Методика расчета свайного буронабивного фундамента с ростверком

Содержание:

Что учитывается при расчетах
Как выбрать стержни?
Написать письмо Giproproject
Виды фундаментных конструкций с ростверком
Виды свай для фундамента
Что учитывается при расчетах
Виды ленточного фундамента
Пример расчета
Подробно о свайном фундаменте с ростверком
Расчет ростверка
- Армирование ростверка
- Пример расчета свайного буронабивного фундамента
Необходимость армирования

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.

Как выбрать стержни?

Калькулятор расчета фундамента

Выбирая изделия, нужно учитывать:

Тип и вес сооружения.
Несущую способность опоры.
Геологические условия участка.

Рассчитав суммарные нагрузки и используя справочную информацию о сопротивлении грунта, выбирают количество свай с учетом их несущей способности. Последний параметр напрямую связан с диаметром и длиной опоры. Длину выбирают, исходя из глубины промерзания грунта и высоты цоколя.

Рекомендации по выбору диаметра свай:

Ø57 мм – заборы из сетки, легковесные конструкции;
Ø76 мм – тяжелые ограждения из кирпича и профнастила;
Ø89 мм – пристройки, террасы, гаражи, хозяйственные постройки;
Ø108 мм – малоэтажные дома, дачи, бани, ангары;
Ø 133 мм – тяжеловесные постройки весом до 12 т.

О размерах и диаметрах винтовых свай читайте в этой статье, как выбрать опоры для разных типов фундаментов — в этой. О винтовых сваях 108 расскажет эта статья.

Виды винтовых свай

В зависимости от материала изготовления винтовые сваи различаются на типы:

Металлические сваи – стальные изделия из профильной трубы. Отличаются недорогой стоимостью и возможностью ручного монтажа.
Железобетонные сваи – изделия, изготовленные из бетона, упрочненные армированным каркасом (подробнее об армировании свай читайте тут). Столбы имеют винтовую часть и оснащены металлическим наконечником. Отличаются повышенной несущей способностью и сроком службы от 100 лет за счет стойкости бетона к коррозийным процессам.

Металлические винтовые сваи по конфигурации лопастей различаются на:

лопастные;
спиральные;
комбинированные.

По способу изготовления наконечников:

литые;
сварные;
кованные.

По способу нанесения антикоррозионного покрытия:

нанесение обмазочных материалов;
холодное оцинкование;
горячее оцинкование.

Подробнее о том, каких видов бывают винтовые сваи, можно узнать здесь, об оцинкованных винтовых сваях читайте здесь, о бетонных — тут, о металлических — тут.

Заводское производство и самостоятельное изготовление

Бетонные винтовые сваи изготавливают только на заводах, поскольку технология производства предполагает использование виброоборудования и сушильных камер. Металлические сваи можно сделать в домашних условиях при умении обращаться со сварочным аппаратом и болгаркой.

нужно учитывать такие факторы:

Использовать профильные трубы из высокопрочных марок стали.
Для лопастей применять листовую сталь толщиной не ниже 4–5 мм.
Уделять внимание прочности сварочных швов.
Выбирать качественные гидроизоляционные материалы.

Заводские изделия изготовлены по ГОСТУ и соответствуют заявленным техническим характеристикам. В свою очередь для самодельных труб сложно рассчитать несущую способность, что предполагает риски в процессе монтажа и эксплуатации. Как сделать винтовые сваи своими руками, можно узнать тут.

Размеры опор

Характеристики винтовых свай:

длина трубы – от 1 м;
диаметр сечения – от 57 мм;
толщина стенки трубы – от 3,5 мм;
толщина лопасти – 4–5 мм;
диаметр лопасти – 150–300 мм.

Сваи с такими размерами обеспечивают необходимую несущую способность для легковесных сооружений, построенных на суглинистых почвах, которые преобладают на территории Московского региона и других областей РФ.

Нагрузка

Допустимая нагрузка на фундамент определяется типом грунта, а также несущей способностью одной опоры. Характеристика винтовой металлической сваи зависит от длины столба, а также диаметра трубы и лопастей. Подробнее о нагрузке на винтовые сваи можно узнать тут.

Зависимость параметров отражена в таблице:

Тип грунта	Несущая способность сваи (тонны) диаметром 108 мм при диаметре лопастей 300 мм
длина столба – 1,5 м	длина столба – 2,5 м	длина столба – 3м
Пластичные глины	3,7	4,4	5,0
Полутвердые глины	4,7	5,4	6,0
Суглинки, супеси	3,7	4,5	5,0
Пески средней фракции	Не используются	9,5	10,5

Написать письмо Giproproject

Методика расчета дымовых промышленных труб. в.г. сатьянов

Сертификат соответствия № RA.RU.АБ86.Н01079

В случае затруднений при установке программ – читайте раздел ‘Часто задаваемые вопросы’ в конце текущей страницы.

Краткое описание: (последняя версия программы 6.5.2)

– расчет свайных фундаментов: расчет ростверков (подпорные стены, ленточные и отдельно стоящие) и расчет свайных кустов ( по заданной нагрузке подбор (проверка) свайного куста и расчет ростверка). Программа позволяет работать с произвольно расставленными сваями в кусте, редактировать привязки свай, их количество и т.д. При автоматическом режиме по заданным кретериям программа подбирает свайный куст под заданные нагрузки. Ростверк проверяется на продавливание, поперечные силы и моменты, анкеровку арматуры в подошве с последующим расчетом армирования с учетом трещинообразования. Оголовок проверяется на необходимость установки косвенного армирования.

Программа также позволяет выполнить расчет несущей способности свай по грунту с проверкой устойчивости основания (начиная с версии 4.0.0).

В программе реализован расчет армирования свай забивных и буранабивных с возможность подбора свайного куста с учетом результата этого расчета.

Программа также позволяет вычислить осадку с учетом влияния соседних ростверков.

– возможность задавать порядок расстановки свай в кусте (обычный, шахматный);

– индивидуальная работа с каждой сваей в кусте;

– учет при подборе куста несущей способности сваи на прижим, отрыв и боковую силу;

– определение наиболее экономичного варианта ( сваи + ростверк );

– отображение всей последовательности вычислений;

– автоматический контроль нормативных минимальных расстояний между сваями;

– возможность контроля максимально допустимого расстояния между сваями в режиме подбора свайного куста;

– режим работы с забивными и буронабивными сваями;

– автоматический подбор наименьшей толщины плитной части ростверка исходя из результатов прочностного расчета;

– возможность контроля соотношения размеров подошвы ростверка;

– автоматический учет эксцентриситета вертикальной силы в случае смещения подколонника от центральной оси ростверка;

– отображение в программе всей теории расчета;

– удобное информативное отображение результатов армирования;

– вычисление предельного сопротивления и несущей способности сваи по результатам динамических испытаний

– импорт РСУ из Лиры, СКАДа и GIPRO-Комбинатор нагрузок. Содание таблицы нагрузок в автокаде

– проверка необходимости установки косвенного армирования подколонника

– расчет на трещинообразование

– учет дополнительных нагрузок на уступы ростверка и подколонник, а также полосовых полезных нагрузок, заданных пользователем

– отображение коэффициентов использования по требуемой длине анкеровки арматуры подколонника

– расчет осадки с учетом влияния соседних ростверков

– учет лидерных скважин

– расчет отрицательной силы трения по свае при грунтах 2-го типа по просадке и при наличии торфяных слоев, а также по заданной глубине учета

– расчет отрицательной силы трения по свае при планировке территории подсыпкой и от равномерно распределенной нагруки

– вывод схемы расположения ростверков и кустов, разрезов по схеме, марок ростверков и кустов в автокад в виде чертежей, а также схемы ростверков и кустов в автокад в 3D-формате

– расчет высокого ростверка

– расчет несущей способности сваи по вечномерзлому грунту

– расчет несущей способности сваи по грунту по результатам зондирования

– расчет подпорных стен на свайном основании и ленточных ростверков (требуется программа GIPRO-ЖБК)

– трехмерная визуализация проектируемой марки

– трехмерная визуализация схемы расположения ростверков и грунтового массива

– трехмерная визуализация разрабатываемого котлована с подсчетом объема разрабатываемого грунта (New) – возможность представлять результаты работы программы в виде расчета, выполненного ручным способом :

Демоверсия программы выполняет без ограничений расчет свайных кустов и ростверков размером в плане до 1.5м х 1.5м и расчет несущей способности свай длиной до 5 метров.

На фотографиях некоторые из многочисленных конструкций, расчитанных с помощью представленной программы.

Виды фундаментных конструкций с ростверком

Сколько мешков пескобетона в 1м3: методика расчета

В том случае если застройщику удастся правильно , необходимых для ростверкового фундамента, но и глубину их погружения, то в процессе эксплуатации несущая конструкция не будет подвергаться промерзанию и пагубному воздействию влаги. Если планируется строительство на участке с небольшим рельефным перепадом, который выравнивать нецелесообразно, тогда можно соорудить комбинированную фундаментную конструкцию, например, свайно-ленточную.

Существуют следующие виды фундаментов с ростверком:

Ленточный. В процессе проведения строительных работ застройщик связывает между собой расположенные по соседству сваи.
Выполненный в виде плиты. В этом случае застройщику приходится связывать каждый оголовок.

Виды свай для фундамента

Различают две основные категории, отличающиеся по способу противодействия осадкам свайных фундаментов: стоечные и висячие. Устойчивость висячей сваи обеспечивается за счет силы трения между внешней поверхностью и окружающим ее после погружения грунтом. Стоечные оснащены упором возле своих оснований, который удерживает конструкцию, основываясь на плотных слоях грунта под ним. А также упором служат лопасти винтовых свай, дополнительно трамбующие грунт во время монтажа.

Разделение свай по способу строительства:

Забивной тип

По названию понятно, что данные сваи забиваются в грунт с помощью специальных механизмов (строительные пневмомолоты). Их особенностью является тот факт, что при забивании сила, воздействующая на нее, берется из расчета свайного фундамента. Таким образом, она погружается до глубины, на которой находится довольно прочный слой грунта, способный выдержать расчетную массу дома. Данный тип считается очень устойчивым, при забивании грунт вокруг нее и под ней дополнительно уплотняется. Монтаж забивных свай практически не используется при строительстве небольших домиков и частных коттеджей, так как требует применения сложной спецтехники.

Винтовые

Изделия состоят из стальной трубы и приваренных в нижней части лопастей либо это цельнолитая конструкция (что предпочтительнее в плане долговечности). Лопасти способствуют проникновению в грунт при ее закручивании, а после установки они удерживают на себе нагрузку на свайный фундамент и не дают ей проворачиваться. В верхней части изделия находятся специальные отверстия, с помощью которых свая ввинчивается в землю. При этом этот процесс вполне можно осуществить вручную, контролируя вертикальное положение во время работы. Внутренний объем заполняется бетоном для увеличения массы и защиты от коррозии.

Буронабивные

Порядок установки буронабивных свай не предусматривает использование готовых металлоконструкций. Роль сваи в данном случае выполняет бетон, залитый в предварительно пробуренную скважину. Если грунт недостаточно плотный также потребуется опалубка. Этот способ достаточно прост в применении и подходит для индивидуального строительства. Единственный нюанс: расчетная нагрузка на сваю может оказаться слишком высокой для избранного в качестве основания слоя грунта.

Таблица 1

Что учитывается при расчетах

Крайне важно учитывать такие аспекты:

Обращается внимание на тип свай, они могут быть висячими или стойки. Обязательно учитывается общий вес

Виды ленточного фундамента

Перед тем как приступать к сооружению такого основания, необходимо тщательно рассмотреть его особенности и разновидности. Это позволит правильно подобрать фундамент для сооружения той или иной конструкции. Также это даст возможность правильно провести все необходимые работы. Ленточный фундамент — это не один какой-то способ сделать основание для дома, их существует несколько видов:

1. Цельнолитой

Монолитный или цельнолитый ленточный фундамент сооружается непосредственно на месте проведения строительства. Для начала сооружается опалубка, в которую укладывается армированный пояс по всей длине. После этого проводится заливка бетона.

Основание представляет собой замкнутый монолитный контур, изготовленный из железобетона. Благодаря этому можно создать цельный каркас, который подходит для любого грунта, в том числе и нестабильного. На таком основании можно легко соорудить загородный дом или каменный забор.

Среди достоинств такой конструкции выделяют простоту возведения и надежность. При этом основание может иметь различную форму. Что касается недостатков, то здесь отмечается большая масса монолитной конструкции.

Цельнолитой ленточный фундамент – бетон заливается за один прием в подготовленную опалубкуИсточник sazhaemvsadu.ru

2. Сборный

Для сооружения фундамента используются готовые железобетонные блоки. Из них выкладывается лента нужной формы непосредственно на участке. Их скрепление производится с помощью цементного раствора. Они оптимально подходят для сооружения малоэтажных домов. Приобрести готовые блоки довольно просто, так как их производством занимаются многие заводы.

Среди достоинств стоит выделить простоту сборки, что позволяет значительно сэкономить время на сооружение основания. Но, вместе с этим, сборные конструкции имеют некоторые недостатки. Не цельная структура и потребность в привлечении тяжелой строительной техники снижает популярность данного вида ленточного фундамента.

Сборный ленточный фундамент собирается из готовых плит, а стыки между ними герметизируютсяИсточник kinozavr.info

3. Мелкозаглубленный фундамент

Данный вид фундаментов в основном используется при сооружении легких построек. Так, это могут быть каркасные дома и конструкции из бруса и бревен. Особенность такого основания заключается в том, что он находится несколько выше уровня промерзания почвы. Поэтому его зачастую используют на менее проблемных грунтах.

Мелкозаглубленные конструкции легко переносят пучение грунта, которое происходит в зимний период

При сооружении особое внимание уделяют гидроизоляции и теплоизоляции. Это позволит защитить основание от негативного действия окружающей среды.

К достоинствам мелкозаглубленного основания относят ее невысокую стоимость постройки. При этом нет потребности в проведении сложных земельных работ. Недостатков у него несколько. Прежде всего, стоит отметить, что такую конструкцию можно использовать не на всех типах грунта и для строительства не всех сооружений.

Конструкция мелкозаглубленного фундамента стандартная – просто он заглубляется в грунт не больше чем на 50-70 сантиметровИсточник novostroika93.ru

4. Ленточный фундамент глубокого залегания

Строительство ленточного фундамента данного типа выполняется ниже уровня промерзания грунта. Это дает возможность распределить нагрузку от будущего строения на устойчивый слой почвы. Благодаря этому, фундаменты глубокого залегания используются для строительства многоэтажных домов, которые имеют значительный вес.

Плюсы данной конструкции заключается в том, что они пригодны для строительства тяжелых сооружений. Также есть возможность обустроить цокольное и подвальное помещение. Конечно, для обустройства основания понадобятся значительные физические и материальные затраты. В особенности это касается проведения земляных работ.

Ленточный фундамент глубокого залегания заглублен ниже уровня промерзания почвы – это может быть 1,7-2,2 метра или ниже, в зависимости от регионаИсточник diagnostika.spb.ru

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.

Подробно о свайном фундаменте с ростверком

С одной стороны, ростверк выполняет функцию связного элемента для отдельных свай, с другой – это основа для остальной конструкции здания. Ростверк и сваи условного фундамента объединяются попарно (ленточный тип связки) либо объединяются все оголовки (плиточный тип). Ростверк для дома может изготавливаться из таких материалов:

Армированный бетон. Бетонная лента укладывается на оголовки свай, расположенные на уровне земли. Во время проектирования также указываются места прокладывания неглубоких траншей, проходящих вглубь ростверка.
Бетонный ростверк подвесного типа. Аналогичный способ, при котором между грунтом и ростверком оставляется зазор. Этот промежуток позволяет компенсировать возможные колебания грунта (в рамках нормы).
Ростверк из железобетона. Основой служит двутавр и швеллер (для монтажа под несущие стены СНиП рекомендует) швеллер 30.
Деревянные брусья. В последнее время практически не применяются.

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:

В = М/L*R, где

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 = 0,001ВH, 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 м1800 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 м9 м60 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 м9 м150 кг/м2 (нормативное значение для жилья) 1,2 = 22680 кг
Снег (нормативное значение снеговой нагрузки взято для г. Москва)	7м9м180 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.

Необходимость армирования

Внешне твердый и прочный бетонный столб, оказавшись в фундаментной конструкции и подвергнутый нагрузочным воздействиям, превращается в колкую субстанцию.

Имея огромный запас прочности, бетонный столб разрушается за долго до набора предельной прочности, и причиной этого является неравномерное распределение нагрузки от сооружения.

Чтобы избежать этого, рекомендуется выполнять армирование столбов фундамента. Данная мера позволит:

максимальную часть особо важных напряжений переносить в глубокие бетонные слои и распределять их главным образом не на камень, а на арматурный каркас;
металлические арматурные прутья отлично соединяют основные элементы фундаментной конструкции – опорные столбы и ростверок;
эксплуатационный период армированных столбов увеличивается в разы по сравнению с простыми бетонными опорами.