Как рассчитать свайно ленточный фундамент

5 Расчёт свайных фундаментов.

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:

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 ;

где — расстояние между рядами свай;

— расстояние от края ростверка до боковой грани свай;

— число рядов

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 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:

(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)

<R=325,73кПа

<1,2R=390,88 кПа

>0

Тонкости расчета свайно-ленточного фундамента и формулы для вычисления

На этапе проектирования свайно-ленточного основания необходимо подобрать и рассчитать конструкционные особенности силовых элементов.

Несмотря на сложность методики и необходимость соблюдения нормативных требований. Некоторые собственники с целью экономии не обращаются в специализированные компании, а сами берутся за инженерные расчеты.

Разберем в статье подробно нюансы расчета, формулы для вычисления и какими сервисами можно воспользоваться для получения точных значений.

Исходные данные

Перед проектированием любого типа фундамента необходимо провести геологические изыскания почвы на участке.

Сведения, которые понадобятся при вычислении параметров основания:

• тип грунта;
• физико-механические свойства почвы;
• наличие слоев в грунте, склонных к плывучести, карманов выветривания;
• глубина сезонного промерзания;
• уровень грунтовых вод;
• возможность размыва пластов около фундамента и т.д.

Результаты исследования позволят судить о несущей способности участка и, как следствие, подобрать количество опорных элементов, а также опорную площадь фундамента.

На значение параметров также оказывают влияние суммарные нагрузки в результате давления проектного сооружения на грунт. При этом учитывают вес стен, перекрытий, кровли, а также полезную и снеговую нагрузку.

Требования к проведению вычислений изложены в нормативной документации для строительства свайно-ростверковых оснований:

Сколько необходимо свай?

Глубина свай определяется, исходя из расположения в грунте твердого несущего пласта, а также линии сезонного промерзания почвы. Если тока промерзания грунта находится на глубине не больше 2,5 м, то ее значение (определяют по формуле:

1. M_t – сумма среднемесячных отрицательных температур за всю зиму;
2. d_0 – коэффициент учитывающий тип грунт на участке.

Чтобы исключить действие сил морозного пучения на фундамент, сваю заглубляют ниже точки промерзания на 30 см.

Ленточный ростверк может лежать на земле, быть заглубленным или нависать над участком.

В последнем случае высота сваи зависит от таких факторов:

• количества осадков;
• уровня снега;
• глубины подземных источников;
• вероятности подтопления;
• температурного режима в помещении.

Минимально возможная высота цоколя – 20 см при условии, что сооружение проектируется на плотных грунтах. В противном случае выбирают высоту в диапазоне 35–45 см, проверяя несущую конструкцию на уровень несущей способности относительно возможным деформациям.

Для этого рассчитывают величину деформации F по формуле:

• a – коэффициент, который зависит от качества бетона (выбирается от 1 до 0,8 в зависимости от тяжести и зернистости);
• R_bt – класс бетона по прочности;
• u – периметр опорной конструкции;
• h – высота сваи.

Если полученное значение больше проектных нагрузок на грунт, то высота опорных элементов подобрана корректно. В противном случае необходимо пересмотреть значение параметра.

Описание расчета деформации свайно-винтового основания на продавливание приведено в СНиП 2.02.03-85.

Как правило, средний шаг между опорами в таком основании равен 1,5 – 2,5 м. Силовые элементы располагают по углам конструкции и под точками пересечения несущих стен, где преобладают проектные нагрузки.

Количество опор определяется, исходя из суммарного веса сооружения и несущей способности одной сваи. Уменьшая шаг между силовыми элементами, можно при необходимости увеличить допустимую нагрузку фундамента.

Как рассчитать количество ленты?

При строительстве шлакоблочных и кирпичных домов ширину ленты выбирают в диапазоне от 40 до 60 см. При этом высота ростверка не должна быть меньше 45 см с учетом того, что 10 см отведено на погружение сваи в ленту.

Инженерные вычисления для определения параметров ростверка основаны на расчете устойчивости конструкции к различным деформациям, возникающим в процессе монтажа и эксплуатации. Таким образом, расчет ростверка согласно принципам, описанным в СНиП, – трудоемкая и кропотливая работа, которую стоит доверить профессионалам.

Для частного домостроения можно воспользоваться упрощенной формулой:

• B – минимально возможная ширина ростверка (принимается на 20 см больше толщины опор и при этом не должна быть меньше ширины несущих стен);
• М – суммарные нагрузки проектного сооружения (без веса фундамента);
• L – периметр ростверка;
• R– допустимая нагрузка на грунт у поверхности.

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.

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).

Подробнее о расчетах расписано в документе СП 24.13330.2011, а также в методических указаниях по проектированию оснований для гражданских зданий, которые можно скачать по ссылке.

Вычисление с помощью программ

Исходя из вышеизложенного очевидно, что самостоятельно провести расчеты достаточно сложно.

На практике можно воспользоваться онлайн-ресурсами:

для расчета размеров силовой конструкции, выбора характеристик арматуры, а также определения потребностей в расходуемом бетоне. Программа помогает выбрать количество и качество арматуры, узнать необходимый объем бетона. Для этого нужно ввести в соответствующие поля такие исходные параметры как: марка бетона, количество свай и т.д. основания методом послойного суммирования.

Заключение

Ввиду трудоемкости инженерных расчетов для свайно-ленточного основания под жилые сооружения целесообразно воспользоваться услугами профессионалов.

Только так можно гарантировать, что выбранные параметры обеспечат долговечность и надежность опорной конструкции. Проводить расчеты по упрощенным схемам рекомендуется только для хозяйственных построек и других сооружений III степени ответственности.

Как правильно сделать свайно ленточный фундамент своими руками: преимущества и недостатки, пошаговая инструкция

Арматура не всегда используется в постройке фундамента для дома. При нестойких грунтах используется более прочная система. Эффективным в этом случае считается свайно-ленточный фундамент, вобравший в себя положительные стороны этих способов.

Что такое свайно-ленточное основание

Прежде всего нужно разобраться с особенностями конструкции.

Ленточно-свайный фундамент состоит из опор, находящихся в земле ниже точки промерзания, и ростверка. Лента позволяет равномерно распределять нагрузку. Заглубленная часть системы не дает металлическому каркасу сдвигаться под воздействием грунтовых вод.

Классическая конструкция с винтовыми сваями проигрывает в плане распределения продольных нагрузок. Лента остается устойчивой при поднятии или опускании опорных балок. Кроме того, эта система менее затратная.

В чем преимущества

Ленточный фундамент со сваями имеет ряд преимуществ:

• возможность устанавливать на любом составе почвы и площадках со сложным рельефом;
• опоры забиваются в плотные слои земли, а верхняя конструкция располагается на рыхлом грунте;
• минимальное использование строительной техники и сырья (требуется устройство для ввинчивания опор и бетономешалка);
• конструкция выдерживает небольшие толчки и движения почвы;
• набивные сваи можно делать самостоятельно из подручного материала;
• для буронабивных опор рекомендуется делать опалубку квадратной или круглой формы;
• технология рассчитана на повышенное расположение грунтовых вод;
• основание возводится за несколько дней, после застывания бетона можно приступать к установке стен.

Отличия свайно-ленточной схемы фундамента

К недостаткам данной системы можно отнести следующее:

1. Многие работы приходится выполнять вручную. Пробитые скважины не позволяют использовать строительную технику для рытья траншей.
2. При связке арматуры с опорами требуются некоторые навыки постройки горизонтального каркаса. От вывода высоты свай и правильности обвязки зависит надежность постройки.
3. Предварительно рекомендуется ознакомиться с несущей способностью почвы. На основании этих данных происходит расчет нагрузки на поверхность.

Чаще всего глубина заложения составляет 35-42 см ниже нулевой отметки. Предварительные работы по созданию котлована предусматривают удаление верхнего пласта почвы до несущего уровня. После этого делается углубление на высоту отсыпной подушки. Периметр заливается сцепляющим составом (минимальная высота составляет 20 см над поверхностью грунта).

Общая высота определяется с учетом тяжести постройки и несущей способности почвы. Конструкция получается частично заглубленной. Данная модель представляет собой ростверк, связанный с грунтом.

В условиях сильно пучинистой почвы есть вероятность выдавливания основания наружным слоем земли. При наихудшем развитии событий бетонные опоры выскакивают из скважин (или обрываются на оголовках).

Виды свай

Ленточный фундамент на винтовых сваях представляет собой комбинированную конструкцию. Стены дома опираются на единую ленту, а опоры обеспечивают прочное сцепление с грунтом.

В большинстве случаев используется мелкозаглубленная методика с применением буронабивных свай.

• небольшое количество земляных работ;
• возможность сделать все самостоятельно, без привлечения специалистов;
• легкая транспортировка, т. к. все детали схемы создаются непосредственно на территории;
• возможность обойтись без специальных устройств.

Свайно-ленточное основание своими руками — пошаговая инструкция

Свайно-ленточный фундамент своими руками — пошаговая инструкция для тех, кто хочет освоить новый вариант строительства. Каждый этап производится в точном соответствии с правилами.

Очистка территории

Площадка очищается от мусора, крупных камней и веток и вручную выравнивается.

Разбивка осей

Строительство начинается с создания разметки. Заранее просчитывается ширина (чаще всего это значение равняется 40 см при глубине 60 см). После этого обозначается расположение траншеи, ее пределы отмечаются леской или капроновой веревкой. На основании этого определяется место расположения опор (через каждые 2 м).

Выемка грунта

Котлован (или траншея) отрывается с учетом глубины закладывания ленты и наличия подземного уровня.В большинстве случаев подошва находится ниже уровня земли на 0,4-0,7 м. Производится удаление пахотного пласта. Вместо него насыпается нерудный состав (0,4-0,8 м). При небольшой глубине строительная техника не применяется. Весь объем работ выполняется в ручном режиме.

Свайное поле

Перед установкой ленточного фундамента следует подготовить площадку с установленными по разработанной схеме осями. Чаще всего она представляет собой поле, подготовленное под постройку основания для частного дома. На рабочей территории может располагаться 2 или более ряда. В условиях ограниченного пространства допускается установка только 1 полосы. Такая система используется при постройке заграждений.

• тип опор (зависит от состава почвы на площадке);
• число свай и порядок их размещения;
• уровень подземных вод;
• параметры опор в зависимости от вида ростверка и рассчитанной нагрузки;
• несущая мощность сваи (показатель рассчитывается с учетом максимального сопротивления грунта, величины и диаметра опор).

На этом этапе земляные работы должны быть сведены к минимуму.

Установка свай для фундамента

Перед тем как сделать свайно-ленточный фундамент своими руками, нужно установить опоры (на примере буронабивных):

1. Сделать подсыпку из песка (толщиной 0,1 м) и утрамбовать.
2. Поверх нее разместить опалубку из асбестоцемента (диаметр трубы должен составлять 1/3 ширины бетонной ленты).
3. Укрепить опоры с помощью армированного каркаса. Связать между собой, используя проволоку, 4 прута. Рекомендуемая толщина арматуры составляет 10-12 мм. Длины должно хватить для соединения с бетонной лентой. Каркас не должен касаться стенок опалубки.
4. Производится заливка бетонного раствора.

Изготовление опалубки

Связанные армированные конструкции устанавливаются в скважины. Они должны отступать от дна траншеи на высоту каркаса. Вдоль вертикальных осей поверх рубероида и дренажного состава монтируется армированная сетка, соединяющаяся с выступающими каркасами свай (для создания единой конструкции).

Водостойкая цементно-стружечная плита идет на создание несъемной опалубки. Стенки скрепляются друг с другом при помощи специальных связей, удерживающих утеплитель.

Армирование свай и ростверка

Металлические прутья внутри опалубки располагаются в 3 плоскостях. Для соединения опор и металлической сетки места их стыка связывают специальной проволокой. Такая система позволяет сделать конструкцию надежной. К каждой опоре прикрепляется по 3 прута, расположенных в форме треугольника.

Особенности заливки

При устройстве ленточного фундамента большую роль играет правильность заливки:

1. Вид используемого материала. Рекомендуется применять портландцемент.
2. Наилучшим вариантом считается средняя плотность смеси (жидкая консистенция не приветствуется).
3. Заливка всех опор должна производиться одновременно либо в небольшом временном диапазоне.
4. Сначала заливается несущая конструкция, а через несколько дней — ростверк. При этом смесь должна поступать одновременно в разных местах. Рекомендуется работать с несколькими бетономешалками сразу.
5. Смесь должна сохнуть не менее 1 недели. Применение указанной технологии позволяет бетону сохранить как минимум половину своей прочности.

Гидроизоляция и вентиляция

Данный процесс при строительстве свайно-ленточного фундамента включает в себя 2 этапа:

• защита опор;
• обработка ленты.

Для подушки используется горизонтальная изоляция, стен — вертикальная. На участках с влажной почвой используются оба варианта. Технология вертикальной обмазки:

• после застывания смеси с опалубки убираются доски;
• наносится несколько слоев битумной мастики (после высыхания предыдущего);
• рулонный материал наклеивается на мастику либо направляется.

По всей поверхности ленты вертикально укладываются отрезки асбестоцементной трубы и засыпаются песком (в целях защиты от попадания смеси). После застывания раствора этот материал извлекается, обеспечивая хорошую воздухопроницаемость.

Заливка фундамента бетоном

Свайный фундамент (технология бетонирования):

1. Запрещается сбрасывать смесь с высоты более ½-1 м.
2. В ходе заливки происходит перемещение миксера. При работе вручную увеличивается время транспортировки, и смесь теряет свои качества.
3. Рекомендуется заливать всю опалубку сразу. Максимальный перерыв подачи сцепляющего состава не должен превышать 2 часов.
4. При невозможности залить смесь за 1 сутки применяются вертикальные перемычки без разрезания металла (мелкоячеистая металлическая сетка).

После этого производится ручное уплотнение при помощи арматуры, либо используются глубинные вибраторы. Устройство можно переставлять, если на поверхности состава появляется цементное молочко, полностью покрывающее щебень. Сверху конструкция укрывается пленками (для защиты от влаги или мороза).

Для предотвращения испарения влаги поверхность засыпается песком ли опилками и поливается водой из лейки. В холодное время года внутри опалубки размещается греющий кабель. Распалубка производится через 5-7 суток. Монтаж сруба начинается не менее чем через 2 недели после этого.

Теплоизоляция

Пенополистирольные плиты приклеиваются внутри или снаружи вертикальных граней ленты.

Свайно-ленточный фундамент своими руками — как рассчитать и построить ленточный фундамент дома на склоне

Не всегда имеется возможность подобрать хороший участок для застройки. Поэтому строители всегда требуют полноценного проведения расчетных мероприятий и составления сметы, проекта. Одним из главных вопросов, который затрагивается в самом начале строительства, является разновидность основы коттеджа.

Основные показатели для устройства ленточного фундамента

В зависимости от типа строения и грунтовых характеристик зависит многое. Например, свайно-ленточный фундамент, выполненный своими руками, представляет собою монолитный каркас. Его монтируют лишь на сложных грунтах — слабых или пучинистых.

Данная разковидность фундамента прекрасно выдерживает нагрузки частных домов. Допускается его устройство и под коттеджи или здания с полуподвальным помещением. При этом в обязательном порядке проводятся исследования грунта и расчеты.

Основную нагрузку на себя берет фундаментная лента основы дома. Ее монтируют по всему периметру строящегося здания. Также прокладывать бетонный каркас следует и под несущие перегородки. Вес коттеджа принимает на себя и свайная система. Она необходима для того, чтобы сохранять прочность ленточной конструкции в течение всего периода сезонных передвижений грунта.

Методика устройства свай

Если говорить о том, как правильно закладывать ленточный фундамент на склоне, то следует определиться с используемыми материалами. Для устройства основы дома можно использовать асбестоцементные трубы. Их монтируют так:

1. заполняют бетоном,
2. буронабивной способ.

3 причины, почему следует делать расчет

Почему считается, что рассчитать ленточный фундамент должен профессионал? И так ли необходимо это в действительности? Давайте разберемся в столь непростом и спорном вопросе.

Для того чтобы рассчитать ленточный фундамент, необходимо собрать конкретные данные по грунту, подводным водам. Также придется сделать разные замеры. Подобные подготовительные работы носят название инженерно-геологические изыскания. Без конкретных данных невозможно провести расчет.

1. глубина промерзания грунта,
2. конкретные характеристики почвы,
3. тип почвы,
4. уровень залегания вод.

Основываясь на этих характеристиках, можно попробовать оценить насколько рентабельно будет строить ленточный фундамент на склоне. После расчетов строители смогут определить степень просадки грунта, возможной усадки основы коттеджа, определить параметры свай и их количество.

Так же будут получены размеры ростверка и варианты армирования.

Особенности расчета фундамента на склоне

Проводить исследования почвы и расчеты должны инженеры. Ведь не профессионал не сможет учесть всех особенностей грунта. Вы так же можете упустить из вида постоянные, динамические нагрузки. А значит, срок эксплуатации здания резко уменьшается.

Провести расчеты можно самостоятельно и вручную. Для этого придется отыскать учебники, справочники и ГОСТы. Мы же предлагаем вам воспользоваться онлайн калькулятором или купить специализированную программу.

Во время подготовки к устройству свайно-ленточного фундамента своими руками учитывается максимальная нагрузка на сваи. Это важный параметр, который прописан в СП 24.13330.2011.Также потребуется выяснить шаг свай. Следовательно, необходимо знать нагрузку на ростверк, общий вес здания.

Помимо этих характеристик, требуется узнать:

1. вес стен и перекрытий,
2. вес стяжек,
3. вес напольных покрытий,
4. определение материалов для перегородок и кровли, их вес,
5. масса стропильной системы,
6. полезная нагрузка,
7. снеговая и ветровая нагрузки.

Устройство свайно-ленточного фундамента

Выполнить свайно-ленточный фундамент своими руками можно. Однако для этого придется арендовать спецтехнику. В первую очередь делается расчистка места строительства. Далее определяются реальные габариты основы дома. Глубину траншеи берем расчетную. На дно ленты укладываем гравий (песок).

Буром делаем отверстия в грунте. Это будущие места под сваи. Как правило. Их располагают в углах коттеджа, стыках между стенами. Также их монтируют и по всему периметру с расчетным шагом.

Готовые скважины на 18 см засыпаются песком. Далее забиваются трубы (сваи). Остается забетонировать. Через несколько дней внутрь свай вставляется арматурный каркас. Теперь можно сказать, что свайно-ленточный фундамент своими руками почти готов. Ведь остается залить раствор в траншею и сваи.

Похожие публикации:

1. Какой высоты должен быть цоколь
2. В какой цвет покрасить лестницу в доме из дерева
3. Сколько стоит взнос в снт
4. General и general climate в чем разница