Проектирование свайных фундаментов
Проект свайного фундамента — обязательный пункт его строительства. Дело в том, что ни один по-настоящему качественный и надёжный фундамент не возможен без его грамотно разработанного проекта. Мало того, проектирование свайных фундаментов — залог того, что материальные средства, потраченные на строительство, будут оправданы в полной мере. Риск в данном случае дело вовсе не благородное, поскольку под удар могут быть поставлены такие важные аспекты, как прочность и долговечность всего строения.
Особенности проектирования свайных фундаментов
Проект свайного фундамента жилого дома и любого другого строения предопределяет конфигурацию свай, которые будут использованы при его возведении. Дело в том, что сваи имеют разную несущую способность и способны выдерживать определённую нагрузку. В случае, если расчёты произведены неправильно, свая может попросту сломаться под слишком большим весом, что потребует её замены.
Проект свайного фундамента коттеджа требует проведения правильных расчётов предполагаемой нагрузки, которая будет оказываться на сваи в процессе эксплуатации строения, а также её равномерного распределения по всему фундаменту. Масса здания является определяющей при подсчёте необходимого количества свай и частоты их расположения. В процессе используется информация о весе:
- фактическом;
- с людьми, которые будут эксплуатировать строение;
- вследствие нагрузки снежной массы.
Пробное бурение
Проект свайного фундамента под деревянный дом или любое другое строение требует полной информации об участке, на котором он будет возводиться. Важными определяющими факторами являются тип грунта и рельеф. Первый важен потому, что разные грунты имеют разную несущую способность, в зависимости от которой и подбираются винтовые сваи и глубина их закручивания. Что касается второго, то тут важную роль играют перепады высот, которые напрямую влияют на показатель длины используемых свай.
Диаметр и число свай зависят от следующих параметров:
- материал, из которого предполагается строить дом;
- расположение перегородок внутри дома;
- тип постройки.
Нередко оценка грунта требует проведения шунтирования. Оно оправдывает себя на нестабильных грунтах, которые имеют малую несущую способность.
Проект свайного фундамента — обязательный пункт его строительства. Дело в том, что ни один по-настоящему качественный и надёжный фундамент не возможен без его грамотно разработанного проекта.
Источник: balsvai.ru
[content-egg module=GdeSlon template=compare]
Проектирование свайных фундаментов
Специалисты компании «ЭлитГеоТехник» осуществляют проектирование свайных фундаментов, руководствуясь требованиями ГОСТ 10705-80, ГОСТ 3262-75, СНиП 2.02.03-85, СНиП 2.03.11-85, СНиП 23-01-99 и других регламентирующих документов. Для успешного решения поставленных задач мы применяем новейшие технологии и оборудование, при необходимости привлекаем специалистов из смежных областей и специализированные лаборатории. Подобный подход к работе способствует тому, что проектирование свайных фундаментов происходит с учетом всех нюансов территории и объекта строительства, что определяет безопасность и эффективность предложенных нами решений.
Весь процесс проектирования свайных фундаментов разделен на несколько ключевых этапов:
- Анализ инженерных и геологических условий строительной площадки;
- Выбор типа свай;
- Расчет нагрузки на каждую сваю;
- Расчет количества свай;
- Размещение свай на плане;
- Проектирование ростверка;
- Испытание свайного фундамента давлением;
- Расчет осадки фундамента.
На основании предварительно проведенных расчетов проектирование свайных фундаментов может осуществляться следующими способами:
- Сплошное свайное поле – подходит для сооружений, которые будут оказывать большую нагрузку на грунт;
- Свайная лента – метод оптимален для поддержки несущих стен;
- Свайный куст – применяется при строительстве тяжелых зданий и сооружений, предполагает наличие в одном гнезде от 3-х и более свай;
- Одиночные сваи – предназначены для поддержки одиночных опор.
Проектирование свайных фундаментов: глубина, усиление и обвязка, минусы конструкции.
Источник: elitgeo.ru
[content-egg module=GdeSlon template=compare]
Проектирование свайных фундаментов
Расчет свайных фундаментов и их оснований должен производиться по предельным состояниям двух групп:
а) по первой группе: по прочности конструкций свай и свайных ростверков; по несущей способности грунта основания; по устойчивости оснований свайных фундаментов в целом, если на них передаются горизонтальные нагрузки или если основания ограничены откосами либо сложены крутопадающими слоями грунта;
б) по второй группе: по осадкам оснований свайных фундаментов от вертикальных нагрузок, по перемещением свай совместно с грунтом оснований от действия вертикальных, горизонтальных нагрузок и моментов.
Порядок проектирования свайных фундаментов.
1. Определить действующие нагрузки и предварительно оценить грунтовые условия. Нагрузки и воздействия, учитываемые в расчетах свайных фундаментов, должны определяться по главам СНиП 2.01.07-85. За расчетную нагрузку принимается нагрузка, полученная при расчете фундамента на естественном основании.
За расчетные характеристики грунтов основания принимаются характеристики, полученные при исследовании оснований под ленточный фундамент.
2. Выбрать тип и размеры свай. При проектировании выбор вида свай следует производить исходя из конкретных условий строительной площади. Выбор длины свай должен производиться в зависимости от грунтовых условий. Нижний конец свай, как правило, следует заглублять в малосжимаемые грунты, прорезая более слабые напластования грунтов. Для выбора конструкции сваи и рациональной области ее применения рекомендуется использовать работы [2, с. 145; 2, о. 211-228]
В проекте необходимо дать обоснования выбора типа сваи и дать ее техническую характеристику (характер работы, способ изготовления, форма сечения, материал, способ армирования, конструкция нижнего конца, масса).
3. Определить расчетную несущую способность одной сваи.
Несущую способность свай следует определять как наименьшее из значений несущей способности, полученных из следующих двух условий:
а) из условия сопротивления материала сваи;
б) из условия сопротивления грунта основания свай.
4. Определяется приближенно вес ростверка.
5. Определяется количество свай в кусте.
6. Конструируется ростверк.
7. Производится проверка по двум группам предельных состояний. Расчет свайных фундаментов и их оснований по I группе предельных состояний должен производиться на основе сочетания расчетных нагрузок с коэффициентом надежности по нагрузке, определенным по СНиП 2.01.07-85. Для перехода от нормативных нагрузок к расчетным нагрузкам I группы предельных состояний допускается использовать усредненный коэффициент надежности по нагрузке = 1,2.
Расчет каждого варианта сваи рекомендуется начинать с составления расчетной схемы, где изображается геологический разрез (грунтовая колонка), с отметками показателя текучести глинистых грунтов плотности и вида песчаных грунтов, уровня подземных вод, угла внутреннего трения и модуля деформации грунтов. На геологическом разрезе размещается свая, указываются отметки ее острия и подошвы ростверка. На основании анализа инженерно-геологических условий выбирается несущий слой, вид и размеры свай.
Глубина заложения ростверка назначается исходя из следующих факторов:
а) расчетной глубины промерзания грунта (для пучинистых грунтов);
б) размеров самого ростверка;
в) конструктивных особенностей здания (наличие подвалов, примыкание фундаментов соседних зданий);
г) условий производства работ при возведении фундамента. Исходя из расчетной нагрузки Р, допускаемой на сваю и условий (конструктивного) размещения свай в ростверке определяется условное давление под подошвой ростверка Рр, кПа, площадь ростверка Ар, приближенный вес ростверка GIp, согласно зависимостям
,
где N1 – расчетная нагрузка I группы предельных состояний по обрезу фундамента, кН;
d – размер поперечного сечения, М;
– коэффициент надежности по нагрузке;
– средний удельный вес материала ростверка и грунта, кН/м 3 ;
dp – глубина заложения подошвы ростверка, М. Количество свай в ростверке с учетом его веса определяется из выражения
где h – коэффициент, учитывающий действие момента M1 0 , принимается
= 1,1 – 1,6 (при M1= 0, = 1) Конструирование ростверка для ПГС осуществляется согласно раздела 7 СНиП [8].
Толщину ростверка устанавливают, исходя из условия работы
плиты ростверка на изгиб, а также из условия заделки свай.
Верхний концы свай должны заделываться в ростверк на высоту 50 мм и более. Если при расчете свай в фундаменте, работающем на горизонтальные нагрузки, принимается расчетная схема с жестким закреплением, арматура заделывается в ростверк на длину определяемую расчетом.
Минимальная толщина ленточного ростверка, обеспечивающая нормальную заделку свай, определяется из условия
где h1 – величина заделки свай в ростверк,
h2 – толщина плиты ростверка над сваей, определяемая из продавливания сваи через бетон для круглой сваи,
где d – диаметр сваи,
Rp – сопротивление бетона растяжению Для квадратной сваи h2 определяется по формуле
где d – размер стороны поперечного сечения. Рекомендуемая минимальная высота ростверка – 30 см.
Ширина ленточного ростверка при расположении свай в один ряд
см
где b – ширина ростверка,
Ширина ростверка (см) при многорядном расположении свай
где а – расстояние между осями свай, n – число рядов;
е – свес ростверка,
Рекомендуемая минимальная ширина ростверка – 40см. После определения предварительных размеров ростверка определяют изгибающие моменты над сваей и в середине пролета.
Для расчета изгибающих моментов под кирпичные и крупноблочные стены рекомендуется использовать “Руководство по проектированию свайных фундаментов и работу [5, с. 156-161]. По наибольшему моменту рассчитывают армирование ростверка [3, с. 164-177].
Расчет железобетонных ростверков отдельных свайных фундаментов под колонны по прочности производят на продавливание колонной, на продавливание угловой сваей нижней плиты ростверка по поперечной силе наклонных сечений, на изгиб, на местное сжатие под торцами сборных железобетонных колонн или под опорными плитами стальных колонн ([2], стр. 165-181).
8.Технико-экономическое сравнение различных вариантов фундаментов
В данном курсовой необходимо разработать несколько вариантов фундаментов, отличающихся материалом и конструкцией фундамента, глубиной заложения в плане. Обязателен вариант свайного фундамента. При наличии слабых грунтов необходимо предусмотреть искусственное основание.
Все варианты разрабатываются для одного сечения фундамента, наиболее нагруженного или находящегося в неблагоприятных грунтовых условиях. Оптимальный вариант фундамента принимается на основании технико-экономического сравнения различных вариантов. При этом нужно учитывать не только стоимость фундамента, но и стоимость по устройству основания. Подсчет объема работ и стоимости производится для 1 погонного ленточного фундамента или фундамента под колонну. Расчет стоимости ведется по укрупненным показателям.
Проектирование свайных фундаментов Расчет свайных фундаментов и их оснований должен производиться по предельным состояниям двух групп: а) по первой группе: по прочности конструкций свай и
Источник: studopedia.ru
[content-egg module=GdeSlon template=compare]
Проектирование и устройство свайных фундаментов
Фундамент на винтовых сваях – одно из самых простых, универсальных и доступных решений для загородного строительства. Однако для каждого конкретного строения необходимо подобрать основание, которое окажется наиболее прочным и долговечным. Для этого необходимо уделить особое внимание проектированию и последующему устройству свайного фундамента – важнейшего элемента конструкции здания.
Начальный этап проектирования свайных фундаментов
Перед тем как обращаться в архитектурную фирму или при достаточных инженерных знаниях пытаться спроектировать свайное основание самостоятельно, следует оценить особенности участка для строительства, продумать план строения и подобрать необходимые материалы. На сегодняшний день вы сможете выбирать из забивных, железобетонных, набивных, винтовых, буровых, висячих свай или свай-стоек.
Обсуждение плана постройки.
В зависимости от веса строения, его дизайна и числа свай владелец дома сможет установить:
- одиночные сваи;
- «кусты» из свайных изделий;
- поле из свайных изделий;
- ленточный фундамент на сваях.
Как производится проектирование и устройство фундамента на сваях?
Особенности проектирования фундаментов на сваях четко изложены в СП 50-102-203. Согласно этому своду правил при выполнении проектно-дизайнерских работ необходимо учитывать:
- экологические требования;
- сведения об опасности землетрясений в данной местности;
- наличие неподалеку от места строительных работ других сооружений и объектов;
- информация о нюансах конструкции здания и целях его применения;
- расчетные нагрузки на основание строения;
- данные геологического исследования почв.
В некоторых случаях нужна начальная оценка местности Тахеометром.
Что учитывается при создании проекта свайного фундамента?
Чтобы фундамент на сваях не разрушался на протяжении десятилетий, перед его монтажом следует обратить внимание на очень важные для строительства рекомендации:
- Если дом предполагается возводить в условиях экстремального климата и агрессивной окружающей среды, перед установкой рекомендуется ознакомиться с положениями СНиП 2.03.11.
- Проектирование предполагает наиболее надежные и доступные решения фундамента на сваях.
- Все необходимые стройматериалы, технологические решения, изделия и типы почв должны быть отражены в действующих стандартах, технических условиях и проектной документации. Замена чего-либо возможна лишь после консультации с инженерно-проектной организацией и согласования с владельцем дома.
- Все деформации фундамента на сваях, обусловленные природными факторами, обязательно строго учитываются во время закладки основания и контролируются в течение всего периода выполнения работ.
- Геологические исследования желательно поручать исключительно лицензированным компаниям, которые смогут учесть влияние закладки данного основания на близлежащие строения.
- Проведение проектных работ строго регламентировано техзаданием и учитывает тип сооружения согласно ГОСТу 27751.
- Монтаж свайно-винтового фундамента, который можно установить легко и просто, производится только после тщательного анализа условий окружающей среды и инженерно-геологических нормативов, а также изучения опыта установки таких оснований в подобных условиях.
Комбинированный свайно-плитный фундамент в сложных условиях гористой местности.
Проектирование свайно-винтовых оснований производится на основе свода правил СП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты». Для этого разработчику понадобятся следующие сведения:
- Данные о физико-химических характеристиках почвы. Их получают на основе геодезических исследований, предполагающих пробуривание экспериментальных скважин в грунте и изучение его характеристик. Глубина бурения зависит от типа почвы: если она нестабильна, бурение производится до нижних слоев грунта повышенной плотности. При большой площади дома бурение производится в нескольких местах свайного поля. Этот метод позволяет также определить глубину промерзания грунта и протекания подземных вод, а также их химический состав.
- В проектировании непременно учитывается положение об удалении плодородных почвенных слоев и их дальнейшем применении для восстановления плодородности земель под сельское хозяйство. В проекте также предусматривают изоляцию элементов основания, соприкасающихся с почвой, при выделении газов из земли в данной местности.
- Для проектирования и возведения свайного основания очень важно правильно определить его физико-химические характеристики, среди которых удельная масса, плотность и влажность грунта, его пористость, коэффициент удельного сцепления, угол внутреннего трения.
Пристань на сваях, постройка которой осложнена наличием воды и типом грунта.
Внешние нагрузки на свайно-винтовой фундамент
Очень важно точно определить максимальную нагрузку, приходящуюся на фундамент. Она зависит от:
- класса ответственности строения;
- этажности дома;
- размещения внутренних стен;
- стройматериалов, которые используются для возведения стен, перекрытий и крыши.
Исходя из этого рассчитывают вес строящегося дома.
Нагрузки, которые действуют на основание, делятся на постоянные и временные. Постоянные – это масса постройки и давление массива почвы. Периодические бывают:
- кратковременными – нагрузки от снега и ветра;
- длительными – вес обстановки дома и его жителей;
- специального типа – сейсмонагрузки и потенциальное влияние на свайное основание взрывной волны.
Необычное здание на свайном фундаменте с неравномерным распределением нагрузки.
Алгоритм проектных работ
Используя СНиП 2.02.3.87, проектирование свайно-винтового фундамента выполняют следующим образом:
- Анализируют и оценивают информацию геологического плана, собранную на стройплощадке. На основании ее определяется глубина погружения свайных изделий и несущие свойства почвенных слоев – максимальная нагрузка извне, которую выдерживает участок почвы заданной площади. На это свойство влияет плотность почвенных слоев и их насыщенность влагой. Очень важно разделять несущие характеристики грунта и несущие характеристики основания: они могут существенно различаться, что требует сопоставления этих величин.
- Определяют вид и размеры свай, используемых для возведения основания.
- Рассчитывают несущие свойства свай любого типа в заданных природных условиях. После проведения теоретических расчетов, где учитывают несущие возможности почвы и все типы постоянных и краткосрочных нагрузок на фундамент, все результаты проверяют на практике, используя методы статического зондирования или динамической нагрузки.
- Рассчитывают необходимое количество свай. Оно зависит от массы строения и несущих особенностей почвы. Сваи обязательно устанавливают в углах сооружения, в местах схождения всех внутренних стеновых стыков и равномерно распределяют по периметру внешних стен дома через каждые пару метров.
- Сопоставляют практическое давление на одну сваю со стандартными показателями.
- Делают чертеж свайного поля для конкретного строения.
После оценки местности и прочих условий создается чертеж будущего здания.
Нюансы возведения фундаментов на сваях из железобетона
Здесь при разработке проекта обязательно учитывают сопротивление почвенных слоев под опорными поверхностями свайных изделий и сопротивление, действующее на их вертикальные стенки.
- Ycr – коэффициент, отвечающий за несущие характеристики почвы (обычно равен единице);
- Fdf — сопротивление почвенных слоев под нижним элементом свайного изделия, вычисляемое по формуле: Fdf = Ycr*R*A, где:
- Ycr – коэффициент работы свайного изделия в грунте;
- R — сопротивление почвы под опорной поверхностью железобетонного изделия;
- А — площадь (см 2 ) опорной поверхности;
- Fdr — сопротивление почвы к боковым стенкам столба сваи, которое находится по формуле: Fdr = u*Ycr*Fi*Hi, где Fi — сопротивление некоторых слоев почвы боковым поверхностям сваи; Hi — суммарная толщина почвенных слоев, касающихся боковой поверхности свайного изделия.
Примеры проектирования
В качестве исходного слоя для расчета берем шестой горизонт, представляющий собой слой из песчаных частиц среднего размера и плотности. Нижнюю часть свайного изделия помещают в слой почвы на глубину lнп ˃ 1 м или равную этой величине.
Верх ростверков под любые строения находится на границе планировочной отметки. Высоту ростверка определяют, исходя из условия максимальной надежности колонны и максимальной продавливающей нагрузки на ростверк:
где hcm — глубина стакана; hн — расстояние от нижней части стакана до основания ростверка.
По таблице стандартных подколонников для колонны 0,6х0,4 м глубина hcm = 0,90 м. Значение hн должно быть не меньше 0,4 м. То есть минимальная высота ростверка составляет Hp = 0,90 + 0,40 = 1,30 м.
Изучив справочные данные, берем нормативную высоту Hp = 1,35 м..
На рисунке расстояние между основанием ростверка и верхней частью опорного слоя l = 7,25 м.
Инженерно-геологические характеристики (нестабильные почвы вокруг свайного ствола) требуют тщательной заделки свайного изделия в ростверке. Берем lp = 0,40 м. Необходимая длина забивной сваи выходит: Lmp = l + lp + lнс = 7,25 + 1,00 + 0,40 = 8,65 м.
Параметры проектирования свайных фундаментов
Если необходимо выяснить длину свайных изделий забивного типа с сечением 30х30 см для возведения ленточного фундамента свайного типа с цоколем, делают следующее. Нагрузки прилагаются по центру. Геологические особенности участка изображены на рисунке. Уровень пола цоколя берут на 80 см ниже уровня планировки.
В качестве основы под свайный фундамент принимают 6-й почвенный слой с песчаными частицами средней крупности и плотности. В этот слой свайное изделие погружают не меньше чем на 1 м.
Верх ростверка, который имеет толщину 0,4 м на уровне цоколя, вычисляем расстояние между основанием ростверка и верхней границей шестого слоя, составляющее 7,5 м (по рисунку).
Согласно законам приложения нагрузок выбираем свободное связывание свайных изделий в ростверке, которые заделывают на глубину 10 см. Поэтому расчетная длина сваи равна:
Проектирование свайного фундамента занимает достаточно много времени, однако это залог длительного срока эксплуатации и надежности вашего дома.
Проектирование и устройство свайных фундаментов – достаточно трудоемкий процесс. Он требует тщательного исследования геодезических характеристик и всех видов нагрузки, приходящихся на основание.
Проектирование и устройство свайных фундаментов – трудоемкий процесс. Он требует тщательного исследования геодезических характеристик и всех видов нагрузки на основание.
Источник: ownhouse.pro
[content-egg module=GdeSlon template=compare]
Станьте первым!