Для проверки несущей способности свай выполняют

Определение несущей способности свай

Для проверки несущей способности свай выполняют

где с– коэффициент условия работы сваи = 1;- коэффициент продольного изгиба = 1; < 1 для свайных фундаментов с высокимростверком.

Аa(Raс)

Прочность стволасваи должна быть обеспечена на всехэтапах выполнения работ:

– складирования;

на транспортно-складских операциях теряется до 10% свай

– транспортировки;

– забивки.

Прочность призабивке свай, прежде всего, обеспечиваетсяправильным выбором сваебойногооборудования:

Несущаяспособность сваи по грунту основания

Где Q– вес ударной части молота;q– вес сваи; Э – энергия удара; р – несущая способность сваи.

Грунт, окружающийствол сваи может воспринимать, какправило, значительно меньшую нагрузку.Необходима проверка несущей способности.

Для свай – стоеки висячих свай несущая способность погрунту определяется по разному.

1). Несущая способность свай – стоек

Где R– расчетное сопротивление грунта под острием сваи;

А – площадь поперечного сечения сваи; с –коэффициент условия работы сваи;q – коэффициент надежности.

Расчет по I предельному состоянию

N0,Nб – сопротивлениесваи, соответственно под острием и побоковой поверхности.

Р – расчетнаянагрузка, допускаемая на сваю.

где R – расчетноесопротивление грунта сваи под острием;u – периметр сваи; fi – расчетное удельноесопротивление грунта по боковойповерхности сваи; i- мощность i слоя грунта, где действуетfi

Для однородного грунта вся толща также разбивается по глубине на отдельные слои i  2 м, т.к. fi – меняется с глубиной.

Несущая способностьсваи, полученная расчетом, частооказывается ниже фактической, найденнойпо испытаниям. Данное обстоятельствообъясняется тем, что в расчетахиспользуются осредненные табличныезначения величин fi , что являетсяприближенным.

Для определенияистинной (фактической) несущей способностисваи рекомендуется проводить испытаниясвай непосредственно на площадкестроительства. Обычно под пятномзастройки здания (сооружения) передпроизводством работ проводятся испытания1 или 2 свай.

Б) Испытания свайдинамическим методом

1. Явления,происходящие в грунте при забивке сваи.

Отказ призабивке свай. Понятие об истинном иложном отказе.

Величина погружениясваи при ударе (забивке) носит названиеотказ.

При погружениисвай через песчаные грунты величинаотказа с глубиной резко уменьшается ив некоторых случаях может достигнутьнуля.

Для увеличенияотказа сваи необходимо предоставитьотдых, т.е. остановить забивку на 3…5дней. За это время в около свайномпространстве восстанавливается поровоедавление, грунтовая вода снова подходитк стволу сваи, трение снижается и сваюможно снова добивать т.к. отказувеличивается относительно первоначальнойвеличины, полученной до отдыха.

Такой же эффектможет быть получен при добавлении водыв около свайное пространство во времязабивки.

При погружениисвай через водонасыщенные глинистыегрунты величина отказа с увеличениемглубины забивки может увеличиваться исвая как бы проваливается в водонасыщенноеоснование.

При забивке в глинистых грунтах величина отказа (е) с глубиной или становится постоянной, или увеличивается.

После отдыха в течение 3…6 недель (снятие динамических воздействий) величина отказа уменьшается. Это явление получило название «засасывание сваи».

Отказ (е) сваи вовремя забивки получил название «ложный».

Отказ (е) сваи послеотдыха – «истинный».

Получение истинногоотказа сваи в глинистых грунтах приводитк увеличению ее несущей способности.Исследования в этом направлении былипроведены Новожиловым (ПГУПС).

Рнач – начальнаянесущая способность сваи в моментзабивки;

Рmax – максимальнаянесущая способность сваи;

Т – периодотносительно быстрого возрастания несущей способности сваи;

t1, t2 – времяиспытания сваи;

Р1, Р2 – несущаяспособность сваи, соответственно вмомент времени t1 и t2.

m – коэффициент,учитывающий скорость засасывания сваи.

Насколько повышаетсянесущая способность сваи после отдыха?

В супесях – в1,1…1,2 раза

Почти максимальная несущая способность при забивке

В суглинках – в1,3…1,5 раз

Необходимо учитывать повышение несущей способности

В глинах – в1,7…6 раз

Т = (3…6) недель

В 1911 г. профессорН.М. Герсеванов предложил формулу дляопределения несущей способности свайдинамическим способом:

QH = A+B+C

QH – работа свайногомолота;

A= Pe – работа,затраченная на погружение сваи;

В = Qh – работаупругих деформаций (подскок свайногомолота);

С= QH– потерянная работа (трение, смятие,нагрев и т.д.).

QH = Pe + Qh +QH

Р – сопротивлениесваи погружению (несущая способностьсваи);

 – коэффициент,учитывающий потерю работы.

В результатеполучаем квадратное уравнение, решениекоторого можно представить в виде:

А – площадьпоперечного сечения сваи;

е – действительныйотказ сваи;

Q – вес ударнойчасти молота;

q – вес сваи; n –коэффициент, учитывающий упругиедеформации (150 т/м2 – для ж/б сваи).

Практически, припроектировании эту формулу используютдля определения величины отказа (е),определив заранее расчетом величину(Р).
ДостоинстваНедостатки
1. Простота1. Не точные результаты для глинистых грунтов
2. Малая стоимость

В). Определениенесущей способности свай статическойнагрузкой

Принципиальнаясхема испытаний

Испытуемая свая

Анкерные сваи

домкрат

Балка

Нагрузкаприкладывается ступенями по 5 т.

Каждая ступеньвыдерживается до полной стабилизацииосадки, определяемой прогибомерами сточностью до 0,1 мм.

По данным испытаниямстроятся 2 графика.

Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю по результатам статических испытаний

г). Определениенесущей способности свай методомзондирования

Зонд можетпогружаться:

– вдавливанием(статическое зондирование);

– забивкой(динамическое зондирование).

Робщ = Рост + Рбок

Робщ =120 кг/см2 Робщ – Рост = Рбок =120-40=80 кг/см2

Рост= 40 кг/см2

По данным зондированияможно судить о несущей способностисваи, а также с использованием эмпирическихформул определять модуль общей деформациигрунта Е0.

Преимуществоданного метода – малая стоимость,возможность проведения большогоколичества испытаний.

Пример представления результатов зондирования.

д). Явлениеотрицательного трения

Данное явлениевозникает при слоистом напластованиигрунтов с наличием слабых прослоев.

При наличиираспределенной нагрузки будутдеформироваться все слои грунта.Перемещение грунта вниз относительноствола сваи вызовет дополнительноезагружение её трением – отрицательноетрение. Сваи начинают держать окружающийгрунт, а не наоборот.

Значительныеисследования в этом направлении выполненыЮ.В. Россихиным.

16.Определение несущей способностиодиночной сваи по прочности грунтаоснования (по таблицам СНиП 2.02.03-85) ипрочности материала сваи.

По прочностиматериала свая-стойка рассчитываетсякак центрально нагруженный сжатыйстержень, без учета поперечного изгиба.

Дляжелезобетонных свай формула расчетанесущей способности поматериалувыглядит следующим образом:

,

гдеφ – коэффициентпродольного изгиба, обычно φ=1;

γскоэффициентусловий работы,

для свайсечением менее 0,3×0,3мγс=0,85;

для свайбольшего сечения γс=1;

γmкоэффициент условий работы бетона(0,7…1 – в зависимости от вида

свай);

Rb– расчетноесопротивление бетона осевому сжатию,зависит от класса бетона (кПа);

Aплощадьпоперечного сечения сваи, м2;

γa–коэффициент условий работы арматуры,γa=1;

Rsрасчетноесопротивление сжатию арматуры (кПа);

As– площадь поперечного сечения арматуры,м2.

Несущая способностьсваи-стойки погрунтуопределяется по формуле:

,

гдеγскоэффициентусловий работы сваи в грунте, γс=1;

R– расчетное сопротивление грунта поднижним концом сваи, кПа

А– площадь опирания сваи на грунт, м2.

Одиночную сваю всоставе фундамента и вне его по несущейспособности грунтов основания следуетрассчитывать исходя из условия

где N — расчетнаянагрузка, передаваемая на сваю (продольноеусилие, возникающее в ней от расчетныхнагрузок, действующих на фундамент принаиболее невыгодном их сочетании),определяемая в соответствии с указаниямип.3.11;

Fd — расчетнаянесущая способность грунта основанияодиночной сваи, называемая в дальнейшемнесущей способностью сваи и определяемаяв соответствии с указаниями

17.Особенности работы кустов свай,объединённых ростверком. Распо­ложениесвай в кусте.

Сваии свайные фундаменты в современномстроительстве получили широкоераспространение, так как их применениепозволяем значительно сократить объемземляных работ и расход бетона.

Группусвай (куст свай), образующих свайныйфундамент! поверху связывают жесткойконструкцией — ростверком в вида балкиили плиты, обеспечивающей равномернуюпередачу нагрузи от сооружения на всесваи куста и препятствующей горизонтально;смещению верхней части свай. Ростверкив большинстве случаев выполняют изжелезобетона. Куст свай, объединенныхедины ростверком, называется свайнымфундаментом,группысвай (свайныйкуст),устраивают под колонны или отдельныеопоры конструкций, передающие значительныевертикальные нагрузки

18.Расчёт куста висячих свай по IIгруппе предельных состояний. Условныйфундамент.

Расчетосадки свайного фундамента (расчет подеформациям).Расчетпо деформациям производится методомпослойного элементарного суммированиядляусловного фундамента..Сделать фундамент условным можно, еслинижнюю границу (подошву) его определитьпо нижним концам свай, верхнюю – попланировке поверхности.

Боковыеповерхности определить по крайним рядамсвай, отступив от их центра на величину,равную половине шага между ними. По этимразмерам определяют поперечное сечение.

Погонную нагрузку на основание определяют,как сумму веса свай и грунта, находящегосяв объеме, определяемом указаннымпоперечным сечением на длине фундамента,равной 1 м.

– средневзвешенный угол внутреннего трения

  • угол рассеивания напряжений

по длине ствола сваи.

Давление по подошве условногофундамента:

Необходимое соблюдение условия:

SSu

(Расчетпо II предельному состоянию)

АБВГусловный

фундамент

19.Особые случаи работы свай в условияхвозникновения отрицатель­ного трения.Сваи, работающие на выдёргивание.

Если по темили иным причинам осадка окружающегосваю грунта будет превышать нагрузкусамой сваи, то на ее боковой поверхностивозникнут силы трения , направленныене вверх, как обычно, а вниз – отрицательноетрение.

При расчетесвай всех видов как на вдавливающие,так и на выдергивающие нагрузки продольноеусилие, возникающее в свае от расчетнойнагрузки N, следует определять с учетомсобственного веса сваи, принимаемогос коэффициентом надежности по нагрузке,увеличивающим расчетное усилие. Длясвай, работающих на выдергивание (изгиб),глубина их заделки в ростверк принимаетсяиз условия обеспечения прочности заделки

Перемещениюсваи вверх препятствует трение по еебо­ковой поверхности и вес сваи.

Несущуюспособность сваи, работающей навыдергивание, определяют по формуле

Fdu=cu∑ сffihi+tGp,

где t–коэффициент надежности по нагрузке,обычно принимаемый равным 0.9; Gp-вес сваи,кН; где ус — коэффициент условий работысваи в грунте, принимаемый равным 1; γcf— коэффициенты условия работы грунтасоответственно по боковой поверхностисваи, зависящий от способа ее погру­жения

Коэффициентусловий работы свай в грунте спри их длине h

Источник: https://studfile.net/preview/6344409/page:6/

Как рассчитывается несущая способность сваи

Для проверки несущей способности свай выполняют

Несущая способность свай – это способность строительной конструкции уравновешивать нагрузку от веса строения и сопротивление грунта. Расчёт сопротивления опоры этим двум силам даёт определение несущей способности сваи.

 Когда опорные стержни в одном фундаменте расположены на отдалённом расстоянии друг от друга, несущая способность опорного стержня используется полностью.

Современные методы расчётов определают нужное количество опорных стержней с оптимальной точностью.

Методы расчета несущей способности свай

Несущая способность свай рассчитывается с учетом следующих факторов:

  • Материал сваи (деревянный столб, железобетонный стержень, буронабивная конструкция и другие);
  • Одиночная опора или свайная группа;
  • Положение опор в грунте (висячая конструкция, кустовое расположение, свая на плотном грунтовом основании);
  • Характеристика свойств грунта (плотность, структура почвы, пучинистость, глубина промерзания, уровень грунтовых вод).

При подсчёте несущей способности свайного поля, суммируют показатели несущей способности отдельных опорных стержней.

Монтаж бетонных свай

Однако следует учитывать, что при чрезмерном количестве опорных стержней, общая несущая способность свай будет сокращаться за счёт уменьшения силы бокового трения грунта о свайный стержень. Может возникнуть ситуация, при которой опоры могут продавить слабое грунтовое основание.

При определении несущей способности опор используют три метода:

  • Теоретический метод, основанный на применении формул и таблиц СНиП 11-17-77;
  • Динамический метод получения результатов опытной забивки свай;
  • Пробный метод статической нагрузки опор и исследования грунта.

Рассмотрим все три метода исследования несущей способности опорных стержней.

Теоретический метод

Сваебойная машина для проверки несущей способности свай

Разрабатывая проектную документацию, специалисты часто применяют теоретический метод подбора конструкций опор. Он заключается в анализе вертикальной съёмки грунта по месту привязки генерального плана строительства объекта, общей нагрузки на свайное основание.

Учитывая равномерность залегания однородных грунтов, уровня грунтовых вод под стройплощадкой, с помощью формул и таблиц СНиП определяется несущая способность стержня. Определают материал опор, частоту распределения их по свайному ростверку.

Помимо этого выбирают способ забивки опор, вид механизма, массу его молота. Например, масса ударной части молота должна быть не менее общего веса сваи. Если длина сваи более 12 метров, то масса молота будет составлять 1,25 массы стержня. Когда опорный стержень забивают в плотный грунт, то используют сваебойную машину с массой ударной части молота равной 1,5 всей массы опорного стержня.

Зазор между боковой поверхностью конца сваи и стенкой оголовника не должен быть больше одного сантиметра.

Пример расчёта несущей способности буронабивной сваи

Буронабивная свая

Буронабивная свая представляет собой обсадную трубу, погруженную на глубину до проектной отметки, Трубу заполняют бетоном. Такие трубы применяют при строительстве крупных промышленных объектов с повышенными эксплуатационными нагрузками. Максимальный диаметр трубы достигает 1,5 метра, а максимальная длина бывает  около 40 метров.

Расчёт несущей способности сваи по материалу производят, используя результаты статического зондирования.

Согласно СНиП, несущая способность свай определяется по формуле:

R (сопротивление грунта под подошвой сваи) = 800 кПа;

А (площадь поперечного сечения обсадной трубы) = 0,6 м2;

u (периметр поперечного сечения  опоры) = 2,7 м;

fi (среднее сопротивление боковой поверхности опоры);

hi (толщина слоя грунта);

Σ γcf ∙ fi ∙ hi (табличное значение СНиП) = 230

В итоге получим результат:

Несущая способность свай буронабивного вида в данных условиях будет равна 102,1 т.

Динамический метод

Забитые опорные стержни в песчаный грунт и выдерживают 3 суток. Опоры в глинистой почве выдерживают 6 суток. Потом приступают к динамическим испытаниям. Посмотрите видео, как проводятся испытания динамическим методом.

Это объясняется тем, что возникает ложный отказ и засасывание опорных стержней. После серии ударов по оголовнику, опора перестаёт погружаться в основание. Через несколько суток опора опять продолжает погружаться под ударами молота. Такое явление называют ложным отказом.

Ложный и истинный отказы свай

Происходит ложный отказ при погружении опор в грунтовое основание средней плотности из-за частых ударов молота.

Вокруг конца опорного стержня образуется грушевидное уплотнение почвы, которое оказывает повышенное сопротивление продвижению сваи вглубь.

За время остановки забивки опор на несколько суток, уплотнение вокруг свайного стержня рассасывается за счёт медленного отжима воды из этой области. При возобновлении забивки, свая продолжает погружаться. Весь процесс повторяют, пока опора не займёт своё проектное положение.

Погружение свай в глинистую почву может вызвать её разжижение, то есть происходит нарушение грунтового основания. Такое нарушение вызывает поднятие грунтовой воды вверх вдоль ствола опоры.

Это значительно уменьшает сопротивление почвы погружению сваи. Происходит засасывание опоры. Погружение сваи прерывают. Через несколько суток сопротивление основания восстанавливается. Забивку свай продолжают до полной установки.

Посмотрите видео, как монтировать сваю до проектного положения.

Пробный метод

Испытывая опоры статическими осевыми нагрузками, можно определить несущую способность свай. Применяют этот метод к монолитным, набивным сваям и сваям-оболочкам.

Нагружают опору испытательными грузами двумя способами:

  1. Ступенчатый. Постепенно увеличивают груз;
  2. Циклические нагрузки. Несколько раз опору нагружают и затем постепенно освобождают от груза.

Пробные нагрузки помещают на специальную площадку, установленную на оголовке опоры. По мере увеличения грузов, индикаторы фиксируют степень осадки опоры. Индикаторы отмечают осадку с точностью до 0,1 мм. Затем площадку разгружают и демонтируют. Через некоторое время всю операцию повторяют.

Испытание сваи гидравлическим молотом

Испытывают опоры также с помощью анкерных свай и гидравлических домкратов. Вокруг испытуемого образца погружают несколько анкерных свай, на которые устанавливают специальную конструкцию Конструкция, скреплённая с анкерными опорами, служит упором для гидравлического домкрата.

Домкрат, упираясь в площадку, создаёт нужное давление на оголовок сваи. Нагрузку увеличивают ступенчато, добавляя каждый раз 0,1 предельного сопротивления опоры. Загружать сваю продолжают, пока величина осадки не достигнет 40 мм.

Очередной раз увеличивают давление лишь тогда, когда осадка прекращается от предыдущей нагрузки.

Прекращение осадки наступает в том случае, когда в течение 2 часов индикаторы показывают погружение не более 0,2 мм в песчаной и 0,1 мм в глинистой почве.

На основе специальной расчётной методики и разных способов измерений, определают несущую способность опоры. Все изменения величины осадки во времени фиксируют в журнале. На основании материала исследований, строят график изменения величины осадки в зависимости от увеличения нагрузки.

Задача статьи состоит в том, чтобы донести до читателя в популярной форме суть методик определения  несущей способности свайных конструкций. Поэтому статья не загружена сложными графиками и громоздкими формулами.

Испытания динамическим и пробным методами свай проводят в основном там, где на местности нет  возможности произвести точные геолого-изыскательские работы.

В обжитых районах страны местность, как правило, тщательно обследована  изыскательскими организациями. В местном управлении архитектуры всегда можно получить копию вертикальной съёмки грунта стройплощадки. Применяя метод теоретического расчёта, можно определить несущую способность свайного основания, не прибегая к испытательным методам.

Источник: https://fundamentaya.ru/dop/raschet/nesushhaya_sposobnost_svai.html

Для проверки несущей способности свай выполняют

Для проверки несущей способности свай выполняют

где с– коэффициент условия работы сваи = 1;- коэффициент продольного изгиба = 1; < 1 для свайных фундаментов с высокимростверком.

Аa(Raс)

Прочность стволасваи должна быть обеспечена на всехэтапах выполнения работ:

— складирования;

на транспортно-складских операциях теряется до 10% свай

— транспортировки;

— забивки.

Прочность призабивке свай, прежде всего, обеспечиваетсяправильным выбором сваебойногооборудования:

Несущаяспособность сваи по грунту основания

Где Q– вес ударной части молота;q– вес сваи; Э – энергия удара; р – несущая способность сваи.

Грунт, окружающийствол сваи может воспринимать, какправило, значительно меньшую нагрузку.Необходима проверка несущей способности.

Для свай – стоеки висячих свай несущая способность погрунту определяется по разному.

Особенности испытания свай увеличенной несущей способности | Буровая компания «Дельта»

НИКОЛАЙ  ВАСИЛЬЕВИЧ ЧЕРНОШЕЙ, директор  ОАО «Буровая компания «Дельта»;
МИХАИЛ ИВАНОВИЧ НИКИТЕНКО, доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой «геотехника и экология в строительстве» БНТУ

Источник: https://betfundament.com/dlya-proverki-nesuschey-sposobnosti-svay-vypolnyayut/

Расчет несущей способности сваи по грунту

Для проверки несущей способности свай выполняют

Сваи широко применяют в строительстве. Они позволяют устраивать фундамент на неустойчивых почвах, ограждать котлованы, возводить подпорные стенки и укреплять грунт.

Это экономичный, устойчивый вариант установки фундамента, применяемый практически в любых условиях.

В статье мы расскажем о видах свай, порядке и различных методах расчета фундамента.

Виды

Расчет свай начинается с выбора их типа.

По способу заглубления в грунт различают:

  • Забивные сваи. Самый популярный вид. Погружаются в грунт путем забивки пневматическим молотом на рассчитанную глубину;
  • Буронабивные сваи устанавливаются в самые короткие сроки. Сначала методом шнекового бурения разрабатывают скважину и уплотняют грунт вокруг нее. Потом одновременно с извлечением бура под давлением закачивают в скважину бетонную смесь. Сразу после этого в ней устанавливают армирующий каркас. Его изготавливают из металлических стержней на заводе или строительной площадке;
  • Вибропогружаемые опускаются в толщу пород под действием собственного веса. Специальная установка передает вибрацию через сваю на грунт, за счет этого уменьшается сила трения между конструкцией и частицами почвы и свая постепенно погружаются в породу. Метод применяется на площадках с песчаным или насыщенным влагой грунтом;
  • Винтовые конструкции имеют лопасти на концах, благодаря им конструкция погружается в землю. Хорошо работают на неустойчивых грунтах и плывунах при наличии недалеко от поверхности прочной породы. При монтаже не издают шума, не повреждают почву, могут устанавливаться на площадках с плотной застройкой. Монтаж осуществляется вручную или с применением легкой техники;
  • Вдавливаемые устанавливаются без сильных толчков и вибраций, создают минимальную нагрузку на почву и фундаменты расположенных вблизи сооружений. Подходят для строительства крупных объектов в местах с плотной застройкой и вблизи зданий с неустойчивыми или старыми фундаментами.

По виду материала:

  • Железобетон. Самый популярный материал для возведения крупных объектов. Металл, составляющий каркас обеспечивает стойкость к изгибающим нагрузкам, а бетон защищает металлоконструкцию от воздействия окружающей среды, обеспечивает стойкость к вертикальным нагрузкам и увеличивает силу трения с грунтом;
  • Дерево. Применяется в индивидуальном строительстве на сухих почвах. Дешевый и доступный материал, но требует дополнительной гидроизоляции;
  • Металл. Из этого материала выполняют винтовые сваи. После изготовления их покрывают специальным составом, защищающим их от коррозии.

Сваи отличаются по виду конструкции и форме. Это могут быть квадратные, прямоугольные, многоугольные и круглые сечения. Последний вид приобрел наибольшую популярность благодаря простоте изготовления и расчета нагрузки на такую конструкцию.

По характеру работы:

  • Сваи-стойки работают за счет установки их нижней части на прочную породу. Они передают нагрузку на устойчивое основание, миную другие, менее надежные слои;
  • Висячие сваи работают за счет силы трения между ними и сжатыми грунтами вокруг.

На выбор типа конструкции влияют условия работы, особенности грунтов, конструкция и вес здания. Для правильного расчета необходимо обратиться к специалистам, способным провести все необходимые измерения и изыскания.

При проектировании свайного фундамента необходимо участь ряд факторов, влияющих на его устойчивость:

  • Глубина залегания толщина и надежность пород;
  • Масса здания;
  • Условия строительства и эксплуатации;
  • Конструктивные особенности здания.

При проектировании инженеры опираются на данные геологических изысканий и на их основе определяют возможность строительства, рассчитывают количество свай, выбирают их вид, форму и материал.

Второй важный фактор — это нагрузка от здания.

Она складывается из нескольких видов нагрузки:

  • Постоянная. Включает в себя вес самого здания;
  • Долгосрочная временная — это вес станков, оборудования и других тяжелых конструкций;
  • Краткосрочная временная складывается из веса мебели и людей в здании;
  • Снеговая и ветровая нагрузки рассчитываются отдельно для каждого здания на основании климатических данных региона согласно СП 131.13330.2012 «Строительная климатология».

Карта снеговых районов России

Вид сваи зависит от технико-экономических показателей строительства. Подбирается самый дешевый вариант, удовлетворяющий все требования и обеспечивающий надежность конструкции.

На этапе проектирования инженеры предусматривают запас прочности, обеспечивающий длительный срок эксплуатации фундамента даже при больших нагрузках.

Расчет ростверка

Важный показатель для строительства — количество свай в ростверке. Этот показатель напрямую влияет на способность конструкции правильно передавать нагрузку на основание и обеспечивать прочность фундамента.

Ростверк — это балка, соединяющая верхние части свай и равномерно распределяющая между ними нагрузку.

Крепление ростверка к разным видам свай

Количество свай в ростверке находят по формуле:

где:

  • dp — заглубление ростверка;
  • N0I — максимальное значение суммы нагрузок от веса здания;
  • Yk — коэффициент надежности;
  • F — максимальная нагрузка на одну сваю;
  • A — площадь ростверка;
  • Ymt — усредненный вес ростверков и грунта на его обрезах.

Полученное в результате вычислений число округляется всегда в большую сторону до целого значения.

Сваи распределяют согласно правилам:

  • В шахматном порядке, в два ряда или в одну линию с равными промежутками;
  • Расстояние между соседними сваями не менее трех их диаметров;
  • Минимальное расстояние от края ростверка до ближайшей сваи равно одному ее диаметру;
  • При возникновении только вертикальных нагрузок сваи заглубляют в ростверк всего на 5–10 см, в иных случаях соединение делают более надежным и дополнительно рассчитывают.

При расчетах ростверков инженеры работают, основываясь на СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции».

Процесс расчета начинается с определения общего веса здания.

Он состоит из суммы массы всех конструкций:

  • Кровля;
  • Стены;
  • Перекрытия;
  • Железобетонный каркас.

При расчете толщина каждого слоя конструкции умножается на ее высоту и на плотность. В результате рассчитывается нагрузка на 1 м2 конструкции.

Кратковременные равномерно распределенные нагрузки (вес людей и мебели) берутся с расчетом 150 кг/м2. Сумма нагрузок вычисляется путем умножения значения на общую площадь здания. После этого определяется нагрузка от веса снега. Она будет зависеть от климатического района и форму крыши.

Чем больше угол наклона крыши, тем меньше будет снеговая нагрузка.

После этого определяется несущая способность каждой сваи и их количество в ростверках. Полученные значения дополнительно проверяют и только после этого приступают к дальнейшему проектированию и строительству здания.

Расчет несущей способности по грунту

Несущая способность — это значение, необходимое для выполнения правильных расчетов. Выполнить расчет можно с помощью нескольких методов.

Предварительный теоретический расчет по формуле Fd = Yc * (Ycr * R * A + U * ∑ Ycri * fi * li), где:

  • А — площадь опирания на грунт нижней части единицы конструкции;
  • Yc, Ycr, Ycri — коэффициенты, учитывающие условия работы фундамента, основания, сил трения;
  • U — периметр разреза сваи;
  • fi — сила трения на боковых стенках;
  • R — величина несущей способности грунта в месте опирания;
  • li — длина боковых частей.

Метод статических нагрузок — это комплекс полевых работ, связанных с практическим нахождением несущей способности.

Это наиболее точный метод:

  • На площадке устанавливают пробную сваю;
  • Дают конструкции набраться прочности в течение положенного срока;
  • Установленный на сваю ступенчатый домкрат передает на нее нагрузку;
  • Специальный прибор замеряет усадку сваи;
  • На основе полученных данных проводятся расчеты.

Метод динамической нагрузки -на уже установленный свайный фундамент передают ударную нагрузку и после каждого удара определяют усадку и проводят необходимые расчеты.

Метод зондирования — пробную сваю оснащают датчиками, погружают на расчетную глубину и определяют сопротивление грунтов.

После выполнения теоретического расчета необходимо дополнительно выполнить одно или несколько полевых испытаний и дополнительных расчетов на их основании. Это поможет проверить правильность расчетов и изысканий на практике.

Для упрощения расчетов инженерами был создан калькулятор несущей способности грунта с использованием макросов в Excel.

Он способен:

  • Построить график изменения несущей способности;
  • Разбить толщу пород на слои, основываясь на введенных данных;
  • Найти коэффициент работы всей поверхности сваи;
  • Учесть коэффициенты, уменьшающие несущую способность.

Данные для расчета берут в СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты».

В таблице указаны значения расчетных сопротивлений свай:

Табличные значения сопротивлений для разных типов грунта

Формула для расчета сваи-стойки:

Fd=gcRA, где:

  • gc — коэффициент, учитывающий работу грунта;
  • R — взятое из таблицы сопротивление грунта;
  • А — площадь разреза сваи.

Результат расчета используется для дальнейшего нахождения количества свай в ростверке.

Заключение

Расчет несущей способности сваи по грунту — это непростой процесс, требующий опыта и внимания со стороны инженеров. Расчет выполняется в несколько этапов, теоретически полученные значения проверяют в ходе полевых испытаний, полностью исключая возможность ошибки.

Расчет свайного фундамента могут выполнять только профессионалы с инженерным образованием и разрешением на подобную деятельность.

Источник: https://stroim-domik.org/podgotovka/zemelnyj-uchastok/geologiya/raschet-nesushhej-sposobnosti-svai-po-gruntu

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.