Определение несущей способности сваи и расчетной нагрузки, допускаемой на сваю по грунту основания и прочности материала сваи. Определение количества свай в фундаменте. Поверка фактической нагрузки,Ст

В этом режиме определяется несущая способность свай-стоек и висячих свай, работающих на вертикальную сжимающую нагрузку Fd и вертикальную выдергивающую нагрузку Fdu. Рассматриваются забивные, набивные, буровые сваи, а также сваи-оболочки в соответствии с требованиями раздела 4 СНиП 2.02.03–85 (раздел 7.2 СП 50-102-2003 или СП 24.13330.2011, раздел 8.1 «Инструкции по проектированию и устройству свайных фундаментов зданий и сооружений в г. Москве»), а также с требованиями раздела 5 «Руководства по проектированию свайных фундаментов». При определении несущей способности свай учтены особенности их проектирования в сейсмических районах (раздел 11 СНиП 2.02.03–85, раздел 12 СП 50-102-2003 или СП 24.13330.2011 и раздел 12 «Руководства по проектированию свайных фундаментов»). Если в качестве норм проектирования выбран ДБН В.2.1-10-2009, то учтены требования п. Н.7 приложения Н этого ДБН.

В расчете учитывается возможное наличие (устройство) на конце свай уширения, а также сохранение или удаление грунтового ядра в сваях-оболочках при заполнении их внутренней полости бетоном. Учитывается также возможность планировки прилегающей территории (срезкой, подсыпкой или намывом), а также наличие котлована в месте устройства сваи. Коэффициенты условий работы сваи в грунте — γc, под нижним концом сваи — γcr, а также по боковой поверхности сваи — γcf задаются пользователем самостоятельно (при этом есть возможность выбора этих коэффициентов из представленного набора).

Подготовка данных

На странице Общие данные в группе Сваи-стойки или Висячие сваи указывается вид сваи. В зависимости от вида сваи из выпадающих списков выбираются значения коэффициента надежности грунта γg, коэффициентов условий работы сваи в грунте γc и грунта под нижним концом сваи γcR.

Если площадка строительства находится в сейсмическом районе и указана висячая свая, то следует активизировать соответствующий маркер и выбрать в появившихся списках класс бетона, расчетную сейсмичность площадки и повторяемость сейсмического воздействия, а также задать в таблице значения расчетных нагрузок (M и Q), приложенных к свае в уровне поверхности грунта при особом сочетании нагрузок с учетом сейсмического воздействия. Для сваи-стойки дополнительные данные не требуются и для учета сейсмического района достаточно активизировать маркер.

Следует обратить внимание, что в существующей редакции СНиП II-7-81* «Строительство в сейсмических районах» отсутствуют информация о повторяемости землетрясений, хотя в таблице 12.1 Свода правил есть ссылка на эти данные. Вероятно, эти данные следует брать из старой редакции СниП II-7-81*.

Читайте также:  Теплица своими руками

На странице Конструкция в зависимости от выбранного типа сваи назначается сечение сваи и его размеры, а также вводятся дополнительные данные. Для различных видов сваи-стойки это может быть глубина заделки сваи в скальный грунт и, если свая полая, высота заполнения полости бетоном.

Для висячих свай к дополнительным данным относятся также глубина погружения нижнего конца сваи, глубина котлована, параметры планировки территории, а для сваи с уширением — диаметр уширения и характер сопряжения сваи с ростверком (шарнирное или жесткое).

При задании размеров сечения сваи предусмотрена возможность сохранить их под уникальным именем в базе данных (кнопка — ), а также загрузить из базы (кнопка — ). Контроль сечения выполняется нажатием кнопки Предварительный просмотр — .

Характеристики грунтов задаются в таблице на одноименной странице. Перед вводом характеристик очередного слоя грунта (включая первый) следует нажать кнопку Добавить, после чего в таблице будет добавлена новая строка. Тип грунта выбирается из списка. Если выбран песчаный грунт, то в списке столбца Разновидность песка устанавливается его вид. Для пылевато-глинистых грунтов необходимо задать показатель текучести. Для удаления строки или нескольких подряд идущих строк необходимо отметить эти строки (установить курсор на номер слоя и нажать левую кнопку мыши; не отпуская кнопку, провести курсором по номерам других удаляемых слоев) и нажать кнопку Удалить.

Поскольку при расчете несущей способности сваи СНиП требует информацию о том, является ли тот или иной слой песчаного грунта плотным, — в таблице грунтов для песков запрашивается информация о коэффициенте пористости. Вывод о плотности делается на основании рекомендаций таблицы 10 Пособия к СНиП.

Если висячая свая расположена в сейсмическом районе, то для песчаных грунтов следует дополнительно задать информацию о водонасыщенности того или иного слоя (маркер Водонасыщенность в соответствующих строках таблицы грунтов).

Контроль заданного пакета грунтов выполняется нажатием кнопки Предварительный просмотр — .

Результаты расчета

Расчет выполняется после нажатия кнопки Вычислить. Результаты расчета в установленных в настройках единицах выдаются на странице Результаты и включают следующие величины:

а) для сваи-стойки — несущая способность сваи, работающей на вертикальную нагрузку Fd;

б) для висячей сваи — несущая способность сваи, работающей на вертикальную нагрузку Fd, и несущая способность сваи, работающей на выдергивающую нагрузку Fdu. Кроме того, для висячих свай строятся графики зависимости Fd и Fdu от глубины погружения сваи.

По результатам расчета может быть сформирован отчет (кнопка Отчет), который создается в RTF формате и автоматически загружается в ассоциированное с этим форматом приложение (например, MS Word).

Общие указания по расчету свай

В своде правил, регламентирующем процесс строительства свайного фундамента (СП 24.13330 в редакции 2011 года) сказано, что расчет опор ведется по предельным значениям следующих характеристик:

• Физической прочности конструкционного материала свай и элементов ростверка.
• Несущей способности расположенного под пятой опоры грунта (с учетом уплотнения при монтаже опоры).
• Несущей способности пяты самой сваи, расположенной на крутопадающих слоях (откосах).
• Осадке сваи под действием вертикальной нагрузки.

Кроме того, рассчитывая железобетонные опоры нужно принимать во внимание склонность конструкционного материала к образованию трещин, раскрывающихся под действием нагрузки. А рассчитывая осадку под вертикальными силами, следует не забывать и о крутящих моментах на оголовке опоры.

Ограничения реализации

1. Не рассматриваются забивные сваи, опирающиеся нижним концом на рыхлые песчаные грунты или на пылевато-глинистые грунты с показателем текучести IL > 0,6.
2. Не рассматриваются пирамидальные, трапецеидальные, ромбовидные, винтовые и бурозавинчивающиеся сваи.
3. Не учтены примечания 4–7 к табл. 1 (табл. 7.1 СП 50-102-2003, табл. 7.2 СП 24.13330.2011), примечания 3–4 к табл. 2 (табл. 7.2 СП 50-102-2003, табл. 7.3 СП 24.13330.2011), а также примечания к табл. 7 СНиП 2.02.03–85 (табл. 7.7 СП 50-102-2003).
4. Не учитываются отрицательные (негативные) силы трения грунта на боковой поверхности свай.

Расчетной нагрузки Pсb на одну сваю

Несущая способность по грунту одиночной забивной висячей сваи

определяется по формуле:

Читайте также:  17) Тяжелые бетоны. Материалы для обычных бетонов

.- 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 2.02.03-85 «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 2.02.03-85 «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 равно
R
= 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 2.02.03-85 «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 2.02.03-85 «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

Читайте также:  Самодельные котлы длительного горения на угле

По таблицам (Приложение, табл.12 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 составляет
R
= 3955 кПа.

Сопротивление грунта

-в супеси пластичной с =0.64 на глубине расположениясередины слоя от отметки природного рельефа NL

z1=3.875м мощностью 0,45м fi=15,75 кПа.

-в суглинке текучепластичном с =0.96 на глубине расположения середины слоя от отметки природного рельефа NL

z2=5,1м мощностью 2,0м fi=7кПа.

-в суглинке текучепластичном с =0.96 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 [9], 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

и
fi,
вычисляем
несущую способность
сваи по грунту

Читайте также:  Надстройка второго этажа

:

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

и
f
([9] п. 3.10).

Несущая способность сваи по сопротивлению материала ствола

Проверка несущей способности сваи по сопротивлению материала ствола выполняется с учетом требований пунктов 3.7 и 3.8 СНиП 2.02.03-85 (пп. 7.1.8, 7.1.9 СП 50-102-2003 или СП 24.13330.2011). При этом по п. 3.7 учитывается только первый абзац и длина участка сваи от подошвы высокого ростверка до уровня планировки грунта принята равной нулю (l0=0).

Проверка прочности материала сваи выполняется в режиме Сопротивление ж/б сечений программы АРБАТ. Из программы ЗАПРОС в АРБАТ передаются тип сечения и размеры сваи, а также расчетная длина и характеристики тяжелого бетона с учетом коэффициента условий работы, учитывающего влияние способа производства свайных работ.

В этом режиме рекомендуется следующий порядок выполнения операций:

• инициализировать в программе ЗАПРОС режим Несущая способность сваи;
• задать исходные данные и выполнить расчет
• на странице Результаты нажать кнопку — Сохранить данные для анализа несущей способности по материалу в программе АРБАТ;
• в появившемся диалоговом окне Дополнительные данные указать способ производства свайных работ и нажать кнопку ОК;
• в диалоговом окне указать директорию и имя файла (с расширением .sav), в котором сохраняются данные, необходимые для проверки несущей способности;
• загрузить программу АРБАТ и инициализировать режим Сопротивление ж/б сечений;
• в разделе меню Файл выбрать операцию Открыть и загрузить ранее указанный файл, сформированный программой ЗАПРОС;
• дополнить недостающие данные, необходимые для проверки сечения сваи (класс продольной и поперечной арматуры, величину защитного слоя, положение, диаметр и количество стержней продольной арматуры, диаметр, шаг, и количество стержней поперечной арматуры);
• выполнить анализ кривых взаимодействия.

Проверка сваи по материалу ствола выполняется как для железобетонного элемента, согласно требований СНиП или СП, регламентирующих расчет железобетонных конструкций (см. п.3.6 СНиП 2.02.03-85, п. 7.1.7 СП 50-102-2003 или СП 24.13330.2011).

Расчет фундамента на винтовых сваях

Главная / Для деревянного дома (сруба) / Расчет фундамента на винтовых сваях

На плане дома расставляем места для винтовых свай. Обычно это углы дома и места соединения внутренних стен дома. Если расстояние по стене между сваями превышает 3 м – ставим промежуточную сваю. Для деревянных домов из бруса, срубов домов обычно выбираем винтовые сваи диаметром 108 мм. Для пристроек, бань, беседок можно рассматривать винтовые сваи меньшего диаметра – 89 мм или даже меньше, — все будет зависеть от расчетной нагрузки сооружения.

Для деревянного дома или сруба, размером 6 х 4 м обычно ставят 9 или 12 винтовых свай: три сваи по стороне 4 м, и 3 или 4 сваи по стороне 6 м.

Расчет веса дома для расчета винтового фундамента

Оценить нагрузку дома на винтовые сваи можно по следующему алгоритму:

• 1. Определяем вес самого дома. Например, дом размером 4х6м и высотой 3.5 м. Стены из бруса сечением 15х15 см. Две внутренние перегородки из бруса. Удельный вес дерева — 600 кг/м3. Прибавим вес печки, мебели из расчета 100 кг/м2. Высчитываем вес сооружения — примерно 4500 кг.
• 2. Определяем снеговую нагрузку на дом. Для этого для условий Ленинградской области надо занимаемую домом площадь умножить на 180. Например, для дома 4х6м получим 4320 кг.
• 3. Определение ветровой нагрузки. Ветровая нагрузка имеет решающее значение для расчета заборов на винтовых сваях и винтовых столбах. Но и при расчете винтового фундамента дома она тоже учитывается. Оценить ветровую нагрузку можно по формуле S(40+15h), где S – площадь дома, h – высота дома. Например, для дома 4×6 м и высотой 3,5 м ветровая нагрузка составит 2200 кг.
• 4. Запас прочности или динамическая нагрузка. Иногда оцениваются пиковые динамические нагрузки на дом. Это скорее актуально для сейсмоопасных районов. У нас скорее можно говорить о запасе прочности фундамента. А вдруг вы захотите надстроить этаж? Ваш винтовой фундамент будет к этому готов. Рассчитываем как площадь дома умножить на 350.

Суммируем все нагрузки, возможные на фундамент вашего дома и получаем расчетное значение нагрузки на наш винтовой фундамент. Для деревянного дома 6х4 из бруса величина окажется порядка 17 – 20 т.

Расчет длины диаметра и количества винтовых свай в фундаменте.

Известно, что рабочая нагрузка на винтовую сваю диаметром 108 мм должна составлять 4 – 8 т. Если на деревянный дом из бруса дает расчетную нагрузку 20 т, то даже 9 свай с запасом выдержат наше строение. Для более легких домов и пристроек можно рассмотреть более дешевые винтовые сваи меньшего диаметра.

Но остался не определенным еще один важный параметр винтовых свай для нашего свайно-винтового фундамента – это их длина. Самый обычный подход к определению длины винтовой сваи – это сделать ее такой, чтобы она зашла в почву ниже глубины зоны промерзания. Для Ленинградской области – это 1,5 м. Но если грунты слабые: торфяники, плывуны, то важно, чтобы винтовые сваи добрались до прочных грунтов, на которые будет перенесен все строения. Определить глубину залегания прочных грунтов можно пробным завинчиванием винтовой сваи. Если усилия не хватает для дальнейшего завинчивания сваи, значит, она добралась до прочных грунтов.

Второй момент для определение длины винтовой сваи – это рельеф места и высота расположения обвязки фундамента над землей. Эти параметры определяются индивидуально для каждого объекта.