Как найти объем свай

• Ленточный фундамент

• Монолитный фундамент

• Свайный фундамент

Марка бетона:
Количество столбов/свай:		шт.
Диаметр столба D1:		мм.
Высота столба H1:		см.
Диаметр основания столба D2:		мм.
Высота основания столба H2:		cм.
Ростверк

Расчет
свайных фундаментов и их оснований
производится по двум группам предельных
состояний.

По
первой группе определяют несущую
способность сваи по грунту, прочность
материалов свай и ростверков. По второй
группе предельных состояний рассчитываются
осадки оснований фундаментов.

5.1 Расчёт ленточного свайного фундамента

Определим
длину сваи:

l_св=l₀+∑l_гр+l_н.сл=0,1+2+6+0,5=8,6
м
(10)

Принимаем
сваю С 9-30.

Рисунок
4 – Расчетная схема к определению
несущей способности сваи под наружную
стену.

По
таблице СНиП подбираем R
при глубине погружения свай 11,8м- R=5190
кПа

При
погружении свай забивкой молотом

Несущую
способность сваи определяется по формуле
(11) как сумма расчётных сопротивлений
грунтов оснований под нижним концом
сваи и на её боковой поверхности:

(11)

где

-коэффициент
условий работы сваи в грунте, принимаемый=1

R-расчётное
сопротивление грунта под нижним концом
сваи, кПа.

А
— площадь опирания на грунт сваи, м.

u
– наружный периметр поперечного сечения
сваи, м.

fi
– расчётное сопротивление итого слоя
грунта основания на боковой поверхности
сваи, кПа.

hi
– толщина итого слоя грунта соприкасающегося
с боковой поверхностью сваи, м.

-коэффициенты
условий работы грунта соответственно
под нижним концом и на боковой поверхности
сваи, учитывающие влияние способа
погружения сваи на расчётные сопротивления
грунта и принимаемые по таблице А2 [3].

Первый
слой- песок рыхлый, поэтому начинаем со
второго слоя.

-суглинок
текучепластичный J=0.79:

при
z₁=5,9
м, суглинок текучепластичный

при
z₂=7,9
м, суглинок текучепластичный

при
z₃=9,9
м, суглинок текучепластичный

-песок
средней крупности

при
z₄=11.35
м,

Несущая
способность свай под колону :

Расчётная
нагрузка, допускаемая на одну сваю:

(12)

где


— коэффициент надежности, принимаемый
1,4.

5.2 Определение количества свай и размещение их в ростверке

Необходимое
количество свай в грунте определяется
по формуле

(13)

Определим
расчетное расстояние между осями свай
на 1 п.м. стены:

Принимаем
однорядную систему расположения свай.

Определяем
размеры ростверка в плане:

-расстояние
от края ростверка до боковой грани сваи
;

-ширина
ростверка :

где

— расстояние между рядами свай;

—
расстояние от края ростверка до боковой
грани свай;

—
число рядов

Тогда
b=0,3+2*0,11=0,52м

Принимаем
ширину ростверка b=0,52м
и высоту h=0,5м.

Рисунок
5 — Схема конструирования ростверка

Определяем
фактическую нагрузку, приходящуюся на
однусваю, которая должна быть меньше
допустимой:

(14)

Условие
выполняется, фундамент запроектирован
правильно.

5.3 Проверка прочности основания куста свай.

Удовлетворение
условия (14), для каждой сваи не означает,
что основание свай будет работать
надежно. С цель проверки прочности
основания свайный фундамент рассматривают
как условный массивный фундамент ( схему
условного фундамента для свайного
фундамента под колонну смотри рисунок
7).

Для
внецентренно-загруженного фундамента:

(15)

Рисунок
7-К определению размеров условного
фундамента

a_усл,
b_усл
— соответственно
длина и ширина подошвы условного
фундамента,

(16)

М
— расчетный момент, действующий в уровне
нижних концов свай, т.е. по подошве
условного свайного фундамента и равен
М = М_0II
+ F_0II,h
·d_усл;

W
— момент сопротивления подошвы условного
свайного фундамента.

R_усл
— расчётное сопротивление грунта в
плоскости подошвы условного фундамента,
кПа

Если
условия (15) не выполняются, то необходимо
либо увеличить количество свай, либо
изменить расстояние между сваями, либо
изменить размеры свай, или же увеличить
глубину погружения свай.

Определяем
ширину условного фундамента:

(17)

Объем
условного фундамента AБВГ:

(18)

Объем
ростверка:

Объем
свай:

Объем
грунта в пределах условного фундамента:

(19)

Вес
грунта в объеме условного фундамента:

(20)

где
_II
-средний удельный вес грунтов, лежащих
выше уровня подошвы:

Вес
свай и ростверка:

Вертикальная
составляющая нормальных сил в уровне
нижних концов свай:

(21)

Момент
в уровне нижних концов свай:

M
=
M_OI
I
+ F_0II,h
∙h_p
=
11+161,4=33,4кН∙м.
(22)

(23)

Расчетное
давление на грунт основания условного
свайного фундамента в уровне его подошвы,
при котором еще возможен расчет оснований
по II
группе предельных состояний:

(24)

_с1
= 1,4; _с2
= 1,2.

При
=18,27⁰
M_γ
= 0,44; M_g
= 2,76; M_с
= 5,35; С_n
= 0,6 кПа.

<R=325,73кПа

<1,2R=390,88
кПа

>0

Все
условия соблюдаются.

Соседние файлы в папке 570

• #
• #

  29.02.2016159.52 Кб15570.dwg

При строительстве и жилых частных домов, и хозяйственных пристроек нередко прибегают к созданию для них свайного фундамента. К такому решению нередко приводят особенности участка под строительство: малая несущая способность грунтов в верхних слоях, склонность их к зимнему морозному вспучиванию, выраженно большая глубина промерзания, значительный перепад площадки по высоте. Впрочем, иногда свайный фундамент выбирается и из чисто экономических соображений, как наиболее рентабельный и простой в возведении для конкретного строения.

Сваи в таких фундаментах бывает разные. Чаще они имеют круглое сечение, и тогда в роли опалубки для их бетонирования выступают металлические асбестоцементные или пластиковые трубы или даже просто свернутые из рубероида «тубусы». Практикуется применение и прямоугольных в сечении свай – для их формирования могут применяться деревянные или пластиковые многоразовые опалубки, кирпичная «колодезная» кладка. Но общее у них одно – после установки армирующего каркаса, полость сваи заполняется доверху бетонным раствором.

А сколько потребуется подготовить бетона для заливки? На глаз определить бывает непросто – легко можно ошибиться, так как объёмы – «штука обманчивая». Предлагаем применить калькулятор расчета раствора для бетонирования сваи – он не только покажет необходимый объем бетона, но и подсчитает количество ингредиентов для его самостоятельного замешивания.

Ниже будет дано несколько кратких пояснений.

Калькулятор расчета раствора для бетонирования сваи

Перейти к расчётам

Пояснения по проведению расчетов

• Для начала пользователю предлагается выбрать тип сечения сваи – прямоугольное или круглое. В зависимости от этого откроются соответствующие окна ввода данных.
• Если выбрана прямоугольная свая, то необходимо будет указать размеры сечения –длину и ширину. После этого вводится высота сваи. Понятно, что под высотой подразумевается ее общий размер, включающий и заглубленную часть, и выступающую над поверхностью грунта на проектный уровень. Все значения вводятся в метрах.
• При расчете раствора для круглой в сечении сваи будет предложено указать ее диаметр. Если в качестве внешней оболочки сваи используется толстостенная труба, то указывается ее внутренний диаметр. Высота указывается по аналогии со сваями прямоугольного сечения.
• При возведении свайных фундаментов на грунтах с невысокой несущей способностью нередко делают уширение сваи в области ее пятки (так называемая «технология ТИСЭ»). С помощью специальных насадок на бур в грунте выбирается полусферическая полость, которая после заполнения бетоном и его полного созревания резко увеличивает способность опоры выдерживать вертикальные нагрузки. Естественно, расход бетона при такой технологии увеличивается, и весьма значимо.

Цены на винтовые сваи

винтовые сваи

Поэтому для круглых в сечении свай будет предложено два пути расчета:

— Первый: свая без уширения, и никаких дополнительных данных указывать не надо.

— Второй: свая с уширением в области подошвы. Откроется дополнительное поле ввода данных, где необходимо указать диаметр этого уширения. Как правило, для свай используются насадки, создающие «полусферы» диаметром 400, 500 или 600 мм.

• Итоговое значение будет показано «с учетом 10% запаса):

— объемом бетонного раствора, необходимого для заливки сваи;

-— количеством исходных ингредиентов для самостоятельного изготовления этого количества бетона марочной прочности М200.

Как провести самостоятельные расчеты свайно-винтового фундамента?

Одной из разновидностей свайных фундаментов является свайно-винтовой вариант. Кстати, при его строительстве также настоятельно рекомендуется полностью заполнять трубы бетоном. Об особенностях проектирования свайно-винтовых фундаментов – читайте в специальной публикации нашего портала.

Расчет столбчатого фундамента

Пример расчета

Входные данные

Вес дома: 150 тонн

Вес дома необходимо указать без учета массы фундамента с учетом снеговой и эксплуатационной нагрузки на перекрытия и с коэф. запаса. Для примера взят одноэтажный каркасный дом.

Грунт: Суглинок. Коэффициент пористости [e]: 0.5. Показатель текучести грунта [IL]: 1

Тип столбов: с уширением пяты (ТИСЭ)

Высота ствола столба [h1]: 2.5м

Диаметр ствола столба [d1]: 0.25м

Высота уширения столба [h2]: 0.3м

Диаметр уширения столба [d2]: 0.6м

Глубина погружения столба в грунт: 1.5м

Конструктивная схема здания: пятистенок (с одной внутренней несущей стеной по длинной стороне дома)

Размеры дома: 10х12м

Высота ростверка: 0.4м

Ширина ростверка: 0.4м

Условия расчета

Для расчета количества столбов нам необходимо знать расчетное сопротивление грунта, нагрузки на фундамент (вес дома со снеговой и эксплуат. нагрузкой) и массу фундамента.

В связи с тем, что масса фундамента нам не известна расчет будем производить в два приема. Изначально находим кол-во столбов без учета массы фундамента (столб + ростверк либо только столбы), а затем, когда масса фундамента становится известной, находим кол-во столбов с учетом его массы.

Расчет столбчатого фундамента будем производить по второй группе предельных состояний (по деформациям основания). За основу взят СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений.

Отступление: Стоит заметить, что многие застройщики называют данный тип свайно-ростверковым фундаментом. Если идти по строгой терминологии то это не верно и для расчета свайного фундамента используется СП 24.13330.2011. По нему будет составлен отдельный калькулятор.

Расчет сопротивление грунта основания

Если характеристики грунтов известны, то для расчета можно воспользоваться формулой из пункта 5.6.7 СП 22.13330.2011.

Определяем ширину подошвы фундамента. В нашем случае это столб, который имеет геометрию подошвы в виде круга. Поэтому в первую очередь находим площадь подошвы столба, которая будет опираться на грунт. Затем вычисляем ширину фундамента.

Площадь подошвы столба = Пи * Диаметр подошвы столба * Диаметр подошвы столба / 4 = 3.14 * 0.6 * 0.6 / 4 = 0.2826 м2 = 2826 см2

Ширина фундамента = квадратный корень (Площадь подошвы столба) = квадратный корень (2826см2) = 0.53 м

При неизвестной ширине фундамента можно найти расчетное сопротивление грунта по формулам через приложения В СП 22.13330.2011. Ширина фундамента в нашем случае задана конструктивно, но за основу можно взять данный расчет за счет минимальных требований к прочностным характеристикам грунта.

Формула при глубине заложения фундамента [d]<=2:

R = R₀[1+k1(b-b₀)/b₀](d+d₀/2d₀), где

[R₀] — расчетное сопротивление грунта основания (при d=2м и b=1м), кПа;

[k1] — коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, кроме пылеватых песков, — k1 = 0,125, пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами — k1 = 0,05;

[b] — ширина проектируемого фундамента, м;

[d] — глубина заложения проектируемого фундамента, м;

[b₀] — ширина фундамента равная 1м (R₀);

[d₀] — глубина заложения фундамента равная 2м (R₀).

R = 350*[1+0.05*(0.53-1)/1]*(1.5+2)/2*2 = 214 кПа = 21.82 т/м2 = 2.2 кг/см2

Точный расчет по расчетному сопротивлению грунта можно найти в калькуляторе в разделе «Расчет».

Расчет столбов

Определение кол-во столбов без учета массы фундамента

Допустимая нагрузка на столб = Площадь подошвы столба * Расчетное сопротивление грунта = 0.2826 м2 * 21.82 т/м2 = 6.2 т

Зная расчетное сопротивление грунта, площадь подошвы столба и вертикальные нагрузки на фундамент (вес дома) можно вычислить количество столбов на дом без учета массы фундамента.

Количество столбов (без фундамента) = Нагрузка на фундамент / Допустимая нагрузка на сваю = 150 т / 6.2 т = 24.2 Округляем = 25 столбов

Расчет массы столбов

Для определения массы столбов необходимо вычислить объем столба и умножить на плотность бетонной смеси. Массу арматуры в расчете учитывать не будем. Также стоит учесть, что уширение в калькуляторе имеет больший объем, чем у сваи ТИСЭ, поэтому будет запас по объему столба и, следовательно, по ее массе и расходу бетона.

Объем столба = [Высота ствола столба * Площадь сечения столба] + [Высота уширения столба * Площадь сечения уширения столба] = [2.5 * (3.14 * 0.25 * 0.25 / 4)] + [0.3 * (3.14 * 0.6 * 0.6/ 4)] = 0.21 м3

Расчет бетона осуществлен по методике, описанной в книге В.П. Сизова: Руководство для подбора составов тяжелого бетона. Алгоритм расчета можно посмотреть на странице калькулятора Бетон-Онлайн v.1.0. Для заданных параметров плотность бетонной смеси составила 2309 кг/м3

Масса одного столба = Объем столба * Плотность бетонной смеси = 0.21 м3 * 2309 кг/м3 = 484 кг = 0.48 т

Масса всех столбов = Количество столбов * Массу одного столба = 25 * 0.48т = 12 т

Расчет массы ростверка

Длина ростверка = [2 * Длина АГ] +[3*(Длина12 – 2 * Ширина ростверка)] = [10 * 2] + [3 * (12 – 2 * 0.4)] = 20 + 33.6 = 53.6 м

Длину ростверка можно посчитать и без учета ширины ростверка, но расчет будет менее точным.

Длина ростверка = 2 * 10 + 3 * 12 = 56 м

Объем ростверка = Длина ростверка * Ширина ростверка * Высота ростверка = 53.6 * 0.4 * 0.4 = 8.58 м3

Масса ростверка = Объем ростверка * Плотность бетонной смеси = 8.58 м3 * 2309 кг/м3 = 19 811 кг = 20 т

Массу арматуры не учитываем. Массу ростверка и столбов округляем в большую сторону до целого числа.

Расчет общего количества столбов на дом

Теперь, когда мы знаем не только нагрузки на фундамент, но и массу самого фундамента, можно рассчитать минимальное количество столбов, чтобы было соблюдено условие расчета по деформациям основания p<=R (среднее давление под подошвой фундамента не должно превышать расчетное сопротивление грунта).

Минимальное кол-во столбов = [Нагрузки на фундамент + Масса фундамента] / Допустимая нагрузка на один столб = [150т + 12т + 20т] / 6.2 т = 29.35 Округляем 30 столбов

Конструктивно столбов может быть больше, но их минимальное количество мы определили. Расстановка столбов по периметру ростверка должна производиться с учетом нагрузок по осям (у несущих стен шаг столбов будет чаще). Также столбы должны быть размещены по углам дома и в местах пересечения с внутренними стенами.

ГОСТы, книги, программы

ГОСТы

СП 22.13330.2011 (СНиП 2.02.01-83*); СНиП 2.02.01-83
СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»

Книги

В.П. Сизова «Руководство для подбора составов тяжелого бетона»

Строительные калькуляторы

• Калькулятор Бетон-Онлайн v.1.0 — расчет состава бетона.
• Калькулятор Раствор-Онлайн v.1.0 — расчет состава раствора для кладочных работ.
• Калькулятор Лента-Онлайн v.1.0 — проектирование ленточного фундамента.
• Калькулятор ГрунтСопр-Онлайн v.1.0 — расчет сопротивления грунта основания.
• Калькулятор ГПГ-Онлайн v.1.0 — расчет нормативной и расчетной глубины промерзания грунта.
• Калькулятор МЗЛФ-Онлайн v.1.0 — расчет мелкозаглубленного ленточного фундамента (МЗЛФ). 
• Калькулятор Армирование-Ленты-Онлайн v.1.0 — расчет армирования ленточного фундамента.