На данной странице мы хотим сравнить разные типы фундаментов и покажем как делается расчет свайного фундамента, а вы уже сами сможете решить какой фундамент вам выгоднее.
Выбор и расчет свайного фундамента логичнее делать исходя из его площади. Если вы строите небольшой дом, то вам дешевле будет сделать ленточный фундамент (монолитный) при условии что грунты твердые.
Если площадь фундамента более 200-300 м2 то экономически выгоднее будет строить фундамент на сваях, потому что цена свай и работ по их погружению обойдется вам дешевле чем строительство монолита (материалы на опалубку, бетон, рабочая сила).
Свайный фундамент — расчет количества свай
Все расчетные работы по определению количества винтовых свай в фундаменте можно условно разделить на два этапа — вычисление общих нагрузок на фундамент и расчет несущей способности одной сваи в конкретном типе грунта.
Расчет совокупных нагрузок, которые будет испытывать свайный фундамент
Нагрузки, оказываемые на свайное основание дома, определяются исходя из трех основных факторов:
При определении проектной массы постройки учитывается вес стен, кровли, половых и междуэтажных перекрытий. Расчетные данные удельного веса распространенных стройматериалов вы можете увидеть в нижеприведенных таблицах..
Таблица 1.1: Расчетный вес квадратного метра стен
Таблица 1.2: Расчетный вес квадратного метра перекрытий
Таблица 1.3: Расчетный вес квадратного метра кровли
Исходные данные для определения снеговых нагрузок, которые необходимо добавлять к нагрузке от веса дома, можно взять в нормативном документе СНиП № 2.01.07-85 «Нагрузки в воздействия на строительные сооружения» (пункт 5.2).
Важно! Согласно данному документу снеговые нагрузки составляют: в южной части России — 50 кг/м2, в центральной части — 100 кг/м2, в северных регионах — 190 кг/м2.
К полезным нагрузкам на фундамент относится вес мебели, предметов интерьера и людей, проживающих в конкретном здании. Согласно положениям пункта 3.11 СНиП №2.01.07.85, для расчетов фундамента жилых домов необходимо брать усредненную полезную нагрузку в 150 кг на м2.
После вычисления всех вышеуказанных нагрузок данные нужно просуммировать и умножить на коэффициент запаса 1.2
Расчет несущих характеристик сваи на основании грунтовых условий стройплощадки
Несущие способности отдельно взятой сваи невозможно правильно определить в отрыве от несущих характеристик грунта, в который она погружена.
Совет эксперта! Если рассчитывать количество свай без учета характеристик почвы можно столкнуться с ситуацией, когда несущие характеристики винтовой сваи будут превышать возможности сопротивления грунта, что чревато усадками почвы и, как следствие, самого фундамента под неравномерно распределенным весом здания.
Для определения несущих свойств почвы необходимо проводить геодезические исследования строительного участка. Если возможность их выполнения отсутствует, нужно определить тип грунта и сопоставить его с несущими характеристиками разных типов почвы, которые представлены в таблице 1.4.
Таблица 1.4: Несущие характеристики разных видов грунтов (кг/см2)
На основании результатов геодезии строительного участка производится определение несущей характеристики винтовых свай. Все расчеты выполняются согласно требованиям СНиП №2.02.03-85 «Свайные фундаменты».
Для примера приводим таблицу несущих характеристик широко используемой в индивидуальном строительстве винтовой сваи 89*300 мм (диаметр ствола — 89 мм, лопастей — 300 мм)
Таблица 1.5: Несущие характеристики сваи 89*300 в зависимости от типа грунта и глубины погружения
Зная совокупные нагрузки, оказываемые зданием на фундамент, и несущие характеристики одной винтовой сваи можно определить требуемое количество свай в основании дома.
В качестве примера приводим расчет количества свай под двухэтажный дом из бруса площадью 10*8 метров, масса которого составляет 43,92 тонн:
Итого расчет показал, что для строительства фундамента необходимо использовать 28 винтовых свай.
Рис: Винтовая свая 89*300
Стоимость фундамента под ключ
Цена возведения фундамента «под ключ» складывается из
Можно обозначить общий порядок цен, конкретные случаи всегда считаются отдельно.
От чего зависит цена
Определяющими факторами являются условия работы и объем: характер грунта, размер объекта, его удаленность.
От характера грунта зависит:
От объёма работ:
От удаленности объекта зависит километраж перебазировки техники.
Расчет ростверка свайного фундамента
Ростверк — ключевой составной элемент свайно-винтового фундамента, который объединяет отдельно стоящий стволы в монолитную систему и способствует равномерному распределению нагрузки, передающейся от веса здания на грунт.
Совет эксперта! В отличие от определения количества свай, расчет ростверка должен выполняться исключительно специалистами занимающимися проектированиям фундаментов, поскольку самостоятельно учесть все факторы, влияющие на обвязку основания крайне сложно.
Рис: Варианты ростверков для обвязки винтовых свай
Расчеты выполняются по двум группам предельных состояний ростверка. К первой группе относится:
К второй группе предельных состояний относится:
Совет эксперта! Расчеты ведутся согласно требованиям СНиП 2.03.01-84 «Пособие по проектированию ростверков под свайные фундаменты».
Ключевым этапом расчетов является определение устойчивости ростверка к изгибающим воздействиям, которая вычисляется для каждой отдельной грани обвязки индивидуально. Для этого используются формулы:
На основании расчетных данных определяются размеры ростверка и высота его поднятия над почвой. При обустройстве монолитного железобетонного ростверка за минимальную ширину ленты принято брать 40 сантиметров, высота ленты должна составлять не менее 30 сантиметров.
Для формирования железобетонной обвязки необходимо использовать бетон марок М200 и М150, вся конструкция в обязательном порядке должна укрепляться каркасом из арматурных стержней класса А2 и А3 диаметром от 10 мм.
Расчет фундамента для частного строительства
В зависимости от грунта и пожеланий клиента для загородной застройки (загородных домов, коттеджей) могут применяться фундаменты на забивных и винтовых сваях.
На примере брусового дома:
Примерная стоимость одной сваи D=10,8 см с толщиной стенки 4 мм и диаметром лопасти 30 см при длине ствола 3 м – 1800 рублей.
Для закладки фундамента 6 на 9 метров потребуется 12 свай. Минимальная стоимость материала – 21600 р.
Погружение – 350 р. за погонный метр. 12 свай – 12600 р.
Монтаж фундамента обойдется от 48 тыс. рублей. Сюда еще следует добавить использование крана (2000 руб. в час), доставку материала (зависит от километража), срочность (наличие/отсутствие сверхурочных часов работы).
Исходя из полученной суммы в 48 тысяч рублей можно смело утверждать, что свайно-винтовой фундамент является одним из самых экономичных видов оснований для индивидуального строительства. Одни только затраты на расходные материалы (бетон, арматуру, уплотняющую подушку) при обустройстве ленточного фундамента глубокого заложения полностью перекроют совокупную стоимость свайного основания.
При этом в отличие от любых железобетонных фундаментов, после заливки которых нужно выжидать 28-30 дней, необходимых для набора бетоном проектной прочности, при обустройстве свайно-винтового фундамента к дальнейшим строительным работам можно приступать уже на следующий день после погружения свай.
Преимущества винтовых свайных фундаментов:
Расчет фундамента на забивных сваях
Примерная стоимость одной железобетонной сваи 30 на 30 см при длине до 12 м – 730 р. за метр.
При длине сваи 3 метра 20 свай обойдется в 43 800 р.
Забивка 1 погонного метра сваи – 425 р.
Всего: 20 на 3 на 425 – 25 500 р.
Стоимость перебазировки сваебойного оборудования – 20 тыс. рублей.
Минимальная стоимость – 89 300 без монтажа ростверка.
Важно! Чтобы узнать актуальные цены, воспользуйтесь калькулятором на сайте: Калькулятор
Цена ростверка зависит от стоимости материала (брус, армированный бетон), трудозатрат, использования техники.
Преимущества забивных свайных фундаментов:
Расчет стоимости буронабивных свай
Для тяжелых конструкций, промышленных корпусов и многоэтажных зданий используются железобетонные свайные фундаменты. Небольшие промышленные объекты могут возводиться на винтовых фундаментах.
Цена буронабивной сваи – от 23 тыс. за кубический метр.
Для монтажа фундамента одноэтажного промышленного корпуса весом 100 тонн потребуется 50 свай диаметром 25 см и глубиной 2 м.
: 575 тыс. рублей — Сюда входит стоимость бетона, арматуры, бурения и бетонирования.
Цена материала монолитного ростверка:
Ленточный монолитный ростверк (материал вместе с работой) оценивается в среднем от 3 тыс. р. за погонный метр.
Чтобы понять, как сделать расчет количества винтовых свай для дома, можно использовать калькулятор расчета свайного фундамента или рассмотреть пример, приведенный для каркасного дома. Характеристики здания:
Для подсчета того, сколько свай нужно для дома, требуются данные о типе почвы и особенностях ландшафта. В приведенном примере расчета количества свай для дома строительство ведется на ровном участке с глинистым грунтом, несущий пласт залегает на глубине 3 м от поверхности. Средняя снеговая нагрузка составляет 170 кг/м2.
Для фундамента понадобятся сваи диаметром 108 мм и длиной 3,5 м. Свайные конструкции берут с запасом по длине — 3,8-4,0 м. Для расчета нагрузок принимается примерное количество опор, равное 10. Чтобы понять, как рассчитать свайный фундамент, сбор нагрузок лучше выполнить в форме таблицы. Все полученные значения округляются в большую сторону до целого числа.
Таблица 3. Сбор нагрузок.
По предварительным подсчетам сумма всех нагрузок на основание равна 65695 кг. В расчет принимается округленное значение 65,7 тонн. Далее проводится подсчет количества свай. Средняя несущая способность одной опоры составляет 6 тонн. Общий вес конструкции нужно разделить на это число: 65,7 т / 6 т = 10,95 шт. Округляем до целого, получаем 11 свай. Значение окончательно принимается, хотя и отличается от предварительного. Свайные конструкции будут установлены по углам и серединам наружных стен, а также в точках пересечения внутренних стен. Проектирование фундамента позволяет обеспечить устойчивое и прочное основание для постройки дома, избежать перерасхода материалов.
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
Сбор нагрузок
Перед расчетом буронабивного фундамента также необходимо выполнить сбор нагрузок от всех вышележащих конструкций. Потребуется два отдельных вычисления:
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:
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:
Расчет сваи
На этом этапе вычислений необходимо определиться со следующими характеристиками:
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.
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:
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:
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.
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.
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:
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.
Запроектировать
фундамент для следующих исходных данных:
Район строительства – Барнаул. Сооружение
без подвала. Расчетная нагрузка по
первому предельному состоянию, собранная
до верхнего обреза фундамента, равна
кН; по второму предельному состоянию —
Грунты основания:
I слой – супесь,
=150
кПа, мощностью 1,7 м, расчетная величина
удельного веса грунта
16 кН/м3
. II слой -тугопластичный суглинок,
254 кПа,IL
= 0,3 мощностью
5,0 м,
= 20 кН/м3
, удельный вес твердых частиц
= 26,8 кН/м3,
= 0,2 — естественная влажность,
— расчетное
значение угла внутреннего трения,
= 22,0 кПа —
расчетное значение удельного сцепления.
Прочностные характеристики
определены
по результатам непосредственных
испытаний грунта. III слой — песок средней
крупности, средней плотности, насыщенные
водой,
= 400 кПа. УГВ – 3 м.
Расчет свайного
фундамента ведется в следующем порядке:
1 Определение глубины заложения подошвы ростверка
При выборе глубины
заложения учитываются следующие факторы:
в соответствии с
инженерно-геологическими условиями,
грунты пригодны в качестве основания
для ростверка (расчетное сопротивление
= 200 кПа),
начиная с глубины
Глубина заложения
подошвы ростверка принимается равной
0,5 м, т.к. сооружение не имеет подвала,
Основным климатическим
фактором, влияющим на глубину заложения
ростверка, является промерзание грунтов.
Для определения возможности промерзания
грунтов под фундаментами необходимо,
прежде всего, знать нормативную глубину
промерзания
среднемесячных
отрицательных температур за зимний
период в районе строительства, принимаемый
по СНиП «Строительная климатология»:
для г. Барнаула
— глубина
промерзания при
= 1, м: для
первого слоя — супесь
= 2,27 м.
Принимаем глубину
заложения фундамента равную 2,27 м. Для
определения расчетной глубины промерзания
воспользуемся формулой
— коэффициент,
учитывающий влияние теплового режима
сооружения на глубину промерзания
грунтов у фундаментов, принимаемый
по табл. 11,
— коэффициент
условий промерзания грунта, учитывающий
изменчивость климата,
Окончательно
принимаем глубину заложения ростверка
2,27 м (
,
в зависимости
от нормативной глубины промерзания).
2 Выбор вида и материала свай
Выбор свай
производится с учетом инженерно-геологических
особенностей площадки строительства.
Рис. 3.1 Расчетная
схема для определения длины сваи
Длина сваи (размер
от подошвы ростверка до начала заострения)
определяется глубиной залегания слоя
хорошего грунта, в (рис. 3.1) который
заглубляется нижний конец сваи на 2-3 м.
При назначении длины сваи слабые грунты
(насыпные, торф, грунты, находящиеся в
рыхлом и текучем состоянии) необходимо
прорезать и острие сваи заглублять
в плотные грунты. При очень мощной
толще слабых грунтов оставляют нижние
концы свай в слабых грунтах. Минимальная
длина сваи при центральной сжимающей
нагрузке обычно принимается не менее
2,5 м, а при допол-нительном действии
момента и горизонтальной нагрузки — не
менее 4 м.
Длину сваи выбирают
на основании технико-экономического
сравнения вариантов по табл. 20.
Примем железобетонные
забивные сваи квадратного сечения с
ненапрягаемой арматурой. По характеру
работы целесообразно принять сваю-стойку
(нижний слой песчаник) (рис. 3.2).
Рисунок 3.2 Расчетная
схема
Длину сваи определим
как
Принимаем марку
сваи С4,5-20 (табл. 20). Для получения
необходимой длины часть сваи необходимо
удалить. Основные характеристики свай
приведены в табл. 18.
Строительство здания на слабом грунте со сложным рельефом начинается с заложения столбчатого фундамента. Чтобы конструкция держалась на стационарном уровне, не подвергалась воздействию влаги и холода, инженеры-проектировщики выполняют расчет свайного фундамента с ростверком.
Полезная нагрузка – это сумма веса мебели, людей, половых покрытий, бытовых приборов, облицовок. Рассчитывается приблизительно, согласно нормам колеблется между 100 и 200 кг. на единицу площади перекрытия помещения.
П.Н = S * 100 кг.
S – совокупная площадь перекрытия дома.
Вычисление снеговых нагрузок
Снеговая нагрузка – давление на поверхность кровли снежного покрова. Нормативное снеговое давление определено для каждого региона индивидуально. Например, С. Н в Иркутске колеблется между 392 кг/м2 и 560 кг/м2.
С.Н = N * S
N – вес снегового покрова;
S – площадь кровли здания.
Вычисление массы здания
Масса здания – сумма веса элементов дома: стен, стропильной системы, перекрытий, кровли, стяжки.
Пример составления сводки для вычисления массы здания:
Элемент Вес, кг/м2
Кирпичные стены (150 мм) 220-270
Железобетонное перекрытие 500
Рубероидное покрытие 20-50
Вычисление совокупных нагрузок
Совокупные нагрузки – это сумма воздействий на опоры.
С. Н = (М П.Н С. Н) * К.Н
К. Н – коэффициент надежности, соответствующий предельному состоянию. Прописан в своде правил №2.01.07-85*. Например, для жилых зданий – 1,2.
Вычисление грузонесущей способности сваи
Грузонесущая способность – это давление, которое выдерживает опора. Высчитывается по данным исследования грунта, например, основываясь на сопротивлении почвы.
Fdf = u * ∑ Ycr * Fi * Hi;
Fdr = Ycr * R * A;
Fd = Ycr * (Fdf Fdr).
Fd – грузонесущая способность сваи;
Ycr — коэффициент работы столба в почве после заложения (=1);
u – внешний периметр сечения опоры;
Fi – сопротивление грунта у боковой стенки столба;
Hi – толщина грунта, соприкасающаяся с боковой стенкой опоры;
R – нормативное сопротивление почвы под основой столба;
А – площадь опоры.
Нормативные значения или формулы для их нахождения даны в своде правил 2.02.01-83*.
Расчет количества свай ростверкового фундамента
Количество свай – минимальное число опор, поддерживающих сооружение.
В обязательном порядке опоры устанавливаются на углах дома, а также в местах стыковки стен. Расстояние между столбами свайно-ростверкового фундамента — 2-2,5 м.
n = С.Н / Fd
n – количество столбов
Вычисление длины свай
Длина сваи – глубина заложения стержня, необходимая для устойчивого положения основания конструкции. Высчитывается по данным исследования грунта, например, основываясь на высоте пластов.
Подошва углубляется на 1 метр в твердые породы (крупный песок). К длине на уровне растительного слоя добавляется 40-50 см. (определяет высота обвязки) для соединения опор и рамы.
Ростверк – железобетонная рама, которая соединяет верхнюю часть столбов, а также служит опорной конструкцией для несущих элементов здания.
Расчет свайного фундамента с ростверком выполняется в соответствии с предельными состояниями. Предельное состояние – состояние, при котором конструкция получает необратимую деформацию или локальное повреждение, а также не способна сопротивляться внешним воздействиям. Классификация пределов:
1 группа: несущая способность грунта, прочность материалов свай и обвязки, глубина заложения;
2 группа: усадки, повороты опор и контактной почвы под воздействием внешних факторов, например, мерзлоты.
При расчете свайного фундамента с ростверком для практически верного заложения учитываются силы трения при усадке, например в почвах с грунтовыми водами. Принимают во внимание тип свай, а также величину креновых нагрузок.
Согласно вышеуказанной классификации и сборникам правил №2.17.77, №2.03.01 размер обвязки и глубина ее заложения рассчитываются по формулам:
Fаi ≤ Rbt * h01 * ∑ Uі * Ві – устойчивость к продавливанию угловой опорой.
Мхі = ∑ Fі * Хі – Мfx – устойчивость к изгибам.
Q ≤ 1.5 * b * Ho * Rbt * – устойчивость к поперечному давлению.
Fаi – нормативное давление на угловую сваю;
Rbt – сопротивление рамы к растяжению;
h01 – глубина заложения обвязки на угловой опоре;
Uі – сила давления опоры на раму;
Ві = К * (Hоі / Соі) – расчетный коэффициент (свод №2.03.01);
Мхі – изгибающие моменты, действующие на ростверк;
Fі – нормативная нагрузка на столбы;
Хі – расстояние между осями опор и нижней гранью рамы;
Мfx – изгибающие факторы местного типа, действующие на обвязку;
Q – нормативная устойчивость столбов вне рамы (испытывают наибольшее поперечное давление);
b – ширина ростверка свайного фундамента;
Ho – глубина заложения ростверка в свайном фундаменте.
Расчет свайного фундамента с ростверком производят согласно рекомендациям сборников №2.01.07-85*, №2.02.01-83, №2.17.77, №2.03.01.
Пример расчета свайного фундамента с ростверком
Требуется построить одноэтажный жилой дом в Сургуте. Длина 8 м., ширина 9 м. Болотная почва. Опоры – винтовые, размером 86х250х2500. Итак, как правильно рассчитать свайно-ростверковый фундамент?
П.Н = 8 * 9 * 100 кг = 7200 кг
Нормативная снеговая нагрузка в Сургуте – 180 кг/м2. С.Н = 180 * 8 * 9 = 12960 кг.
Предположим, что сумма веса облицовки, крыши и бруса – 30126 кг.
С. Н = (М П.Н С. Н) * К.Н = (30126 7200 12960) * 1,2 = 60343 кг. (так как дом жилой, К.Н – 1,2).
Предположим, что Fd (грузонесущая способность сваи) – 2000 кг. Следовательно, n = С.Н / Fd = 60343 / 2000 = 30. Таким образом, для строительства понадобится 30 столбов. Между опорами 2 м.
Допустим, что грунт имеет 6 пластов: растительный, супесь, глина, суглинок, глина, песок средней крупности. Опора углубляется на 1 м. в твердую породу – песок, суммарная высота остальных слоев — 7.25 м. Дополнительно прибавляется 40 см. для соединения с обвязкой. Высота свай = 1 7,25 0,4 = 8,65 м.
Стандартное сечение обвязки – 40 * 30 см. Масса рамки формируется из бетона, армируется каркасом из арматуры.
Дом – это крепость, основа которой — фундамент. В слабых грунтах со сложным рельефом давление на опоры увеличивается в разы. Рама – единая конструкция, выдерживающая изгибающие силы, вертикальный и горизонтальный навал. Точный расчет свайно-ростверкового фундамента делает проживание в здании безопасным.
