Как произвести расчет свайного фундамента при помощи онлайн-калькулятора + вычисление количества свай и несущей способности
01.12.2018 3,682 Просмотров
Фундамент выполняет важную и ответственную функцию, не допускающую никаких сомнений в возможностях или надежности основания.
В этом отношении свайные опорные конструкции позволяют получить полноценный вариант решения проблемы без опасности просадок или деформаций, которые возможны у традиционных видов фундамента.
Особенно ярко эта способность проявляется в сложных условиях, на слабонесущих или обводненных грунтах, торфяниках.
Если традиционные основания базируются на верхних, неустойчивых слоях грунта, то сваи опираются на плотные горизонты, расположенные на значительном расстоянии от поверхности.
Единственной задачей, встающей перед проектировщиком, является грамотный и корректный расчет опорной конструкции.
Какие параметры нужно рассчитать для правильного выбора свайного фундамента
Параметры, необходимые для обоснованного выбора свайного фундамента, можно разделить на две группы:
К измеряемым могут быть причислены все свойства грунта на данном участке:
- Состав слоев.
- Уровень залегания грунтовых вод.
- Особенности гидрогеологии, возможность сезонного подтопления, подъемы и понижения водоносных горизонтов.
- Глубина залегания и состав плотных слоев.
К расчетным параметрам относятся:
- Величина нагрузки на основание.
- Несущая способность опоры.
- Схема расположения стволов.
- Параметры свай и ростверка.
Указаны только самые общие параметры, в ходе создания проекта нередко приходится рассчитывать большое количество дополнительных позиций.
Расчет с помощью онлайн-калькулятора
Тип грунта определяется по результатам бурения пробной скважины. Она имеет глубину до появления контакта с плотными слоями, или до момента погружения на достаточную глубину для установки висячих свай.
Некоторую информацию можно получить в местном геологоразведочном управлении, но она будет усредненной и не сможет дать максимально полные данные о качестве и параметрах грунта на данном участке.
Участок способен иметь специфические инженерно-геологические условия, не свойственные данному региону в целом, поэтому всегда следует производить специализированный геологический анализ.
Глубина промерзания грунта — табличное значение, которое находят в приложениях СНиП.
Существует специальная карта, на которой все регионы России разделены на специальные зоны, обладающие соответствующей глубиной промерзания.
Тем не менее, в действующем ныне СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений» имеется методика специализированного расчета глубины промерзания, производимого по теплотехническим показателям грунта и самого здания.
Как найти нагрузку на основание
Нагрузка на фундамент определяется как суммарный вес постройки и всех дополнительных элементов:
- Стены дома.
- Перекрытия.
- Стропильная система и кровля.
- Наружная обшивка, утеплитель.
- Эксплуатационная нагрузка (вес мебели, бытовой техники, прочего имущества).
- Вес людей и животных.
- Снеговая и ветровая нагрузка.
Производится последовательный подсчет всех слагаемых, после чего вычисляется общая сумма. Затем необходимо увеличить ее на величину коэффициента прочности.
Необходимо решить, возможны ли какие-либо дополнительные пристройки или дополнения, увеличивающие вес дома и изменяющие величину нагрузки на основание. Если подобные изменения входят в планы, лучше сразу заложить их в несущую способность фундамента, чтобы упростить себе задачу в будущем.
От каких факторов зависит шаг?
Минимальным расстоянием между двумя соседними винтовыми сваями является двойной диаметр лопасти.
Максимум ограничивается несущей способностью опор и жесткостью ростверка, испытывающего нагрузку от веса дома.
Каждый пролет между опорами можно рассматривать как балку, жестко закрепленную с двух концов.
Тогда величину нагрузки необходимо рассчитать таким образом, чтобы балка не была деформирована или разрушена, а прогиб в центральной точке не превышал допустимых значений.
На практике обычно поступают проще — на основании многочисленных расчетов и эксплуатационных наблюдений выведено максимальное расстояние между соседними сваями, равное 3 (иногда — 3,5) м.
Эту величину считают критической, если по несущей способности опор получаются пролеты больше 3 м, то добавляют 1 или несколько свай для уменьшения шага.
Пример вычисления необходимого количества опор
Для простоты примем общий вес дома со всеми нагрузками равным 30 т. Это приблизительно соответствует весу одноэтажного брусового дома 6 : 4 м, расположенного в средней полосе со снеговой нагрузкой до 180 кг/м2.
Определяется несущая способность одной сваи. Площадь опоры (лопасти) при диаметре 0,3 м составит 0,7 м2. (700 см2). Несущая способность грунта обычно принимается равной среднему арифметическому от значений всех слоев, встречающихся на участке. Допустим, она выражается в 3-4 кг/см2. Тогда каждая свая сможет нести 2,1-2,8 т.
Получается, что для дома в 30 т надо использовать 11-15 свай. Помня о необходимости иметь запас прочности, принимаем максимальное значение. Схему размещения можно принять как свайное поле из 3 рядов по 5 свай в каждом.
Глубину погружения и, соответственно, длину свай принимаем равной глубине залегания плотных грунтовых слоев.
Она определяется практически, методом пробного погружения сваи или бурением скважины.
Пример расчета буронабивной основы
Прежде всего следует вычислить несущую способность одной сваи. Для примера возьмем наиболее распространенный вариант — диаметр скважины 30 см, несущая способность грунта составляет 4 кг/см2. По таблицам СНиП определяем, что несущая способность на песках средней плотности составит около 2,5 т.
Затем производится подсчет общего веса дома. Он делается по обычной методике, но к нему понадобится прибавить вес ростверка, для чего следует вычислить объем ленты и умножить его на удельный вес бетона.
После этого нагрузку на сваи делят на несущую способность единицы и округляют до большего целого значения. Это — количество буронабивных свай, необходимое для дома заданного веса, выстроенного в заданных условиях.
Даже состав грунта редко соответствует лабораторным показателям из-за различных примесей, включений или прочих напластований, изменяющих все параметры.
Поэтому в любом случае надо делать запас прочности, превышающий обычные коэффициенты, заложенные в формулы. Рекомендуется увеличивать его на 10-15%.
Основные схемы размещения
Существует несколько разновидностей схем расположения свай:
- Свайное поле.
- Свайный куст.
- Свайная полоса.
Свайное поле представляет собой участок с равномерно распределенными по всей площади опорами.
Используется для жилых или вспомогательных построек, обладающих подходящим весом, этажностью и материалом для использования винтовых свай. Свайные кусты применяются для создания опорной конструкции под точечные объекты — вышки электропередач или мобильной связи, колонны, трубы котельных и т.п.
Свайные полосы служат фундаментом для линейных сооружений — ограждений, заборов, набережных и т.п.
При проектировании схемы расстановки опор учитывается конфигурация, геометрические и функциональные особенности всех элементов сооружения. Нередко используются смешанные, или комбинированные схемы расположения свай, когда совместно со свайным полем наблюдаются участки с кустами и полосами.
Необходимо учитывать, что минимальное расстояние между соседними сваями не должно превышать 2 диаметра, а между соседними рядами — 3 диаметра режущих лопастей. Это важно, так как при погружении грунт теряет свою плотность, на восстановление которой уходит большое количество времени.
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.
Оптимальное расстояние
Оптимальное расстояние между сваями — это абстрактное понятие, не имеющее реального числового выражения.
Некоторые источники приводят вполне конкретные значения, но они вызывают больше сомнений, чем полезной информации.
Прежде всего, необходимо учесть нагрузку на каждую опору, которая должна быть меньше предельно допустимых величин.
Кроме этого, необходимо обеспечить такую длину пролетов между сваями, чтобы балки ростверка сохраняли неподвижность и не прогибались.
В этом отношении оптимальное расстояние определяется материалом и размерами ростверка, величиной нагрузки и прочими факторами воздействия.
Поэтому общего оптимального значения расстояния между сваями нет и не может быть. Это величина расчетная, зависит от многих факторов и в каждом конкретном случае имеет собственное значение.
Пример нахождения размеров ростверка
Рассмотрим порядок расчета железобетонного ростверка. Ширина ленты должна быть равна толщине стен.
Если стены дома в 1,5 кирпича, то ширина стен составит 38 см. Такой же будет и ширина ростверка.
Высота ленты при такой ширине должна составить 50 см — это обеспечит необходимую жесткость на прогиб.
Арматурный каркас Будет состоять из двух горизонтальных решеток по 2 стержня 12 мм.
Общий объем бетона, необходимого для отливки, составит 0,5 · 0,38 · 30 м (общая длина ростверка) = 5,7 м3.
Учитывая возможность непроизводительных потерь, лучше заказывать 6 м3 готового бетона марки М200 и выше, или изготовить его самостоятельно прямо на площадке.
Полезное видео
В данном разделе вы сможете ознакомиться с пособием по расчету свайно-ростверкового, плитно-свайного, а также свайно-ленточного фундамента:
Заключение
Большинство пользователей не производит расчет фундамента, так как это слишком сложная и ответственная задача.
Чаще всего для этого привлекают опытных специалистов.
Как минимум, используются онлайн-калькуляторы, позволяющие получить нужные данные быстро и совершенно бесплатно.
Кроме того, такие ресурсы позволяют найти необходимое количество всех материалов и нередко даже рассчитывают их стоимость для монтажа.
Следует учитывать, что всецело полагаться на качество подсчета при помощи неизвестного алгоритма опасно, надо хотя бы продублировать расчет на другом, подобном ресурсе.
В целом, самостоятельный расчет можно производить только для вспомогательных или хозяйственных построек, чтобы не слишком рисковать своим имуществом, здоровьем и жизнью людей.
Источник
Пакет прикладных программ «GIPRO» по расчету строительных конструкций, разработке и учету проектной документации
Написать письмо Giproproject
Сертификат соответствия № РОСС RU.HB27.Н00485
|
Расчет свайных фундаментов: расчет ростверков (подпорные стены, ленточные и отдельно стоящие) и расчет свайных кустов (по заданной нагрузке подбор (проверка) свайного куста и расчет ростверка). Программа позволяет работать с произвольно расставленными сваями в кусте, редактировать привязки свай, их количество и т.д. При автоматическом режиме по заданным критериям программа подбирает свайный куст под заданные нагрузки. Ростверк проверяется на продавливание, поперечные силы и моменты, анкеровку арматуры в подошве с последующим расчетом армирования с учетом трещинообразования. Оголовок проверяется на необходимость установки косвенного армирования.
Программа также позволяет выполнить расчет несущей способности свай по грунту с проверкой устойчивости основания (начиная с версии 4.0.0).
В программе реализован расчет армирования свай забивных и буранабивных с возможность подбора свайного куста с учетом результата этого расчета.
Программа также позволяет вычислить осадку с учетом влияния соседних ростверков.
— индивидуальная работа с каждой сваей в кусте;
— учет при подборе куста несущей способности сваи на прижим, отрыв и боковую силу;
— определение наиболее экономичного варианта ( сваи + ростверк );
— отображение всей последовательности вычислений;
— автоматический контроль нормативных минимальных расстояний между сваями;
— возможность контроля максимально допустимого расстояния между сваями в режиме подбора свайного куста;
— режим работы с забивными и буронабивными сваями;
— автоматический подбор наименьшей толщины плитной части ростверка исходя из результатов прочностного расчета;
— возможность контроля соотношения размеров подошвы ростверка;
— автоматический учет эксцентриситета вертикальной силы в случае смещения подколонника от центральной оси ростверка;
— отображение в программе всей теории расчета;
— удобное информативное отображение результатов армирования;
— вычисление предельного сопротивления и несущей способности сваи по результатам динамических
— импорт РСУ из Лиры, СКАДа и GIPRO-Комбинатор нагрузок. Содание таблицы нагрузок в автокаде
— проверка необходимости установки косвенного армирования подколонника
— расчет на трещинообразование
— учет дополнительных нагрузок на уступы ростверка и подколонник, а также полосовых полезных нагрузок, заданных пользователем
— отображение коэффициентов использования по требуемой длине анкеровки арматуры подколонника
— расчет осадки с учетом влияния соседних ростверков
— учет лидерных скважин
— расчет отрицательной силы трения по свае при грунтах 2-го типа по просадке и при наличии торфяных слоев, а также по заданной глубине учета
— расчет отрицательной силы трения по свае при планировке территории подсыпкой и от равномерно распределенной нагруки
— вывод схемы расположения ростверков и кустов, разрезов по схеме, марок ростверков и кустов в автокад в виде чертежей, а также схемы ростверков и кустов в автокад в 3D-формате
— расчет высокого ростверка
— расчет несущей способности сваи по вечномерзлому грунту
— расчет несущей способности сваи по грунту по результатам зондирования
— расчет подпорных стен на свайном основании и ленточных ростверков (требуется программа GIPRO-ЖБК)
— трехмерная визуализация проектируемой марки
— трехмерная визуализация схемы расположения ростверков и грунтового массива
— трехмерная визуализация разрабатываемого котлована с подсчетом объема разрабатываемого грунта и выводом плана котлована в автокад
— возможность представлять результаты работы программы в виде расчета, выполненного ручным способом :
Источник