве условного фундамента на грунт:
РII = (1180 + 2768,27) / 16,81 = 234,88 кПа. РII < RII – условие соблюдается.
Практическое занятие № 8 – Технико-экономическое обоснование выбора варианта фундамента в ценах 1984 года
8.1 Определение объемов фундаментов и работ при их устройстве
8.1.1 Объемы по устройству внецентренно нагруженного
Элементы работ согласно расчетам практического занятия №5:
а) Разработка грунта под фундамент – 71,83 м 3 .
б) Укрепление стенок котлована (устройство опалубки) – 30,6 м 2 .
в) Устройство монолитного фундамента – 11,82 м 3 .
8.1.2 Объемы по устройству свайного фундамента
Элементы работ согласно расчетам практических занятий №6-7:
а) Разработка грунта под фундамент – 22,03 м 3 .
б) Укрепление стенок котлована (устройство опалубки) – 10,88 м 2 .
в) Устройство монолитного ростверка – 4,664 м 3 .
г) Погружение железобетонных свай – 4 шт.:
0,81 х 4 = 3,24 куб.м.
Полученные значения заносим в таблицу 8.1, и производим сравнение двух вариантов фундаментов по технико-экономическим показателям.
Таблица 8.1 – Технико-экономические показатели
| Název díla | Единица измерений | Číslo | Стои- мость, руб | Общая стои-мость, руб |
| Внецентренно нагруженный фундамент | ||||
| Элементы работ: а) Разработка грунта под фундамент б) Укрепление стенок котлована (устройство опалубки) 2 Устройство монолитного фундамента | м 3 м 2 м 3 | 71,83 30,6 11,82 | 3,60 0,85 43,10 | 258,59 26,01 509,44 Σ = 794,04 |
| pilotové založení | ||||
| 1 Элементы работ: а) Разработка грунта под фундамент б) Укрепление стенок котлована 2 Устройство фундамента а) Монолитный ростверк б) ж/б сваи 0,81 х 4 = 3,24 куб.м | м 3 м 2 м 3 м 3 | 22,03 10,88 4,664 3,24 | 3,60 0,85 43,10 88,40 | 79,31 9,25 201,02 286,42 Σ = 374,98 |
По итогам расчетов принимаем вариант свайного фундамента, вследствие оптимальных технико-экономических показателей.
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.
Rýže: 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:
- Hloubka ponoru.
- Диаметр сваи.
- Počet hromádek.
- Схема их расположения.
- Форма ростверка (3 вида: высокий, повышенный, низкий).
- Průměr
- Устойчивость на изгиб и продавливание.
- Метод армирования.
Rýže: Схематическое положения ростверка свайного фундамента
Совет эксперта! Определить высоту ростверка следует исходя из веса будущего сооружения и уровня пучинистости грунта.
Jak se provádí výpočet
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:
Odpor v ohybu:
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.
Rada odborníků! 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.
Příklad výpočtu
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.
Rýže: 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.
Rýže: 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.
Rýže: 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:
