Расчет столбчатого фундамента

Подробнее о способе вычисления

Расчёт дома и его особенностей

Вычисление путем послойного суммирования дает возможность определить осадку не только возводимого, а также рядом стоящих оснований, учесть разнородность, которая выражается в изменениях конструкции по глубине. Данным способом можно рассчитать осадку сразу нескольких вертикалей. Сложность послойного суммирования в том, что здесь нужно найти дополнительные нагрузки, извне, дающие напор на фундамент возводимого сооружения. Напряжения находятся методом угловой точки, когда рабочая ось принимается за угловую.

Особенно удобен метод послойного суммирования при большой подошве результат всегда эффективный. Особенно когда структура основания слоистая и резко меняется, когда сжимаются отдельные слои.

Во время определения осадки обязательно учитывается воздействие глубины заложения фундамента и по ней устанавливаются суммированные пределы. До возведения основания грунт, находящийся на уровне подошвы, был обжат двоением вышележащей почвы, поэтому чтобы определить величину осадки, за начальную точку давления принимается влияние веса на основании от дома.

Что нужно учесть

Если имеет место другой вид основания – ленточный мелкозаглубленный фундамент, плита – расчет арматуры будет происходить по тому же алгоритму. Некоторые источники предлагают выбрать диаметр по средним значениям, но это не всегда верно, лучше определить его самостоятельно.

Расчет фундамента должен учитывать шаг меду прутьями каркаса: он не должен превышать 30 см. Для точного его определения существуют формулы, но можно ими пренебречь, просто взяв кратное габаритам сечения конструкции значение. Для ростверка высотой 30 см очевидно, что оптимально устройство 2 рядов. Если высота конструкции 60 см (600 мм), понадобится 2-3 обвязки (шаг 20 или 30 см соответственно), при этом сверяйтесь с таблицей по величине диаметра и количеству арматуры. Для горизонтальной плоскости принцип аналогичен.

Также при вязке каркаса учитывайте габариты бетонной формы: необходимо предусмотреть защитный слой, который не даст арматуре заржаветь. Обычно его принимают в размере 3 диаметров прутков.

Расчет одиночной сваи в составе фундамента по первой группе предельных состояний (по несущей способности грунта основания сваи)

Расчет предусматривает проверку выполнения условия I предельного
состояния:

F —
расчетная нагрузка передаваемая на сваи т.е. фактическая нагрузка:

 —
расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи (несущая
способность сваи по грунту);

 — расчетная
нагрузка, допускаемая на сваю.

 —
коэффициент надежности.

Вычисление
фактической нагрузки F, передаваемой на сваю.

Вес
ростверка QP = 1,6·1·0,5·24 = 19,2кН;

Вес
надростверковой конструкции Qнк (одного пог. м стены подвала) из 5 блоков
ФБС24.4.6: Qнк = (0,4·0,6·1·4) ·22 = 26,4 кН;

Общий
вес Q ростверка и надростверковой конструкции:

=
QP + Qнк = 19,2 + 26,4 = 45,6 кН;

При
вычислении QP и Qнк приняты удельные веса:

Пригрузка
внутреннего обреза ростверка бетонным полом подвала GП:П = 0,1·0,2·1·22 = 0,44
кН.

Общий
вес G пригрузки ростверка грунтом и полом подвала:= GП = 0,44 = 0,44 кН.

Расчетная
допускаемая нагрузка на сваю

Условие
F < Pсв выполняется.

Принятые
размеры свайного фундамента будут считаться окончательными при удовлетворении
условия расчета по второму предельному состоянию — по деформациям.

Ростверк

Нижняя обвязка стен дома должна на что-то опираться. В качестве основы может выступать как монолитный, так и сборный ленточный ростверк. Его ширина должна быть не менее 40 см, чаще принимают толщину по основному материалу стен (кирпич или блоки, деревянный брус). Высота ростверка – не менее 30 см для небольших домов.

Чтобы устроить ленту по сваям, необходимо определить количество арматуры, бетона. Предположим, что планируется строительство двухэтажного коттеджа из газоблоков, размеры по периметру — 6 х 8 метров, высота ростверка — 30 см, ширина — 40 см, для опоры выбраны винтовые или буронабивные сваи. С чего начать расчет фундамента под дом с такими параметрами?

Несущая способность грунта

Несущую способность грунта рассчитать могут только специалисты, опирающиеся на геологические исследования строительной площадки. Для частных застройщиков достаточно знать состав грунтов и уметь пользоваться справочными таблицами.

В каждом населенном пункте старожилы обычно знают, на какой глубине расположен несущий слой грунта, и что он собой представляет. Вам остается лишь заглянуть в справочник и найти соответствующие характеристики.

Примерная таблица несущей способности грунтов:

Тип грунта	Расчетное сопротивление (кг/кв. см)
Глина	Полутвердая	6
Тугопластичная	5
Мягкопластичная	4
Суглинки и супеси	Полутвердая	5,5
Тугопластичная	4,5
Мягкопластичная	3,5

Подобные таблицы содержатся не только в строительных справочниках, но и в СНиПах.

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.

Порядок установки

После предварительных подсчетов, составления плана свайного поля, нужно переходить к установке свайного фундамента. Основываясь на данных предварительного бурения, выкопанных разведывательных шурфов, свайное поле разбивают на 2-3 условных прямоугольника.

Ввинчивают на участке первые угловые элементы прямоугольников. Контроль расположения производится нивелиром, строительным уровнем. Иногда, используют простейшую бечеву, натянутую по диагоналям (должны быть равны), строительный отвес (производится контроль вертикали каждой опоры).

Установив угловые сваи, можно размечать, начинать ввинчивание остальных между ними. Из-за неровностей грунта, головная часть может подниматься над уровнем земли на разную высоту. Это нормально, главное, чтобы были заглублены до уровня основного несущего грунта, не менее 1.5 метра (средняя величина промерзания почвы зимой в средней полосе). После формирования свайного поля, верхушки отдельных элементов обрезают по нивелиру (менее удобный вариант — гидроуровень). Минимальная высота над землей — около 0.5-0.6 метра

Под тяжеловесные отопительные (котлы, печи, камины), коммуникационные (насосы, теплоаккумуляторы) конструкции лучше создавать собственные свайные фундаменты, не включая в систему фундамента дома. Позволит свести к минимуму последствия (динамические, статичные нагрузки, разрушающие фундамент). Минимальное допустимое расстояние между сваями — 0.5-0.6 метра.

Установив, обрезав сваи по проекту, можно переходить к созданию ростверка. После окончания монтажа, можно считать фундамент построенным. С этого момента сваи начнут работать как одна система, выдержат запланированные нагрузки.

Установку всех типов свай можно производить при любой погоде. Часто можно ограничится ручным трудом. Выполнение ростверка (за исключением железобетонного) также возможно в любое время.

Учет характеристик грунта

Характеристики грунта с точки зрения установки фундамента определяют в первую очередь его несущую способность, то есть устойчивость к нагрузкам со стороны установленных на нем конструкций без проседания. Она измеряется в тн/м2  или кгс/см2. Наиболее значимыми для несущей способности грунта являются

• Тип грунта
• Степень уплотнения
• Влажность

Для изучения параметров грунта в общем случае необходимо проводить геологические изыскания. Однако стоимость их достаточно высока, и на практике строители пользуются наработанными опытом обобщенными параметрами для тех или иных грунтов, а также пользуются упрощенными методами определения свойств грунта.

Во-первых, существуют определенные известные характеристики для основных видов грунта, на котором планируется постройка – песчаных или глинистых.

Во-вторых, проводится пробное вкручивание свай.

Для самостоятельного определения типа грунта можно использовать известный способ —

скатать шарик из земли и растереть ладонями. При этом можно увидеть, что:

1. Шар из песка практически не скатывается, и при растирании чувствуются отдельные песчинки
2. Шар из песчаного грунта (до 90% состава) формируется, но разрушается при самых небольших нагрузках
3. Шар из суглинка (до 30% глины) держит форму, но при воздействии нагрузками трескается по краям
4. Шар из глины отлично формируется и при надавливании не дает трещин

Плотность различных типов грунтов и их несущая способность определена практикой и приводится в таблицах. Приведем некоторые параметры для наиболее употребимых грунтов:

• Крупнозернистый песок – 5-6 т/м2
• Средний песок – 4-5 т/м2
• Мелкозернистый зернистый песок – 3-4 т/м2
• Мелкозернистый влажны песок – 2-3 т/м2
• Супесь – 2,5-3 т/м2
• Увлажненная супесь– 2-2,5 т/м2
• Крупнозернистый песок – 5-6 т/м2
• Суглинок – 2-3 т/м2
• Глина – 2,5-6 т/м2
• Влажная глина – 1-4 т/м2

Насыщенность влагой тоже можно определить простым проверенным способом. Отрыть небольшую (до полуметра глубиной) ямку: если через некоторое время в ней будет скапливаться вода, то грунт можно считать влажным. В противном случае – сухим.

Обобщая сказанное, можно с уверенностью сказать, что для самостоятельного расчета фундамента можно смело использовать данные, приведенные выше. Как правило, тип грунта в данной местности известен.

Пробное вкручивание поможет выявить, насколько общий тип грунта, характерный для близлежащих участков может локально отличаться от среднего.

Кафедра механики грунтов, оснований и фундаментов

Курсовой проект

Выполнила студентка Фролова Т.А.

курс 5 семестр ПГС (уск.) г. Смоленск

Преподаватель Гусева Е.С.

2015 г.

1.   Определение размеров конструктивных элементов свайного фундамента и разработка его конструкций для наружной стены

2.      Расчет конечной (стабилизированной) осадки свайного фундамента методом послойного суммирования для наружной стены

.        Определение размеров конструктивных элементов свайного фундамента и разработка его конструкций для внутренней стены

.        Расчет конечной (стабилизированной) осадки свайного фундамента методом послойного суммирования для внутренней стены

.        Подбор сваебойного оборудования

.        Проектирование котлована

.        Сравнение вариантов и вывод

Список литературы

1. Определение размеров конструктивных элементов свайного фундамента и разработка его конструкций для наружной стены

Выполнение подробного расчета свайного фундамента на примере несущего ростверка

Отличительной особенностью выполнения расчета осадки свайного фундамента с несущим ростверком является обязательный учет уровня рассеивания вертикальных напряжений, которые возникают при контакте основания с ростверком в границах межсвайной площади.

Осадка фундамента измеряется не от полного наружного давления N, а от его доли, которая воспринимается группой плит основания как Ppf. В ситуации, когда глубина сжимаемой толщи грунта, расположенного глубоко под плоскостью ростверка, не превышает длину свай, напряжения, возникающие под его подошвой, рассеиваются, находясь в границах межсвайной площади. При этом они никак не влияют на напряженное состояние грунта на уровне нижних областей конструкции свай.

Анализирование инженерно-геологических условий строительных площадок в городе показывает, что, включая ростверк в работу, в большинстве случаев переход на более короткие сваи в сравнении со стандартными проектными решениями вполне возможен. При этом сжимаемая толща грунта в фундаменте превышает длину его плит Hc > L (рис. 1). На уровне нижних концов плит могут формироваться вспомогательные вертикальные напряжения ввиду взаимодействия ростверка с фундаментом Sдоп. Данные напряжения становятся причиной дополнительной осадки основания Sдоп. Осадка свайного фундамента наряду с несущим ростверком может быть определена по формуле 1: Sp = Kg х Sдоп.

Здесь Sp — осадка группы плит основания от нагрузки Ppf в соответствии с измерением согласно действующим ТНПА;

Sдоп — это вспомогательная осадка конструкции свай от напряжений, возникающих под подошвой ростверка в межсвайной площади.

Расчеты обусловлены тем условием, что Hc L), обязательно должна быть учтена вспомогательная осадка плиты по формуле 1.

Расчет

Расчетное сопротивление грунта основания

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

, где

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 < 10 м; kz= z0 ÷ b+ 0,2 при b ≥ 10 м (здесь z0 = 8 м)

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:

, где

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).

Формула при d>2:

, где

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.

Расчет свайного фундамента

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра механики грунтов, оснований и
фундаментов

Курсовой проект

Выполнила студентка Фролова Т.А.

курс 5 семестр ПГС (уск.) г. Смоленск

Преподаватель Гусева Е.С.

2015 г.

1.   Определение
размеров конструктивных элементов свайного фундамента и разработка его
конструкций для наружной стены

2.      Расчет
конечной (стабилизированной) осадки свайного фундамента методом послойного
суммирования для наружной стены

.        Определение
размеров конструктивных элементов свайного фундамента и разработка его
конструкций для внутренней стены

.        Расчет
конечной (стабилизированной) осадки свайного фундамента методом послойного
суммирования для внутренней стены

.        Подбор
сваебойного оборудования

.        Проектирование
котлована

.        Сравнение
вариантов и вывод

Список литературы

1. Определение размеров конструктивных элементов свайного фундамента и
разработка его конструкций для наружной стены

Технические характеристики

Все виды винтовых опор имеют шесть характеристик:

1. Металл — сталь, по характеристикам не ниже СТ 25-35. Хорошо, если будет иметь внешнее оцинкованное, полимерное покрытие. Толщина должна соответствовать нормам, указываться в сертификате качества.
2. Толщина стенки тела — не менее 0.3-0.5 см. Конкретное значение зависит от сорта стали, общей длины опоры.
3. Тип наконечника — литые, сварные. Первые по качествам предпочтительнее, но дороже (на 30-40%), в сравнении со сварными конструкциями.
4. Количество лопастей — обычно, одна лопасть, но для зданий, имеющих большой вес, при строительстве на слабых грунтах, рекомендуется использовать двухлопастные. Более равномерно распределяют нагрузку на большую площадь почвы.
5. Общая длина — зависит от плана строительства.
6. Внешний диаметр — зависит от расчетной максимальной несущей способности опоры.

Особенности грунтов в расчете несущей способности

Диаметр

Диаметр элемента измеряется по внешней поверхности — 0.07-0.15 м. Зависит от необходимой несущей способности, длины тела. Для строительства жилых, подсобных помещений подходит диаметр 0.09-0.12 метра.

Ростверк из бруса

Длина

Производители предлагают сваи, длиной от 1.7 до 7-8 метров. Внешний диаметр, толщина стенки при одинаковой длине могут различаться.

Рекомендательная таблица

Количество опор, расстояние между ними

Конкретная цифра количества нужных опор для здания вычисляется просто — общий вес делится на несущую характеристику отдельного элемента. Но простота обманчива. При подсчете нужно учитывать:

1. Масса здания вычисляется путем сложения веса используемых при строительстве материалов, связующих веществ (например, метизов, цементного раствора).
2. Нельзя забывать, что в доме будут находиться вспомогательные системы — отопление, водопровод, канализация, вентиляция.
3. Предметы обстановки, жильцы — при подсчете веса лучше превысить значение в полтора-два раза. Иначе, домовладелец рискует получить проседание фундамента, растрескивание стен, дорогие ремонтные работы.
4. Снег, другие осадки также имеют вес. Даже воздействие ветра не ограничивается стенами (параллельно земле), давит через скосы крыши вниз, на фундамент. Информацию может предоставить проектировщик, можно проанализировать самостоятельно в СНиПах.
5. Сваи имеют значительный вес.

Расстояние между элементами не должно быть менее 0.5-0.6 м, более 2.5 метра. Рекомендуется придерживаться значений в диапазоне 1.5-2 метра. Конкретные места установки вычисляются на основе плана строения. Обязательными, первоочередными точками будут углы, точки пересечения несущих стен. Пространство между ними равномерно заполняется оставшимся числом опор. При недостаче, нужно добавить. Это повысит запас прочности фундамента, несущую способность. Не стоит экономить 2-3 тысячи рублей.

Ростверк из швеллера

Особенности расчета количества свай

Схема свайного фундамента из сборных винтовых свай.

Учитывая тот факт, что винтовые сваи располагаются на расстоянии 2-3 м друг от друга, существует вероятность того, что дом может со временем неравномерно осесть. Для того чтобы избежать подобных проблем, при нужно учитывать возможные дополнительные нагрузки на фундамент со стороны здания.

Если в местности строительства преобладают сильные ветры одного направления, то к нагрузке нужно прибавлять минимум 20%. Как показывает практика, в большинстве случаев прибавляется не 20%, а 30-35%, чтобы перекрыть все возможные неточности при . Многие нагрузки не проявляют себя после окончания строительства, потому лучше перестраховаться.

При расчете нагрузок от здания на свайно-винтовой фундамент необходимо учитывать и внутренние несущие стены. Оптимальным вариантом будет более частое размещение опор на таких участках. Если же стена не несущая, то сваи можно расположить на большем расстоянии друг от друга.

При наличии на участке строительства слабых подстилающих грунтов лучше всего использовать деревянные перекрытия, которые имеют меньший вес. Стены и крыша дома в таких условиях тоже должны быть максимально легкими.

Пример расчета свайного фундамента

Для расчета количества свай нужно учесть их диаметр, несущую способность и длину.

В качестве примера расчета, сколько же нужно свай для возведения качественного основания, приведем расчет их количества для деревянного дома из бруса, возводимого в Новосибирской области.

По проектной документации стены возводимого здания должны быть сложены из бруса сечением 150х150 мм. Периметр дома составляет 20 м (сруб 4х6 м), высота стен – 3,5 м. Предполагается наличие 4-х стен, двух внутренних перегородок по 4 м из того же бруса, пола и потолка с крышей, а также мебели и печи. Удельный вес деревянного бруса составляет 600 кг/м3. Для возведения стен нужно 0,15х3,5х(6+4+4+4)=9,45 м3 древесины. Учитывая внутреннюю нагрузку, равную 100 кг на 1 м2 дома, получаем общий вес, равный 9,45х600+24х100=8070 кг.

Снеговое давление на проектируемый дом составляет 24х180=4320 кг, где 180 кг/м2 – это норма нагрузки для Новосибирска и Новосибирской области.

Ветровая нагрузка подсчитывается перемножением площади дома на сумму (40+15h), где h – это высота стен. В нашем случае влияние ветра равно 24х(40+15х3,5)=2220 кг.

Общее давление здания на грунт составляет 8070+4320+2220+8400=23010 кг.

Оптимальным количеством опор для дома 4х6 м из бруса сечением 150х150 мм является 12 свай, четыре из которых ставятся по углам здания, по две – под длинные стены здания, по одной – под короткие стены и две сваи – для поддержки внутренних перегородок. Соответственно, зная и нагрузку на фундамент, получаем минимальную несущую способность каждой сваи, равную 23010/12=1917,5 кг.

Нюансы расчёта свайного фундамента

Некоторые особенности влияния нагрузки существуют для свайного фундамента. Поэтому рассмотрим пример вычисления.

Основные показатели, которые фигурируют в расчётах:

1. Радиус свай.
2. Длина.
3. Количество.
4. Расстояние, на котором размещаются соседние элементы.

Данный пример предусматривает упрощённые вычисления.

Начнём с вопроса, каким должен быть радиус винтовых свай:

• радиус 28,5 мм подходят для обустройства ограждений;
• сваи радиус 38 мм имеют несущую способность до 3 тонн. Применяются для закладки фундамента для лёгких построек;
• 44,5 мм – сваи, которые используют для одноэтажных построек, каркасных домиков и прочее. Несущая способность до 5 тонн;
• радиусом 54 мм можно использовать для закладки как одноэтажных, так и двухэтажных строений небольшого веса. Способны выдержать влияния нагрузки 7 тонн.

Расстояние между сваями также зависит от предполагаемой нагрузки. Если для постройки здания применяется газобетон или шлакоблоки, то шаг составляет 2 м, для более лёгких каркасных строений, не более 3 м.

Вычисление ординат эпюры дополнительного давления σzp,i

Сначала вычисляется верхняя ордината эпюры σzp,о непосредственно под подошвой
фундамента при z = 0:

кПа

Затем вычисляются другие ординаты по формуле  для различных глубин  откладываемых от подошвы фундамента. Коэффициенты  берутся в зависимости от отношения длины фундамента стены l к ширине фундамента b, то есть  (принимается по последней колонке таблицы 11 Приложения, где — фундамент ленточный и отношения ξ=2z/b (первая колонка)). Вычисления удобно вести в табличной форме. Для отыскания нижней границы В.С. сжимаемой толщи Hc в этой же таблице приводятся значения 0,2 При этом толщины элементарных слоев hi в эпюре σzp соответственно получаются 0,72 , 0,4b = 0,4·1,98=0,79м.			, кПа0,2, кПаСлои основания
0 0,8 1,6 2,4	0 0,79 1,58 2,38	1,000 0,881 0,642 0,477	186,14 163,99 119,50 88,79	0,72 0,72 0,72 0,72	25,50	Песок мелкой крупностью Е=20102 кПа
3,2 4,0 4,8 5,6 6,0 6,4	3,17 3,96 4,75 5,54 5,94 6,34	0,374 0,306 0,258 0,223 0,208 0,196	69,62 56,96 48,02 41,51 36,48	0,72 0,72 0,72 0,72 0,72	41,32 42,14

Несколько советов по заложению фундамента

Многие, особенно начинающие строители, стремясь повысить качество и надёжность основания, допускают некоторые ошибки. Попробуем указать на основные нюансы:

Увеличивая высоту ленты основания можно добиться высокой степени жёсткости. Но данный показатель не всегда приводит к положительным результатам и уменьшает влияния на него нагрузок. Приходиться выполнять армирование фундаментов, которое повышает степень напряжения. Основанию необходимо придать гибкость, тем самым снизить коэффициент жёсткости. Сложно выполнить расчёты деформаций от нагрузки, которые оказывают такие факторы, как морозное пучение или влияния грунтовых вод. Они могут со временем меняться. Поэтому лучше всего обращаться к специалистам для определения типа грунта и влияния климатических условий

Для предотвращения возникновения деформаций основания, следует обратить внимание на мероприятия по усилению, как самого фундамента, так и цоколя со стенами. Для снижения воздействия на основание морозов в зимнее время и демисезонной влаги рекомендуется провести ряд мероприятий по утеплению и гидроизоляции

В том случае, когда они запланированы, то данный фактор надо учесть при расчёте нагрузки.

Если же к этой ответственной задаче приступили самостоятельно, то можно использовать специальные программы например Лира. Это компьютерная программа, которая позволяет выполнять строительные расчёты. Необходимо только правильно ввести все параметры, а техника посчитает и выдаст результат: расчёт фундамента при горизонтальной нагрузке, площадь подошвы и толщину подушки. К тому же, это отличная проверка самостоятельных расчётов. Не стоит забывать и об онлайн калькуляторах.

Определение несущей способности сваи по грунту Fd и расчетной нагрузки Рсв на одну сваю

Fd – определяется по формуле

Fd = γc(γCRRA+u∑γcffihi) , где

γc = 1 – коэффициент условий работы сваи в грунте

R = 2319 кПа- расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;

А = 0,352 = 0,123м2 – площадь поперечного сечения сваи;

u = 1,4 м – наружный периметр поперечного сечения сваи;

γCR = γcf = 1 – коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи;

hi – толщина i-го слоя грунта основания, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи;

fi – расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания, на боковой поверхности сваи.

Fd = 1·(1·2319·0,123 + 1,4(1·45·1,1 + 1·9,2·12,7+ 1·46·0,1) = 395,6 кН.

Расчетная допустимая нагрузка на сваю определяется по формуле:

Рсв = Fd/γк,

где: γк = 1,4 (если Fd определяется расчетом) – коэффициент надежности.

Рсв =395,6/1,4 = 282,68 кН.

Расчет каркаса

Должна быть выбрана арматура для фундамента. Расчет ее диаметра производим с помощью СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции» и вспомогательных таблиц. Сечение продольной арматуры должно составлять не менее 0,1% от сечения конструкции. В нашем случае разрез ростверка: 40 х 30 = 1200 см2. Исходя из этого определяем сечение арматуры: 1200 х 0,001 = 1,2 см2. Смотрим в таблицу на расчетную площадь сечения.

Ищем ближайшее к полученному значение. Как видно, их может быть несколько, потому используем такое правило: при стороне более 3 м (как у нас) сечение арматурного прута должно быть не менее 12 мм2. Соответственно, меньший размер нам не подходит. Кроме того, для каркаса нам нужны минимум 2 ряда как горизонтальных, так и вертикальных. Всего 4. Теперь считаем количество метров, которое необходимо приготовить: 6 х 8 х 4 = 192 м арматуры диаметра 12 мм2.

Для поперечной обвязки используют гладкую проволоку диаметром 6-10 мм.

Определяем количество

Выполняя расчет свайного фундамента, посредством сложных вычислений определяют их количество, необходимое для надежной работы будущего основания. Чтобы не прибегать к таким формулам, специалисты вывели общие правила распределения опорных точек под периметром дома:

• Под деревянные и каркасно-щитовые строения используют шаг ≤ 3 м.
• Для домов из легких бетонов расстояние между сваями не должно превышать 2 м.

Количество определяем следующим образом:

1. Нарисуйте план фундамента.
2. Обозначьте опоры в углах и на пересечениях стен.
3. Далее распределите сваи согласно приведенным упрощенным параметрам с соответствующим шагом (в зависимости от материала и веса дома).
4. Под тяжелые печи и камины предусматривайте 2 сваи, учитывайте наличие веранды или пристроек.
5. Посчитайте количество металлических столбов по схеме.

В частном домостроительстве применяют преимущественно металлические винтовые сваи. Бетонные устраивают под высотные и массивные крупные здания, потому их расчет мы рассматривать не будем. Существуют также буронабивные сваи. Для них организуют скважины, в которые устанавливают каркас и заливают бетон. Такие иногда путают со столбчатым фундаментом, но это заблуждение.

Основной расчет винтового фундамента на этом закончен. Для небольших построек не требуются сложные вычисления технических показателей, достаточно ограничиться существующими нормами.

Определение необходимого числа свай п в свайном фундаменте, размещение их в плане, определение ширины bp и высоты hp ростверка.

Необходимое число свай n на один погонный метр длины ленточного фундамента определяем по формуле:

d2 – осредненная грузовая площадь вокруг сваи, с которой передается нагрузка от собственного веса ростверка, надростверковой конструкции и грунтовой пригрузки на ростверке.

d = 0,35м – сторона сваи;

h = 3,2 м – высота ростверка и надростверковой конструкции, нагрузка от которых не вошла в расчет при определении ;

γср = 20 кН/м3 – средний удельный вес грунта и бетона над подошвой ростверка.

Определение расстояния а между осями свай:

Сваи в составе фундамента должны размещаться на расстоянии, равном (3… 6) d между их осями. Очевидно, что наиболее экономичным был бы ростверк с однорядным расположением свай при расстоянии а между их осями, равном 3d=0,9 м. Но, так как полученное значение а=0,45 м < 0,9 м, приходится принимать двухрядное расположение свай, с тем, чтобы расстояние между соседними сваями одного и другого рядов составляло 3d=0,9 м, а по длине ростверка 0,45 м. При этом расстояние СР между рядами свай определяется из треугольника abc

Расстояние от внешней грани вертикально нагруженной сваи до края

ростверка принимается равным 0,2d + 5 см при двух рядном (d – в см), но не менее 10 см. Исходя из этого, получаем ширину ростверка

,2d + 5см = 0,2·35 + 5 = 12см.=1,01+2·0,15+2*0,12=1,55 м.

Ширина стены подвала составляет 40 см поэтому окончательно принимается ширина ростверка1,6м, высота 0,5 м.

Высота ростверка ленточного фундамента должна определяться из условия продавливания его сваей. Но т.к. свая полностью расположена под стеной подвала, то продавливание ростверка сваей исключается. Поэтому из конструктивных соображений и практики строительства оставляем hр = 0,5м.

Полученные размеры ростверка составляют: ширина 1,6 м, высота 0,5 м.