Тонкости расчета свайно-ленточного фундамента и формулы для вычисления

Расчетной нагрузки Pсb на одну сваю

Несущая способность по грунту одиночной забивной висячей сваи

определяется по формуле:

.- несущая способность по грунту одиночной забивной висячей сваи.

γсR– коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи, учитывающий влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта; принимается по табл.3 СНиП «Свайные фундаменты»; при погружении сплошных с закрытым нижним концом свай молотами γсR

= 1,0;

R– расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, определяемое по табл.1 СНиП «Свайные фундаменты» в зависимости от вида грунта под нижним концом сваи и глубины погружения нижнего конца сваи; для песка мелкого плотного при глубине погружения нижнего конца сваи Z

= 7,25 м расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи будет равноR = 3893 кПа;

A– площадь опирания на грунт сваи, принимаемая по площади поперечного сечения сваи; при сечении сваи 0,3х0,3м площадь опирания на грунт сваи будет равнаА

= 0,09м2;

u– наружный периметр поперечного сечения сваи; при сечении сваи 0,3х0,3м наружный периметр поперечного сечения сваи будет равен u

= 1,2м;

γсf– коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности сваи, учитывающий влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта; принимается по 20 табл.3 СНиП «Свайные фундаменты»; при погружении сплошных с закрытым нижним концом свай молотами γсf

= 1,0;

fi– расчетное сопротивление i

-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, определяемое по табл.2 СНиП «Свайные фундаменты» методом интерполяции; при определении расчетных сопротивлений грунтов на боковой поверхности сваи пласты грунтов следует расчленять на однородные слои толщиной не более 2м (рис.5);

hi– толщина i

-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи (принимается толщины однородных слоев не более 2м

По таблицам (Приложение, и 13

) определяем расчетное

сопротивление под нижним концом сваи R

и расчетные сопротивления по

боковой поверхности сваи слоев грунта, через которые проходит свая.

Расчетное сопротивление R

под нижним концом сваи для песка мелкого,

средней плотности при глубине погружения нижнего конца сваи от природного

рельефа z

= 9,55 м составляетR= 3955 кПа.

Сопротивление грунта

-в супеси пластичной с = на глубине расположениясередины слоя от отметки природного рельефа NL

z1= мощностью 0,45м fi=15,75 кПа.

-в суглинке текучепластичном с = на глубине расположения середины слоя от отметки природного рельефа NL

z2=5,1м мощностью 2,0м fi=7кПа.

-в суглинке текучепластичном с = на глубине расположения середины слоя от отметки природного рельефа NL

z3=7,1м мощностью 2,0м fi=7кПа.

-в песке средней крупности с =0.6 на глубине расположения середины слоя от отметки природного рельефа NL

z4=8,83м мощностью 1,45м fi=63,25 кПа.

Примечание: согласно , примечание к табл. 2 при прохождении сваи через

однородный слой мощностью>2м, он для определения fi

расчленяется на части

толщиной не более 2м.

Используя найденные значения R

иfi, вычисляемнесущую способностьсваи по грунту

15,75*0,45+7*2,0+7*2,0+63,25*1,45)}=

КН.

Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю

по грунту, составит:

= (кН),

где γk- коэффициент надежности по грунту.

В данном случае γk =1,4, так как определена расчетом с

использованием табличных значений R

Расчет ленточно-свайного фундамента

При отсутствии специальных знаний произвести правильный и грамотный расчет будущего ленточно-свайного фундамента практически невозможно. Этот этап необходимо доверить специально подготовленным людям и профессионалам своего дела. Это исключит многие недочеты и ошибки, влияющие не только на общую стоимость будущего проекта, но и на его эксплуатационные характеристики, сроки службы и безопасность.

Для грамотного расчета свайно-ленточного основания необходимо иметь:

1. Данные о геологических исследованиях, которые предоставляют информацию о структурном составе почвы, глубине прохождения грунтовых вод, уровнях промерзания почвы, рельефа и др.
2. Проектно-сметную документацию.
3. Примерные значения о возможных нагрузках на основание, которые определены с учетом общего веса используемых строительных материалов, метода возведения и будущих требований по эксплуатации строения.
4. Данные о заявленной площади строительного объекта.
5. Характеристики возможных присадок, деформирования некоторых элементов в конструкции основания или в целом всего основания будущего строения.
6. Данные о толщине, способе совмещения и формировании связующего ленточного фундамента.

Для процесса расчета качественного фундамента вышеперечисленных данных недостаточно. С точностью определиться с размером свай и глубиной их погружения, с расположением и количеством элементов, можно по уже готовым расчетам. Кроме того, по ним же можно выбрать тип армирования, гидроизоляции и другие не менее важные составляющие.

Вычисление осадки

Перед определением осадки необходимо сравнить напряжение под подошвой (р) с допустимой нагрузкой грунта (R). Если выполняется условие, то можно воспользоваться линейной моделью и считать осадку методом послойного суммирования.

Вычисляют ординаты эпюр природного давления для первого слоя грунта:

1. γ_n — коэффициент, зависящий от типа грунта;
2. h_n- высота слоя;
3. n – порядковый номер слоя.

Значение коэффициента для различных типов грунта, кН/м 3
Слежавшаяся насыпь	17
Слежавшаяся супесь	21
Песок средней фракции	18,9
Грунт перенасыщенный влагой	10,25
Тугопластичный суглинок	19,1

Следующем шагом находят значение параметра для каждого последующего слоя, прибавляя к основной формуле: Q_(n-1).

Расчет стабилизированной осадки проводят по формуле:

• β – коэффициент, принимаемые исходя из заданных условий по нормативной документации;
• Е – модуль деформации грунтов (определяется по результатам изысканий).

Как правильно рассчитать арматуру для плитной основы?

Для расчета количества арматуры руководствуются формой и типом фундамента, а также несущей способностью почвы. Рассмотрим, как его произвести, если размер будущего строения составляет 5 Х 8 м, с двумя внутренними стенами (рисунок 2).

Рисунок 3. Схема устройства ленточно-свайного фундамента

При строительстве применим стержни с ребристой поверхностью, то есть арматуру класса А3, с сечением 1 см, такие прутья пригодны для щитового и каркасного дома. Но если почва, на которой возводят строение, имеет слабую несущую способность, тогда применяют арматуру с диаметром от 1,4 до 1,6 см, при этом шаг сетки каркаса составит 20 см.

Приступим к расчету:

• ((8 / 0,2) + 1) = 41 (арматурных прутьев длиной 8 м);
• ((5 / 0,2) + 1) = 26 (арматурных прутьев длиной 5 м);
• 41 + 26 = 67 (арматурных прутьев).

Ввиду того что мы строим плитное основание, используем два армированных пояса, поэтому количество прутьев удваиваем, и получается, что нам необходимо 134 прутка, при этом 82 из них имеют длину 8 м, а 52 – 6 м:

• 82 * 8 = 656 м;
• 52 * 6 = 312 м;
• 656 + 312 = 968 м.

Стержни нижней сетки соединяем между собой, в местах пересечения продольных и поперечных прутьев. Рассчитаем число соединений:

41 * 26 = 1066 (соединений).

Если используемая плита имеет толщину 20 см, а расстояние от ее поверхности до каркаса составит 5 см, тогда 20 – 5 – 5 = 10 см, тогда:

• 1066 * 10 = 10660 см или 106,6 м;
• 106,6 + 968 = 1074,6 м (нужное число стержней для плитной основы).

Рассчитаем количество вязальной проволоки:

41 * 26 * 2 = 2132 (соединений).

Соединения производят, складывая проволоку в два сложения, поэтому если проволока имеет длину 15 см, тогда ее умножают на 2, получают 30. А для того чтобы рассчитать число вязок, нужно полученный результат умножить на число соединений, тогда получим:

2132 * 0,3 = 639,6 м.

Расчет ленточного фундамента

При расчете монолитно-ленточной части основания можно использовать СНиП 3.02.01-87 или средние данные, которые наиболее часто применяются при возведении фундамента такого типа. Высота монолитной ленты, опирающейся на сваи, составляет 40-60 см. Из них 10-20 см будет находиться ниже уровня земли. Ширина ленточного основания определяется по таблице:

Пример: для нашего коттеджа из пеноблоков высота ленточного фундамента будет составлять 50 см, из них с заглублением 10 см (т.к. почвы достаточно плотные). Ширина ленточной части, исходя из таблицы, будет составлять 60 см. Длину ленты можно вычислить, сложив длины всех стен и периметра дома.

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.

Для расчета используют формулу: F_d = Y_cr*(F_df + F_dr), в которой:

• Y_cr – коэффициент, отвечающий за несущие характеристики почвы (обычно равен единице);
• F_df – сопротивление почвенных слоев под нижним элементом свайного изделия, вычисляемое по формуле: F_df = Y_cr*R*A, где:
• Y_cr – коэффициент работы свайного изделия в грунте;
• R – сопротивление почвы под опорной поверхностью железобетонного изделия;
• А – площадь (см2) опорной поверхности;
• F_dr – сопротивление почвы к боковым стенкам столба сваи, которое находится по формуле: F_dr = u*Y_cr*F_i*H_i, где F_i – сопротивление некоторых слоев почвы боковым поверхностям сваи; H_i – суммарная толщина почвенных слоев, касающихся боковой поверхности свайного изделия.

Фундамент для сауны или бани

На участке, где есть дом из пеноблоков (газобетона) целесообразно построить баню. Возведение которой также начинается с обустройства основания. Различные виды фундамента – свайный, ленточный, монолитный – дают повод все рассчитать, предусмотреть возможные минусы и выбрать подходящий вариант.

Предварительно следует учесть материал для постройки бани. Если конструкция будет тяжеловесной, то необходим заглубленный фундамент. Выполнить его устройство можно одной плитой. Минусы такого основания заключаются в большом расходе материалов.

В расчет следует взять и характер грунта под укладку. Неплохим решением будет возвести свайно-ленточное основание своими руками. Технология его укладки аналогична возведению фундамента для жилья из пеноблоков.

Прежде чем браться за его устройство, следует сделать приблизительный расчет всех строительных материалов. Причем расчет нужно делать с небольшим запасом. Чрезмерно большие излишки ударят по семейному бюджету, а нехватка материала может затормозить стройку в самый нежелательный момент.

Как правильно рассчитать шаг

Расчет шага производится в зависимости от схемы размещения свай и от конфигурации постройки.

Если известно общее количество, опоры расставляются по выбранной схеме — сначала по углам, затем заполняются наиболее нагруженные линии, расположенные под несущими стенами, после чего расставляют оставшиеся сваи по площади комнат для поддержки лаг перекрытий.

Задаче проектировщика является обеспечение максимальной жесткости ростверка, установка опор в точках максимальных нагрузок и равномерное распределение веса дома между остальными стволами.

Для построек обычного типа распределение свай проблемы не вызывает, намного сложнее расстановка опор на сооружениях сложной конфигурации с неравномерным распределением массы элементов.

В таких ситуациях сначала размещают кусты свай под наиболее нагруженными точками, после чего размещают остальные опоры.

Свайный фундамент: особенности и преимущества

Данный тип фундамента применяется на почвах со слабыми несущими свойствами. Есть и другие случаи, когда используются сваи: глубина замерзания более 2 метров, постройка домов массой свыше 350 тонн, высокий уровень грунтовых вод.

На почвах со слабыми несущими свойствами используют свайный фундамент

Преимуществами такого фундамента являются экономичность, скорость возведения, возможность проведения работ в условиях зимы. Сваи придают высокую устойчивость дому, несмотря на пучение грунта, сдвиг почвы или наводнение.

Отдельные сваи объединяются монолитным или сборным ростверком.

Существуют 3 вида свай: забивные, буронабивные и винтовые.

С чего начать расчёт свайного фундамента

Сначала вычисляют общую нагрузку на фундамент. Далее, определяют значение несущей способности одной сваи.

Глубина погружения свай в землю выбирается самостоятельно, но не меньше глубины замерзания почвы плюс 0,5 метра или не меньше глубины залегания твёрдого слоя почвы.

Сваи различного диаметра имеют разную несущую способность

Зная несущую способность одной опоры, вычисляют нужное их количество. Далее, можно узнать величину шага установки свай путём деления суммы длин несущих стен на число этих свай.

Для расчёта основания фундамента любого здания следует учесть осадку находящихся рядом сооружений, которые отличаются нагрузками на почву, загрузкой территории дополнительными постройками, насыпями

Также придётся принять во внимание величину сопутствующих осадков уже существующих фундаментных оснований. Если расчёт осадков  фундаментов превышают допустимые значения, тогда нужно будет увеличить размеры подошвы фундамента, глубину заложения, уплотнить грунт

Для вычислений всех типов фундаментов можно воспользоваться онлайн-калькулятором, который рассчитает для выбранного фундамента, какая глубина заложения потребуется, сколько бетона придётся потратить и т

д. Надо будет указать только некоторые исходные данные по будущей стройке

Для вычислений всех типов фундаментов можно воспользоваться онлайн-калькулятором, который рассчитает для выбранного фундамента, какая глубина заложения потребуется, сколько бетона придётся потратить и т. д. Надо будет указать только некоторые исходные данные по будущей стройке.

Для надёжности и долговечности конструкции следует внимательно отнестись к проектированию и расчёту фундамента, потому что исправить недочёты не получится.

Расчет количества материалов столбчатого фундамента с ростверком

Программа-калькулятор вычислит: — расстояние между фундаментными столбами и их количество, — объем бетона для одного столба, отдельно для верхней и нижней части, — количество бетона для ростверка, — длину и вес необходимого количества арматуры, — стоимость строительных материалов для устройства монолитного столбчатого или свайного фундамента с ростверком. Для расчета ориентировочной стоимости строительных материалов укажите их цены в вашем регионе.

Чертежи помогут в проектировании свайных фундаментов.

Выберите тип фундаментного столба

Это могут быть столбы с круглым или прямоугольным основанием. И с круглой или прямоугольной основной частью.

Столбчатый фундамент

Укажите размеры в миллиметрах

B — ширина или диаметр. H — высота основной части.

A — высота основания столба. Если свая без основания, то не указывайте этот размер. D — ширина или диаметр основания.

D1 — длина для прямоугольного основания. B1 — ширина для прямоугольного столба. При круглых сечениях эти размеры в расчете не участвуют.

Габариты столбчатого фундамента

X — ширина фундамента. Y — длина фундамента.

X1 — количество столбов по ширине, включая столбы по углам. Y1 — количество столбов по длине, включая столбы по углам.

S — Если отмечено, то будут рассчитываться столбы, расположенные равномерно под всем домом. Если нет, то столбы только по периметру фундамента.

Габариты ростверка

E — ширина ростверка. F — высота ростверка. Если расчет монолитного ростверка не требуется, то не указывайте эти размеры.

Арматура

ARM1 — количество прутьев арматуры в одном столбе. ARM2 — количество рядов арматуры в ленте ростверка. ARMD — диаметр арматуры. Указывается всегда в миллиметрах.

Если армирования не требуется, то установите значения в 0.

Укажите количество цемента для изготовления одного кубического метра бетона. В килограммах.

Укажите пропорции для изготовления бетона, по весу. Эти данные различны в каждом конкретном случае. Они зависят от марки цемента, размеров щебня и технологии строительства. Уточняйте их у поставщиков строительных материалов.

Дополнительный расчет диагонали для угла 90°

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.

Устройство монолитной ленты

Монтаж ленточной части фундамента полностью повторяет технологию, описанную в СНиП 3.02.01-87. Алгоритм создания монолитной ленты следующий:

1. Устройство опалубки из досок. Опалубка должна выполняться для ленты по всей высоте, в т.ч. для мелкозаглубленной части.
2. Подсыпка траншеи гравийно-песчаной смесью слоем 10 см с последующей утрамбовкой.
3. Укладка гидроизоляционного слоя: гидроизола, рубероида.
4. Вязка армирующего каркаса на 4 или 6 стержней рифленой арматуры А3 сечением 10-12 мм.
5. Соединение армокаркаса ленты с выпускной арматурой буронабивных опор.
6.  Заливка монолитной ленты бетонной смесью класса В15…17,5 с утрамбовкой каждого слоя в 20-30 см.
7. В период затвердевания бетона осуществляется стандартный уход за ж/б изделиями.

Несколько полезных советов

1. Для крепления стержней в составе армокаркаса лучше всего подходит отожженная проволока марки ВРП диаметром 0,2-1,0 мм.
2. Вязка армокаркаса должна производиться крючками или вязальным пистолетом. Только такие способы обеспечат необходимую прочность соединения.
3. Бетонная смесь должна подаваться в опалубку с высоты не более 1 м при помощи рукава или желоба.
4. Для больших и массивных строений рекомендуется создать дополнительное усиление — буронабивные опоры связать между собой металлическим ростверком.
5. Свайная часть фундамента с ростверком связывается с армокаркасом монолитной ленты, а затем бетонируется.

Окончательное затвердевание фундамента происходит через 7-14 дней. По истечении этого времени можно приступать к тепло- и гидроизоляции основания. В качестве гидроизоляции следует применять обмазочную битумную мастику или более дорогие и удобные в монтаже рулонные материалы. Утепление ленточной части основания лучше производить при помощи пенопластовых или пенополистирольных теплоизоляторов. Срок службы монолитно-ленточного фундамента с буронабивными сваями составляет более 100 лет. При проведении правильных расчетов и соблюдении технологии строительства такое основание не доставит вам хлопот, не потребует ремонта и реконструкции.

Расчет сечения сваи

Расчет сечения сваи является важным этапом в проектировании свайного фундамента. Необходимо определить оптимальные размеры и форму сечения сваи, чтобы обеспечить надежную и устойчивую основу для строительной конструкции. Для этого применяются различные формулы и методы расчета.

Формула для определения площади сечения сваи

Одна из основных формул для расчета сечения сваи — это формула для определения площади поперечного сечения сваи. Данная формула позволяет учесть не только нагрузку, которую будет испытывать свая, но и грунтовое давление на нее.

Формула для определения площади сечения сваи:

A = F / q

где:

• A — площадь поперечного сечения сваи;
• F — действующая нагрузка на сваю;
• q — грунтовое давление на сваю.

Методы определения грунтового давления

Для определения грунтового давления на сваю можно использовать различные методы, в зависимости от условий грунта и геологических характеристик места строительства. Наиболее распространенными методами являются:

1. Метод Бельского — основан на определении вертикального грунтового давления, учитывая глубину заложения сваи и характеристики грунта.
2. Метод Беккера — учитывает не только вертикальное грунтовое давление, но и его горизонтальную составляющую.
3. Метод Ренсинка — позволяет определить грунтовое давление на наклонную сваю.

Выбор оптимального сечения сваи

После определения площади сечения сваи и грунтового давления необходимо выбрать оптимальное сечение сваи. Для этого можно воспользоваться таблицами, построенными на основе опыта и нормативных документов, которые учитывают тип грунта, нагрузку на сваю и другие факторы.

Также существуют онлайн-сервисы и программы, которые позволяют рассчитать оптимальное сечение сваи и провести другие расчеты для свайного фундамента на основе введенных пользователем данных.

Важно учитывать, что расчет сечения сваи является сложным инженерным процессом, который требует учета множества факторов. Поэтому важно обращаться к профессионалам или использовать специализированные программы для точного определения оптимального сечения сваи

Нагрузка на свайный фундамент

Нагрузка на свайный фундамент – это важный параметр, который необходимо учитывать при проектировании и расчете свайного фундамента. От правильного определения нагрузки на фундамент зависит его прочность и устойчивость.

Виды нагрузок на свайный фундамент

Нагрузки на свайный фундамент могут быть различными и зависят от типа сооружения, его веса и геологических условий на участке строительства. В основном выделяют следующие виды нагрузок:

• Вертикальные нагрузки – это нагрузки, которые действуют в направлении вертикали. Они могут быть постоянными (собственный вес сооружения, нагрузка от живых нагрузок) и временными (нагрузка от снега, ветра и других временных факторов).
• Горизонтальные нагрузки – это нагрузки, которые действуют в направлении горизонтали. Они могут быть вызваны внешними факторами, такими как ветер, землетрясение, наводнение и другие.
• Моменты – это нагрузки, которые создают крутящий момент в основании сваи. Они могут возникать из-за неравномерного распределения нагрузки или из-за действия внешних факторов.

Определение нагрузки на свайный фундамент

Для определения нагрузки на свайный фундамент необходимо провести комплекс инженерных и геологических изысканий. Инженерные расчеты основаны на результате этих исследований

Важно учитывать следующие факторы:

• вес сооружения;
• геологические условия на участке строительства;
• внешние нагрузки (ветер, снег, землетрясение и т.д.);
• форма и размеры сваи;
• материал сваи;
• глубина заложения сваи;
• устойчивость грунта;
• другие факторы, влияющие на нагрузку.

Онлайн-сервисы для вычисления нагрузки на свайный фундамент

Для удобства и точности расчета нагрузки на свайный фундамент существуют онлайн-сервисы, которые предоставляют возможность быстро и правильно определить необходимую нагрузку. Некоторые из таких сервисов предлагают возможность задать необходимые параметры и получить результаты расчета сразу же.

Однако, стоит учитывать, что использование онлайн-сервисов может не быть достаточно точным при сложных условиях строительства. Поэтому рекомендуется проконсультироваться с опытными специалистами для более точного определения нагрузки на свайный фундамент.

Пример таблицы с результатами расчета нагрузки на свайный фундамент
Сооружение
Вес, кН
Вертикальная нагрузка, кН
Горизонтальная нагрузка, кН
Момент, кНм

Здание 1
1000
800
200
100

Здание 2
1500
1200
300
150

Сечения свай

Свайное основание обеспечивает прочность и устойчивость здания. Сечение свай играет важную роль в расчете фундамента и определяет его грузоподъемность. Сечение свай выбирается исходя из нагрузок на фундамент и грунтовых условий.

Сечения свай могут быть различными:

• Круглые сваи. Это наиболее распространенный вид свай. Они имеют круглое поперечное сечение. Преимуществом круглых свай является равномерное распределение нагрузки по всей длине сваи.
• Квадратные сваи. Квадратные сваи имеют поперечное сечение в форме квадрата. Этот тип свай широко используется при строительстве зданий с большой нагрузкой.
• Прямоугольные сваи. Прямоугольные сваи имеют поперечное сечение в форме прямоугольника. Они применяются при строительстве зданий с несимметричной нагрузкой.

Выбор сечения свай должен основываться на результате грунтовых исследований, проектных расчетах и требованиях к фундаменту

Также важно учитывать особенности строительной площадки, наличие подземных коммуникаций и других факторов, которые могут влиять на выбор сечения свай