Расчет буронабивных свай программа - Brigada-Doma.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Расчет буронабивных свай программа

Методика расчета свайного буронабивного фундамента с ростверком

Коровин Сергей Дмитриевич

Магистр архитектуры, закончил Самарский Государственный Архитектурно-Строительный Университет. 11 лет опыта в сфере проектирования и строительства.

Расчет свайного фундамента выполняется в зависимости от его типа. Важно понимать, что расчет буронабивных свай будет отличаться от вычислений для винтовых. Но во всех случаях требуется выполнить предварительную подготовку, которая включает в себя сбор нагрузок и геологические изыскания.

Изучение характеристик грунта

Несущая способность буронабивной сваи будет во многом зависеть от прочностных характеристик основания. В первую очередь стоит выяснить прочностные показатели грунтов на участке. Для этого пользуются двумя методами: ручным бурением или отрывкой шурфов. Грунт разрабатывается на глубину на 50 см больше, чем предполагаемая отметка фундамента.

Схема буронабивного фундамента

Перед тем, как рассчитать свайный фундамент рекомендуется ознакомиться с ГОСТ «Грунты. Классификация» приложение А. Там представлены основные определения, исходя из которых, тип грунта можно определить визуально.

Далее потребуется таблица с указанием прочности грунта в зависимости от его типа и консистенции. Все необходимые для расчета характеристики приведены на картинках ниже.

Глинистая почва в области подошвы сваи Глинистая почва по длине сваи Песчаный грунт Крупнообломочные породы

Сбор нагрузок

Перед расчетом буронабивного фундамента также необходимо выполнить сбор нагрузок от всех вышележащих конструкций. Потребуется два отдельных вычисления:

  • нагрузка на сваю (с учетом ростверка);
  • нагрузка на ростверк.

Это необходимо потому, что отдельно будет выполнен расчет ростверка свайного фундамента и характеристик свай.

При сборе нагрузок необходимо уесть все элементы здания, а также временные нагрузки, к которым относится масса снегового покрова на крыше, а также полезная нагрузка на перекрытие от людей, мебели и оборудования.

Для расчета свайно-ростверкового фундамента составляется таблица, в которую вносится информация о массе конструкций. Чтобы рассчитать эту таблицу, можно пользоваться следующей информацией:

КонструкцияНагрузка
Каркасная стена с утеплителем, толщиной 15 см30-50 кг/кв.м.
Деревянная стена толщиной 20 см100 кг/кв.м.
Деревянная стена толщиной 30 см150 кг/кв.м.
Кирпичная стена толщиной 38 см684 кг/кв.м.
Кирпичная стена толщиной 51 см918 кг/кв.м.
Гипсокартонные перегородки 80 мм без утепления27,2 кг/кв.м.
Гипсокартонные перегородки 80 мм с утеплением33,4 кг/кв.м.
Междуэтажные перекрытия по деревянным балкам с укладкой утеплителя100-150 кг/кв.м.
Междуэтажные перекрытия из железобетона толщиной 22 см500 кг/кв.м.
Пирог кровли с использованием покрытия из
листов металлической черепицы и металлических60 кг/кв.м.
керамочерепицы120 кг/кв.м.
битумной черепицы70 кг/кв.м.
Временные нагрузки
От мебели, людей и оборудования150 кг/кв.м.
от снегаопределяется по табл. 10.1 СП “Нагрузки и воздействия” в зависимости от климатического района

Собственный вес фундаментов и ростверка определяется в зависимости от геометрических размеров. Сначала требуется вычислить объем конструкции. Плотность железобетона при этом принимается равной 2500 кг/куб.м. Чтобы получить массу элемента, нужно объем умножить на плотность.

Каждую составляющую нагрузки нужно умножить на специальный коэффициент, который повышает надежность. Его подбирают в зависимости от материала и способа изготовления. Точное значение можно найти в таблице:

Тип нагрузкиКоэффициент
Постоянная для:
– дерева
– металла
– изоляции, засыпок, стяжек, железобетона
– изготавливаемых на заводе
– изготавливаемых на участке строительства
1,1
1,05
1,1
1,2
1,3
От мебели, людей и оборудования1,2
От снега1,4

Расчет сваи

На этом этапе вычислений необходимо определиться со следующими характеристиками:

  • шаг свай;
  • длина сваи до края ростверка;
  • сечение.

Чаще всего размеры сечения определяют заранее, а остальные показатели подбирают исходя их имеющихся данных. Таким образом, результатом расчета должны стать расстояние между сваями и их длина.

Расположение арматуры

Всю массу здания, полученную на предыдущем этапе, требуется разделить на общую длину ростверка. При этом учитываются как наружные, так и внутренние стены. Результатом деления станет нагрузка на каждый пог.м фундаментов.

Несущую способность одного элемента фундамента можно найти по формуле:
P = (0,7 • R • S) + (u • 0,8 • fin • li), где:

  • P — нагрузка, которую без разрушения выдерживает одна свая;
  • R — прочность почвы, которую можно найти по таблицам, представленным ниже после изучения состава грунта;
  • S — площадь сечения сваи в нижней части, для круглой сваи формула выглядит следующим образом: S = 3,14*r2/2 (здесь r — это радиус окружности);
  • u — периметр элемента фундамента, можно найти по формуле периметра окружности для круглого элемента;
  • fin — сопротивление почвы по боковым сторонам элемента фундамента, см. таблицу для глинистых грунтов выше;
  • li — толщина слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи (находят для каждого слоя почвы отдельно);
  • 0,7 и 0,8 — это коэффициенты.

Шаг фундаментов рассчитывается по более простой формуле: l = P/Q, где Q—это масса дома на пог.м фундамента, найденная ранее. Чтобы найти расстояние между буронабивными сваями в свету, из найденной величины просто вычитают ширину одного элемента фундамента.

При выполнении расчетов рекомендуется рассмотреть несколько вариантов с разными длинами элементов. После этого будет легко подобрать наиболее экономичный.

Армирование буронабивных свай выполняется в соответствии с нормативными документами. Арматурные каркасы состоят из рабочей арматуры и хомутов. Первая берет на себя изгибающие воздействия, а вторые обеспечивают совместную работу отдельных стержней.

Каркасы для буронабивных свай подбираются в зависимости от нагрузки и размеров сечения. Рабочая арматура устанавливается в вертикальном положении, для нее используют стальные стержни D от 10 до 16 мм. При этом выбирают материал класса А400 (с периодическим профилем). Для изготовления поперечных хомутов потребуется закупить гладкую арматуру класса А240. D = минимум 6-8 мм.

Сортамент стальной арматуры

Каркасы буронабивных свай устанавливаются так, чтобы металл не доходил за край бетона на 2-3 см. Это нужно для обеспечения защитного слоя, который предотвратить появление коррозии (ржавчины на арматуре).

Размеры ростверка и его армирование

Элемент проектируется так же, как и ленточный фундамент. Высота ростверка зависит от того, насколько нужно поднять здание, а также от его массы. Самостоятельно можно выполнить расчет элемента, который опирается вровень с землей, или немного заглублен в нее. Основа расчетов висячего варианта слишком сложна для неспециалиста, поэтому такую работу стоит доверить профессионалам.

Пример правильной вязки арматурного каркаса

Размеры ростверка вычисляются так: В = М / (L • R), где:

  • B — это минимальное расстояние для опирания ленты (ширина обвязки);
  • М — масса здания без учета веса свай;
  • L — длина обвязки;
  • R — прочность почвы у поверхности земли.

Арматурные каркасы обвязки подбираются так же, как и для здания на ленточном фундаменте. В ростверке требуется установить рабочее армирование (вдоль ленты), горизонтальное поперечное, вертикальное поперечное.

Общую площадь сечения рабочего армирования подбирают так, чтобы она была не меньше 0,1% от сечения ленты. Чтобы подобрать сечение каждого стержня и их количество (четное), пользуются сортаментом арматуры. Также необходимо учитывать указания СП по наименьшим размерам.

Рабочая арматурадлина стороны ленты 3мот 12 мм
Горизонтальные хомутыот 6 мм
Вертикальные хомуты лента высотой 80 смот 8 мм

Пример расчета

Чтобы лучше понять принцип выполнения вычислений, стоит изучить пример расчета. Здесь рассматривается одноэтажное здание из кирпича с вальмовой крышей из металлочерепицы. В здании предполагается наличие двух перекрытий. Оба изготавливаются из железобетона толщиной 220 мм. Размеры дома в плане 6 на 9 метров. Толщина стен составляет 380 мм. Высота этажа — 3,15 м (от пола до потолка — 2,8 м), общая длина внутренних перегородок — 10 м. Внутренних стен нет. На участке найдена тугопластичная супесь, пористость которой — 0,5. Глубина залегания этой супеси — 3,1 м. Отсюда по таблицам находим: R = 46 тонн/кв.м., fin = 1,2 тонн/кв.м. (для расчетов среднюю глубину принимаем равной 1 м). Снеговая нагрузка берется по значениям Москвы.

Сбор нагрузок делаем в форме таблицы. При этом не забываем про коэффициенты надежности.

Вид нагрузкиРасчет
Стены из кирпичапериметр стен = 6+6+9+9 = 30 м;
площадь стен = 30 м*3м = 90 м2;
масса стен = (90 м2* 684)*1,2 = 73872 кг
Перегородки изготовленные из гипсокартона не утепленные высотой 2,8 м10м*2,8*27,2кг*1,2 = 913,92 кг
Перекрытие из ж/б плит толщиной 220 мм, 2 шт.2шт*6м*9м*500 кг/м2 *1,3 = 70200 кг
Кровля6 м*9 м*60 кг*1,2 /соs30ᵒ (уклон крыши) = 4470 кг
Нагрузка от мебели и людей на 2 перекрытия2*6м*9м*150кг*1,2 = 19440 кг
Снег6м*9м*180кг*1,4/cos30° = 15640 кг
ИТОГО:184535,92 кг ≈ 184536 кг

Предварительно назначаем ростверк шириной 40 см, высотой 50 см. Длину сваи — 3000 мм, D сечения = 500 мм. Используем примерный шаг свай 1500 мм.
Чтобы рассчитать общее количество опор нужно 30 м (длину ростверка) поделить на 1,5 м (шаг свай) и прибавить 1 шт. При необходимости значение округляется до целого числа в сторону уменьшения. Получаем 21 шт.

Площадь одной сваи = 3,14 • 0,52/4 = 0,196 кв.м., периметр = 2 • 3,14 • 0,5 = 3,14 м.

Найдем массу ростверка: 0,4м • 0,5 м • 30 м • 2500 кг/куб.м.• 1,3 = 19500 кг.

Найдем массу свай: 21 • 3 м • 0,196 кв.м. • 2500 кг/куб.м. • 1,3 = 40131 кг.

Найдем массу всего здания: сумма из таблицы + масса свай + масса ростверка = 244167 кг или 244 тонн.

Для расчета потребуется нагрузка на пог.м ростверка = Q = 244 т/30 м = 8,1 т/м.

Расчет свай. Пример

Находим допустимое нагружение на каждый элемент по формуле указанной ранее:
P = (0,7 • 46 тонн/кв.м. • 0,196 кв.м.) + (3,14 м • 0,8 • 1,2 тонн/кв.м. • 3 м) = 15,35 т.
Шаг свай принимается равным P/Q = 15,35/8,1= 1,89 м. Округляем до 1,9 м. Если шаг получается слишком большим или маленьким, нужно проверить еще несколько вариантов, меняя при этом длину и диаметр фундаментов.

Для каркасов применяются пруты D = 14 мм и хомуты D = 8 мм.

Расчет ростверка. Пример

Нужно посчитать массу здания без учета свай. Отсюда М = 204 тонн.
Ширина ленты принимается равной М / (L • R) = 204/ (30 • 75) = 0,09 м.
Такой ростверк использовать нельзя. Свесы стен кирпичного здания с фундамента не должны превышать 4 см. Ширину назначаем конструктивно 400 мм. Высота остается равной 500 мм.

Армирование ростверка свайного фундамента:

  • Рабочее 0,1%*0,4*0,5 = 0,0002 кв.м. = 2 кв.см. Здесь достаточно будет 4 стержней диаметром 8 мм, но по нормативным требованиям используем минимально возможный диаметр 12 мм;
  • Горизонтальные хомуты — 6 мм;
  • Вертикальные хомуты — 6 мм.

Выполнение расчетов займет определенный промежуток времени. Но с их помощью можно сберечь деньги и время в процессе строительства.

Также вы можете рассчитать фундамент при помощи онлайн калькулятора. Просто нажмите на ссылку Расчет фундамента столбчатого типа и следуйте инструкциям.

Расчет буронабивных свай программа

ПСК «Основания и фундаменты» принимает заказы на любые буровые работы и на устройство фундаментов всех типов.

В числе наших услуг – расчет и устройство буронабивных свай.

Какие параметры определяет расчет буронабивной сваи

Одно из самых популярных оснований под дом – буронабивные сваи.

Рассчитать буронабивной фундамент – это значит определить необходимое число свай, шаг монтажа, сечение стержня и глубину погружения. Глубина и сечение – взаимозависимые характеристики. Глубина зависит от особенностей грунта: состава, уровня грунтовых вод, уровня промерзания.

Несущая способность должна быть соответствовать проектным нагрузкам. Ниже недопустимо, намного больше – неэкономично, неоправданные лишние расходы. Чтобы этот баланс соблюдался, в проектировании используется коэффициент надежности. Для жилых домов его принимают 1,2.

Предварительные исследования позволяют определить тип грунта. Далее из раздела ГОСТ «Классификация грунтов» можно взять значение нормативного сопротивления сваи для нужного типа, оно потребуется при расчетах. Нормативных сопротивлений два: одно для основания сваи, второе для боковой поверхности. Примеры значений сопротивления основания:

  • супесь, пористость 0,5 – от 41 (мягкопластичная) до 47 (твердая);
  • суглинок, пористость 0,7 – от 31 до 37;
  • глина 0,6 – 57-75;
  • крупнозернистый песок – 50-70 (в зависимости от плотности и влажности);
  • пылеватый песок – 20-40;
  • осадочный гравий – 45;
  • кристаллический гравий – 75.

Боковое сопротивление сваи зависит от консистенции пласта и глубины его залегания:

  • 50 метров – 0,3-2,8 т на метр (от мягкопластичных до твердых);
  • 100 – 0,5-3,5;
  • 200 – 0,7-4,2;
  • 300 – 0,8-4,8.

Нужен фундамент для объекта? обращайтесь в нашу компанию – рассчитаем и установим!

Опыт работы – более 10 лет.

Расчет нагрузок Буронабивных свай

Проектные нагрузки включают в себя суммарную массу всех конструкций дома, сезонный фактор – вес снежного покрытия на кровле, а также полезную нагрузку.

Снеговая нагрузка – цифра, имеющая постоянное значение для каждого района/климатической зоны. Ее можно взять из таблиц СП, раздел «Строительная климатология». Коэффициент надежности для нее – 1,4.

Постоянные нагрузки – это:

  • масса стен и перегородок – зависит от числа перегородок и материала;
  • перекрытия;
  • крыша (стропила, обрешетка, утеплитель) + кровельные конструкции (отопительные и вентиляционные трубы, оградительные решетки, молниеотводы и т.д.).

Вес кровельных покрытий различен. Легкие (металлочерепица, гибкая кровля) весят 60-70 кг на квадрат, керамическая черепица и ЦПЧ – вдвое больше (точную цифру можно узнать из инструкции к выбранному материалу).

Расчет буронабивного фундамента

Предварительные значения глубины заложения (длины стержня) и сечения сваи берут из рекомендаций СНиП «Свайные фундаменты». Короткие сваи (меньше 3 метров) принимают сечением 30 см и т.д.

Формула для вычисления несущей способности – Р = Р1 + Р2, где

  • Р1 – несущая способность основания;
  • Р2 – боковой поверхности.

Р1 = 0,7 х R х F, где

  • R – несущая способность нормативная (табличное значение);
  • 0,7 – табличный коэффициент однородности грунта;
  • F – площадь основания сваи.

Р2 = 0,8 х U х f x h, где

  • f – нормативное сопротивление стенок (из таблиц);
  • h – толщина рабочего слоя;
  • U – периметр сечения;
  • 0,8 – коэффициент условий работы.

Нагрузка на п.м. фундамента определяется по формуле Q = M/U, где

  • М – сумма нагрузок (см. выше);
  • U – периметр дома. Если в доме будут внутренние стены с собственным фундаментом, их длину добавляют к периметру.

Шаг установки свай определяют как P/Q. Число свай – периметр дома, поделенный на эту цифру. Дальше можно посчитать необходимое количество бетона и арматуры. Вычисления выполняют несколько раз, варьируя длину и сечение сваи.

Ниже – пример расчета буронабивных свай для заданных параметров сооружения.

Расчет буронабивного фундамента

«Что нам стоит дом построить? – нарисуем и живем!» – как все хорошо, легко и весело получается в сказках, мультика и кино.

А в реальной жизни ну как минимум надо слово «нарисуем» заменить на «рассчитаем», потому что без этих волшебных расчетов при строительстве просто никуда.

Вот и определившись с выбором фундамента встает вопрос: «Как же правильно его посчитать?». Посмотрев множество ресурсов в сети интернет на первый взгляд может показаться, что это не сложно.

Имеется множество калькуляторов расчета фундамента, например, вот здесь и здесь. Однако, когда начинаешь вникать чуть глубже, то понимаешь, что квалифицированно осуществить расчет буронабивного фундамента очень не просто.

Поэтому мы сразу же вам предлагаем передать этот сложный процесс в руки квалифицированных специалистов «ПромГражданСтрой», которые не только смогут вам посчитать фундамент, но и сделают его под ключ с соблюдением всех необходимых норм и стандартов.

А что бы вас еще больше убедить в этом давайте пройдемся по этапам расчета свайного фундамента.

Основные шаги расчета следующие:

  • Изучение характеристик грунта
  • Расчет нагрузок на фундамента
  • Расчет буронабивных свай
  • Определение размеров ростверка и типа его армирования

А теперь кратко рассмотрим эти этапы.

Изучение характеристик грунта

Очень важный этап, в процессе которого определяются показатель прочности грунта на участке возведения здания, глубина залегания грунтовых вод, глубина промерзания грунта и глубина нахождения прочного грунта на который можно опереться.
Вся информация собирается за счет выработки шурфов или бурения разведочных скважин. Причем делать это нужно в нескольких точках в пределах пятна застройки здания и надо знать много тонкостей, например, обязательно изучить грунт в самом низком месте планируемого расположения фундамента.
Вы готовы это все сделать? Или на глаз по верхнему слою прикинете состав грунта, его тип, консистенцию и др. характеристики, что бы определить прочность грунта?

Безусловно есть много информации и таблиц, но что бы в них хорошо ориентироваться нужно немного быть геологом.

Расчет нагрузки на фундамент

Здесь все проще. Нужно только посчитать сколько будет весить ваш дом с учетом снеговой, дождевой и полезной нагрузки, не забыть добавить к этому запас прочности.
Только правильный расчет веса здания должен учитывать:

  • толщину, высоту и материал изготовления стен и перегородок
  • толщину, площадь и материал изготовления перекрытий
  • вес кровли (тут, как говориться проще взвесить, чем посчитать)

К этому нужно добавить временные нагрузки (как минимум это снеговая и полезная), это ведь только кажется, что снега на крыше не очень много, но если перевести в кг, то может выйти и в 30-40% от веса здания.
Полезная же нагрузка — это то, что планируется к размещению внутри здания и она может быть очень вариативна, потому что кто-то хочет поставить аквариум на 500 л, кто-то захочет камин на два этажа, кто-то бассейн и т. п.

И если всего этого не учесть, то результат может быть очень печальным.

Кто-то скажет, а давайте брать по максиму — такой подход тоже возможен, только приводит к очень высокой стоимости фундамента в результате, а это ни кому не нравится.

Расчет буронабивных свай

И здесь тоже нет ничего сложного, делим рассчитанную нагрузку на несущую способность выбранной сваи и получаем кол-во свай. Осталось их правильно распределить по пятну застройки здания и все.

Только какую сваю выбрать? Они бывают круглого сечения, прямоугольного (это, конечно, не случай буронабивного фундамента, но бывают ведь), разных диаметров, разной глубины залегания, с подошвой и без и еще ряд моментов, которые нужно учесть, а про них еще ведь и знать надо.

Как же их распределить правильно? Ну то, что они по углам должны быть это понятно, а то, что, например, между сваями должно быть не менее трех диаметров свай, мы можем и не знать, а может мы еще чего-то не знаем?

Определение ростверка и типа его армирования.

Здесь вообще все просто. В методиках говориться что «Геометрические характеристики ростверка не столь критичны, главное, чтобы обрез фундамента соответствовал ширине будущей стеновой конструкции, а высота не была меньше рабочего слоя бетона с учетом расположенной арматуры и защитного слоя.» Вот и все. Только откуда мы возьмем рабочий слой бетона? Каким образом нужно учесть расположение арматуры и защитного слоя, а что вообще за защитный слой?
А про расчет армирования я даже и упоминать не буду.

Как вы видите — действительно, кажется, все просто. Но когда приступаешь к реальным расчетам появляется масса вопросов. Что бы найти на них ответы потребуется определенное время, терпение, какие-то минимальные знания. Даже потратив все это время у вас не будет ощущения, что вы учли все и все параметры и коэффициенты определили правильно.
Поэтому этот процесс лучше доверять профессионалам.
Обращайтесь к нам в «ПромГражданСтрой». Наши специалисты за разумную цену произведут расчет фундамента на буронабивных сваях с ростверком.

Несущая способность буронабивной сваи: таблицы и пример

Характерным показателем прочности свайного фундамента является несущая способность отдельно взятой сваи. Эта характеристика влияет на общее количество свай в периметре фундамента – регулируя частотность, можно повышать предел нагрузки, которую будет способен выдержать фундамент. Количество буронабивных свай и несущая способность отдельно взятой свайной колонны это взаимосвязанные характеристики, оптимальное соотношение которых определяется путем проведения несложных расчетов.

Подготовка к расчету

Исходные данные, которые понадобятся для расчета несущей способности буронабивной сваи, получают в итоге проведения геологических изысканий и подсчета общей предполагаемой нагрузки здания. Это обязательные этапы расчета, проведение которых обосновано теорией расчета прочностных характеристик буронабивных фундаментов.

Такие показатели как глубина промерзания, уровень залегания грунтовых вод, разновидность грунта и его механические характеристики очень важны для получения точного результата. Информация о глубине промерзании грунта находится в СНиП 2.02.01-83*, данные разделены по климатическим районам, представлены картографически и в виде таблиц.

Не стоит полагаться на данные геологической и гидрогеологической разведки, полученные на соседних участках. Даже в пределах периметра одного земельного надела состояние грунтов оснований может резко изменяться. Три-четыре контрольные скважины в контрольных точках периметра дадут точную информацию о состоянии почв.

Расчет массы постройки ведут с учетом климатического района, расположения здания относительно румба ветров, среднего количества осадков в зимний период, массы строительных конструкций и оборудования. Этот показатель наиболее значим при проектировании фундамента – данные для проведения этой части расчета, а также схему и расчетные формулы можно найти в СНиП 2.01.07-85.

Проведение геологии

Проведение геологических изысканий ответственное мероприятие и в массовом поточном строительстве этим занимаются специалисты-геологи. В индивидуальном жилищном строительстве часто проводят самостоятельную оценку состояния грунтов. Не имея опыта проведения изысканий такого уровня очень сложно оценить реальное положение вещей. Работа грамотного специалиста по большей части заключается в визуальной оценке состояния напластований.

Для начала на участке устраивают шуфры – вертикальные выработки грунта прямоугольного или круглого сечения, глубиной от двух метров и шириной достаточной для визуального осмотра основания стенок ямы. Назначение шуфров – раскрытие почвы с целью осуществления доступа к напластованиям, скрытым под верхним слоем грунта. Геологи измеряет глубину пластов, берет пробу грунта из середины каждого слоя, а также впоследствии наблюдает за накоплением воды на дне забоя. Вместо шуфров могут устраиваться круглые скважины, из которых с помощью специального устройства вынимают керн или берут локальные пробы.

Шуфры укрывают на некоторое время – два-три дня – ограничивая попадание атмосферных осадков. После оценивают уровень воды, поднявшийся в полости скважины – эта отметка, отсчитанная от верхней границы, и будет уровнем залегания грунтовых вод.

Все полученные данные заносятся в сводную таблицу.Кроме того, составляется профиль сечения грунта, который позволяет предугадать состояние грунтов в точках, где бурение не производилось. При самостоятельной оценке оснований следует руководствоваться сведениями, представленными в СНиП 2.02.01-83* и ГОСТ 25100-2011, где в соответствующих разделах представлены классификации грунтов с описаниями, методы визуального определения типов грунта и характеристики в соответствии с типами.

Как использовать данные геологической разведки

После того как проведена геология местности – самостоятельно или нанятыми специалистами – можно приступать к определению начальных геометрических характеристик свай.

Нас интересуют тип грунта, показатель коэффициента неоднородности грунта, глубина промерзания и уровень расположения грунтовых вод. Схема расчета несущей способности буронабивной сваи для различных типов грунтов находится в приложениях СП 24.13330.2011.

Глубина заложения сваи должна быть как минимум на полметра ниже глубины промерзания, чтобы предотвратить воздействие морозного пучения грунтов на опорную часть колонны. Средняя глубина промерзания в центральной полосе России 1,2 метра, значит, минимальная длина сваи должна составлять в таком случае 1,7 метра. Значение меняется для отдельно взятых регионов.

Не только относительная влажность, но и взаимное расположение нижней отметки промерзания грунта и глубины залегания грунтовых вод. В холодное время года высоко расположенные замерзшие грунтовые воды будут оказывать сильное боковое давление на тело свайной колонны – такие грунты сильно деформируются и считаются пучинистыми.

Некоторые грунты, характеризующихся как слабые, высокопучинистые и просадочные, не подходят для устройства свайных фундаментов – для них больше подходят ленточные или плитные фундаменты. Определить тип грунта, а также тип совместимого фундамента, значит исключить скорое разрушение конструкций. Показатели неоднородности грунта, указанные в таблицах вышеперечисленных нормативных документов, используются в дальнейших расчетах.

Расчет общей нагрузки

Сбор нагрузок позволяет определить массу здания, а значит усилие, с которым постройка будет воздействовать на фундамент в целом и на его отдельно взятые элементы. Существует два типа нагрузок, воздействующих на опорную конструкцию – временные и постоянные. Постоянные нагрузки включают в себя:

  • Массу стеновых конструкций;
  • Суммарную массу перекрытий;
  • Массу кровельных конструкций;
  • Массу оборудования и полезной нагрузки.

Посчитать массу конструкций можно, определив объем конструкций, и умножив его на плотность использованного материала. Пример расчета массы для одноэтажного здания с железобетонными перекрытиями, кровлей из керамической черепицы и со стенами 600 мм из железобетона, размерами 10 на 10 метров в плане, высотой этажа 2 метра:

  • Вычисляем объем стен, для этого умножаем площадь поперечного сечения стены на периметр. Получаем V стены = 20 ∙ 2 ∙ 0,6 = 24 м3. Полученное значение умножаем на плотность тяжелого бетона, которая равняется 2500 кг/см3. Итоговая масса стеновых конструкций умножается на коэффициент надежности, для бетона равный k = 1,1. Получаем массу M стены = 66 т.
  • Аналогично считаем объем перекрытий(подвального и чердачного),масса которых при толщине 250 мм будет равняться Мпк = 137,5 т, с учетом аналогичного коэффициента надежности.
  • Вычисляем массу кровельных конструкций. Масса кровли для 1 м2 металлочерепицы – 65 кг, мягкой кровли – 75 кг, керамической черепицы – 125 кг. Площадь двускатной кровли для здания такого периметра будет составлять примерно 140 м2, а значит масса конструкций составит Мкр = 17,5 т.
  • Общий размер постоянной нагрузки будет равняться Мпост = 221 т.

Коэффициенты надежности для различных материалов находятся в седьмом разделе СП 20.13330.2011. При расчете следует учитывать массу перегородок, облицовочных материалов фасада и утеплителя. Объем, который занимают оконные и дверные проемы не вычитают из общего объема для простоты вычислений, поскольку он составляет незначительную часть общей массы.

Расчет временных нагрузок

Временные нагрузки рассчитываются в соответствии с климатическим районом и указаниями свода правил «Нагрузки и воздействия». К временным относятся снеговая и полезная нагрузки. Полезная нагрузка для жилых зданий составляет 150 кг на 1 м2 перекрытия, а значит общее число полезного веса будет равняться Мпол = 15 т.

Масса оборудования, которое предполагается установить в здании, также суммируется в этот показатель. Для определенного типа оборудования применяется коэффициент надежности, расположенный в вышеуказанном своде правил.

Существуют различные типы особых нагрузок, которые также необходимо учитывать при проектировании. Это сейсмические, вибрационные, взрывные и прочие.

Снеговая нагрузка определяется по формуле:

где ce – коэффициент сноса снега, равный 0,85;

ct – термический коэффициент, равный 0,8;

m – переходный коэффициент, для зданий в плане менее 100 м принимаемый по таблице Г вышеуказанного СП;

St – вес покрова снега на 1 м2. Принимается по таблице 10.1, в зависимости от снегового района.

Показатели временных нагрузок суммируются с постоянными и получается количественный показатель общей нагрузки здания на фундамент. Это число используется для расчета нагрузки на одну свайную колонну и сравнения предела прочности. Для удобства расчета и наглядности примера примем временные нагрузки Мвр = 29 т, что в сумме с постоянными даст Мобщ = 250 т.

Посмотрите видео, как правильно рассчитать нагрузку на основание.

Определение несущей способности сваи

Геометрические параметры сваи и предел прочности это взаимосвязанные величины. В данном примере, нагрузка на один метр фундамента будет составлять 250/20 = 12,5 тонн.

Расчет предела предела нагрузки на отдельно взятой буронабивной сваи ведут по формуле:

где F – предел несущей способности; R – относительное сопротивление грунта, пример расчета которого находится в СНиП 2.02.01-83*; А – площадь сечения сваи; Eycf, fi и hi – коэффициенты из вышеуказанного СНиП; y – периметр сечения свайного столба, разделенный на длину.

Посмотрите видео, как проверить несущую способность сваи с помощью профессионального оборудования.

Для сваи полутораметровой длины диаметром 0,4 метра несущая способность будет равняться 24,7 тонны, что позволяет увеличить шаг свайных колонн до 1,5 метров. В таком случае нагрузка на сваю будет составлять 18, 75 тонн, что оставляет довольно большой запас прочности. Изменением геометрических характеристик, а также шага свайных колонн регулируется несущая способность. Данная таблица, представленная ниже, показывает зависимость несущей способности полутораметровой сваи от диаметра:

Зависимость несущей способности от ширины сваи

Существует масса сервисов, позволяющих провести расчет несущей способности сваи онлайн. Пользоваться следует только проверенными порталами, с хорошими отзывами.

Важно не превышать допустимую нагрузку на сваю и оставлять запас прочности – немногие сервисы умеют планировать распределение нагрузки, поэтому следует обратить внимание на алгоритм расчета.

Программа для расчёта и проектирования фундамента

Строительство здания начинается с устройства фундамента. Важнейшим для застройщика вопросом является определение типа фундамента, правильный расчёт технических характеристик, позволяющий разрабатывать конструктивные решения. Современное строительство является сферой активного приложения достижений высоких технологий. Сегодня уже немыслимо выполнение проектных работ без использования компьютерной техники и специализированного программного обеспечения.

Пример расчёта фундамента в компьютерной программе

Программа для расчёта фундамента позволяет достаточно быстро и надёжно выполнить комплексную оценку характеристик различных вариантов основания для здания или сооружения, учесть свойства подстилающего несущего грунта, характер его работы в условиях предполагаемой эксплуатации и соотнести полученные характеристики с нагрузками от проектируемого здания.

Программа для проектирования фундамента выбирается в зависимости от потребностей и возможностей пользователя.

Профессиональные проектные организации или специалисты, разрабатывающие ответственные сооружения, конечно же, используют дорогостоящие программные комплексы с широкими возможностями, позволяющие рассчитывать, конструировать, проектировать самые различные фундаменты с учётом всех формальных требований и предоставлением итоговой документации.

Программа «Фундамент» — одна из лучших программ для расчёта фундамента

В качестве примера можно привести программы «Фундамент», «Base», «ПЛИТА».

Более простые программы для расчёта фундамента

Однако частному застройщику едва ли посильно как применение такого профессионального программного обеспечения, так и его приобретение. Но для предварительной оценки параметров возможного фундамента, существуют более простые и доступные программные средства, позволяющие сформировать несколько более усреднённую, но достоверную картину будущего основания здания и более уверенно сделать выбор в пользу того или иного варианта.

Следует учитывать тот факт, что совершенство программных средств не может компенсировать недостатка или низкой достоверности исходной информации о состоянии несущего слоя грунта под подошвой фундамента.

Проект фундамента в программе Плита

Достоверные расчёты могут быть выполнены только тогда, когда застройщик имеет на руках полноценные данные о геологии участка.

Программа для расчёта ленточного фундамента, например «Ленточный фундамент 1.0.1», поможет собрать данные о нагрузках на погонный метр основания и понять необходимую ширину фундаментной подушки.
Программа для расчёта столбчатого фундамента позволит получить площадь опорной части отдельного элемента, воспринимающего нагрузки от определённой части здания.

Для расчёта свайного фундамента следует использовать соответствующее программное обеспечение, которое поможет определить количество, диаметр и глубину заложения свайного основания для конкретного здания и грунтовых условий. Можно упомянуть программу StatPile, позволяющую выполнять такие расчёты.

Программа для расчёта основания фундамента

«Расчёт оснований фундаментов» (версия 7.6.0) тоже достаточно простая, но программа вполне пригодна для бытового использования.

Понятный русскоязычный интерфейс имеет минимум настроек. С помощью этой программы можно проверить собственный расчёт или полностью подобрать подходящий фундамент.

В зависимости от потребностей окно расчёта попросит внести следующую информацию:

  1. Какой фундамент предпочтительнее: неглубокого заложения или свайный.
  2. Тип фундамента: столбчатый или ленточный, на забивных или буронабивных сваях.
  3. Расчёт основания по предельному состоянию: по несущей способности и деформации. Есть возможность выбрать сразу два параметра.
  4. Расчёт армирования фундамента.

Для предоставления необходимых данных программа предложит ввести имеющуюся информацию, а именно: указать грунтовые условия и предполагаемые или планируемые размеры основания дома. В случае обустройства свайного фундамента, программа просчитает тип и размер ростверка, а также объёмы армирования.

На выходе пользователь получает не только фундамент с рекомендованными характеристиками, но и полную рабочую документацию, подтверждающую расчёты. Она будет содержать ссылки на действующие нормативные документы, СНиПы и ГОСТы.

Программа для расчёта ленточных и столбчатых фундаментов

Еще одна любительская, но действенная разработка – это программа расчёта ленточных и столбчатых фундаментов. Минимум бесполезных слов и максимум информативности.

В основе лежит информация СНиПов, которые отвечают за проектирование фундаментов зданий. Тем, кто хорошо разбирается в технической литературе и дружит с вычислениями, можно обойтись и без этой программы. Фундамент можно рассчитать вручную или в Excel.

Однако здесь всё достаточно наглядно. Можно подобрать один из двух типов фундаментов – ленточный или столбчатый. Для ленточного предусмотрено две разновидности – монолитный или сборный. Программа укажет минимальную глубину заложения фундамента, а также просчитает величину осадки и просадки основания.

Пример расчёта столбчатого фундамента

Отдельную информацию о фундаменте можно получить, указав данные о грунтах.

Программа в своё время была очень популярна и востребована, ею пользовались не только индивидуальные строители, но и целые проектные институты.

Именно поэтому простыми расчётами дело не ограничивается.

Желающие могут экспортировать в файл данные для построения модели ленточного фундамента дома с помощью Автокада.

Программа для расчёта свайного фундамента

Если предыдущие программы больше предназначались для расчёта и проектирования ленточных фундаментов, то это ПО подходит исключительно для подбора свайного основания дома. «OporaTv2» полностью русскоязычная программа, которая не требует от пользователя специального образования или особых знаний в области компьютерных технологий и проектирования.

Основа программы – методика расчёта свайного фундамента по технологии ТИСЭ. Те, кто не доверяет утилитам, могут просчитать все нагрузки на фундамент вручную. Однако времени на это уйдёт больше, а результаты совпадут, так как алгоритм программы использует те же формулы и данные.

Читайте также:  Пеноблок или керамзитоблок что лучше
Ссылка на основную публикацию