Определение шага свайного фундамента

3.6 Определение шага свай

t – максимальный шаг свай;

Р_г / – несущая способность одной сваи по грунту;

P – расчетная нагрузка на ростверк;

G_р=20 кН / м 2 – вес ростверка.

3.7 Расчет ростверка

Ростверки под стенами кирпичных зданий, опирающиеся на железобетонные сваи, расположенные в один или два ряда, должны рассчитываться на эксплуатационные нагрузки и нагрузки, возникающие в период строительства.

а) Расчет ростверка на эксплуатационные нагрузки:

Для различных схем нагрузок расчетные изгибающие моменты определяются по формулам, приведенным в табл.1прил.9 [18], в зависимости от величин L_p и а.

а — длина полуоснования эпюры нагрузки

, где (3.17)

Е_р — модуль упругости бетона ростверка = 275000 кгс/см 2 ,

Е_к — модуль упругости кладки стены над ростверком = 12750 кгс/см 2 ,

I_Р – момент инерции сечения ростверка =м 4 (3.18)

b_к – ширина стены, опирающейся на ростверк — 0,38 м

м (3.19)

L_р — расчетный пролет, принимаемый равным 1,05·L_св = 1,05×1,02 = 1,07 м

L_св – расстояние между сваями в свету =1,02 м

кН·м (3.20)

где q₀=330 кН/м – равномерно распределенная нагрузка от здания на уровне низа ростверка.

кН·м (3.21)

б) Расчет ростверка в продольном направлении на нагрузки, возникающие в период строительства

кН·м (3.22)

q_к – вес свежеуложенной кирпичной кладки высотой 0,5L, но не меньшей, чем высота одного ряда блоков, определенный с коэффициентом перегрузки n=1,1

γ_к – объемный вес кирпичной кладки (γ_к=1,9 т/м)

кН·м (3.24)

За расчетный момент в опорном сечении принимаем М_оп = -31,48 кН·м, в пролете — М_пр = 15,74 кН·м

см 2 – принимаем 2Ø12 А400, А_s=2,262 см 2

см 2 – принимаем 2Ø12 А400, А_s=2,262 см 2 (3.25)

В качестве распределительной арматуры принимаем А240 Ø8 с шагом 400 мм.

Вкачестве поперечной арматуры принимаем А240Ø8 с шагом 200 мм.

Рисунок 3.12 плоский каркас Кр-1

3.8Расчет осадки фундамента

Осадка запроектированного фундамента должна удовлетворять условию , гдеS – совместная деформация основания сооружения, определяемая расчётом; S_u – предельное значение совместной деформации основания.

Осадка свайного фундамента определяется по формуле:

, (3.26)

где:т/м– погонная нагрузка на фундамент; (3.27)

N₁ =34,8 тс– расчетная нагрузка передаваемая на сваю.

n_p =1– число рядов свай;

n – коэффициент перегрузки, равный 1,1;

γ_ср – среднее значение объемного веса грунта;

h_ф – расстояние от планировочной отметки до плоскости острия свай;

b_м – ширина массива грунта со сваями.

p = 0,33 кН/см – погонная нагрузка на фундамент;

(3.28)

Е =1,2 кН/см 2 – модуль деформации грунта активной;

µ=0,35 – коэффициент бокового расширения грунта;

δ₀ =0,85 – безразмерная компонента принимается по номограмме [18, рис. 21]., в зависимости от µ, приведенной ширины фундамента β=b/l=0,5/1190≈0,05 и приведенной глубины активной зоны (— глубина нижней границы активной зоны).

Напряжения в активной зоне ленточных свайных фундаментов определяются по формуле:

(3.29)

a_n = 13,7907– безразмерный коэффициент определяемый по [18, табл. 22].

кН/см 2 (3.30)

Значения напряжений на различной глубине активной зоны заносим в

, кН/см 2

Источник

Как рассчитывается расстояние между сваями в винтовом фундаменте?

Установка винтовых свай – один самых быстровозводимых и наименее затратных способов возведения фундамента для малоэтажных и легковесных сооружений.

Чтобы силовая конструкция отвечала всем требованиями безопасности, необходимо на этапе проектирования выполнить ряд условий, в том числе определить оптимальное расстояние между сваями в винтовом фундаменте.

Через какое расстояние устанавливаются винтовые сваи для фундамента, расскажем в статье.

От чего зависит интервал?

От расположения конструктивных элементов в свайном поле зависит равномерность распределения нагрузок.

Факторы, от которых будет зависеть интервал между сваями:

1. Тип грунта и его физико-химические свойства.
2. Глубина промерзания.
3. Уровень подземных источников.
4. Вес дома и особенности его конструкции.
5. Несущая способность выбранных свай.

Шаг между опорами не всегда выбирается одинаковым. Составленный во всех деталях план дома позволяет определить точки, в которых нагрузка на основание будет максимальной.

Так, винтовые сваи в обязательном порядке вкручивают в следующих местах:

• под углами сооружения;
• по линиям несущих стен;
• под печами и каминами;
• у входной части;
• под тяжелым оборудованием и т.д.

• диаметром опоры,
• толщиной металла,
• шириной лопастей,
• длиной трубы.

Определение несущей способности грунта

Определение сопротивления грунта нагрузкам является одним из ключевых этапов при расчете фундамента, в том числе нахождения расстояния между опорными элементами.

Основные факторы, от которых зависит несущая способность грунта:

1. Тип породы.
2. Насыщенность земли влагой.
3. Характеристики слоев почвы.
4. Уплотненность масс.

Перенасыщение почвы влагой, на которую влияет уровень подземных источников, снижает несущую способность грунта в несколько раз. Фактор увлажненности не касается участков, где в преобладающем количестве содержится песок средней и большой крупности. Предельные нагрузки на почву, которые не приведут к существенным осадкам фундамента, изучены и занесены в справочники общего пользования.

Данные, которыми пользуются конструкторы, занимающиеся инженерными расчетами для строительства фундамента, отражены в таблице:

Тип грунта	Несущая способность, кг/см2
	средняя плотность	высокая плотность
переувлажненная глина	4	4
сухая глина	6,0	2,5
суглинок	3,0	2,0
супесь	3,0	2,5
песок мелкой фракции	4,0	3,0
песок средней фракции	5,0	4,0
крупный песок	6,0	5,0
гравий	4,0	3,0
галька	4,5	4,0

Для строительства на слабом и переувлажненном грунте выбирают большее количество опор, вследствие чего уменьшается растояние между силовыми элементами. Узнать геологические особенности участка можно из результатов профессиональных изысканий, которые проводят специализированные компании.

Для частно домостроения можно определить тип грунта самостоятельно. В этом случае бурят несколько скважин или копают ямы на глубину не менее 2 м. По срезу почвы станет ясно, из каких пород состоит грунт, на какой глубине находится несущий пласт, а также насколько увлажнена земля.

Расчет нагрузки

Чтобы определить суммарную нагрузку на фундамент, необходимо знать:

• тип и вес стройматериалов, которые будут использоваться для возведения стен;
• габариты постройки, в том числе высоту этажей;
• вес перекрытий, кровли, пола;
• проектное количество людей, которые будут эксплуатировать сооружение;
• вес предметов интерьера, техники и оборудования;
• массу снежного покрова (определяется по климатическим условиям региона).

Для нахождения веса конструктивных элементов используют удельный вес строительных материалов, который можно узнать из справочников в общем доступе. Полезную нагрузку, которая включает вес людей и мебели, условно принимают равной 150–180 кг/м2.

Поскольку точно определить некоторые параметры достаточно сложно, добавляют к нагрузке запас надежности 10–25%.

Сопоставление параметров позволяет судить о том, правильно ли рассчитано количество свай относительно геологическим условиям.

Если нагрузки превышают допустимое сопротивление почвы, то разницу нивелируют за счет уменьшения шага (увеличения количества свай) или увеличения несущей способности фундамента путем выбора опорных элементов большего диаметра.

Основные схемы свайного поля

План размещения опорных элементов подбирают индивидуально в зависимости от конструктивных особенностей сооружения, а также сложности рельефа.

1. Одиночное расположение. Винтовые сваи ставят по углам конструкции с шагом не более 3 м (метод для малогабаритных и легковесных построек).
2. Ленточное расположение. Столбы вкручивают по периметру постройки с минимальным расстоянием друг от друга. Технология используется для малоэтажных домов со стенами из дерева, пенобетона, газоблока, а также для каркасных сооружений.
3. Кустовое размещение. Опоры устанавливают группами из 2–3 элементов в местах, где действуют максимальные нагрузки (под углами, несущими стенами, действующими каминами и т.п.). Шаг в этом случае не имеет принципиального значения.
4. Сплошное свайное поле. Под тяжеловесными объектами и на участках с просадочным грунтом опоры вкручивают с шагом в 1 метром по всему контуру фундамента.

Как правильно выбрать шаг?

Расстояние между соседними силовыми элементами рассчитывают, исходя из количества свай, а также их диаметрами. Для этого вначале определяют проектные нагрузки и анализируют особенности конструкции.

В случае с одиночным и ленточным расположением за основу берут периметр постройки и делят на количество свай. Результат сравнивают с минимально и максимально допустимыми параметрами и, в случае необходимости, подбирают шаг.

Ошибки в расчете расстояния между опорными элементами приведут к перерасходу средств, либо к риску проседания стен, если несущая способность фундамента в местах с максимальной нагрузкой будет недостаточной.

Минимальное и максимальное значение

Наименьшее значение шага зависит от толщины почвы, которая уплотняется лопастями вокруг сваи в процессе ее вкручивания.

Согласно нормам из СНиП, минимальный шаг принимают равным трем диаметрам опорных элементов, а максимальный – шести диаметрам.

Исключение составляют такие случаи:

1. Технология монтажа винтовых свай предполагает монтаж опорных элементов под углом. Тогда минимальный шаг будет равен 1,5Ø.
2. На участках с большим уклоном расстояние принимается минимально возможным.
3. При строительстве на достаточно плотных и стабильных грунтах промежуток между опорами может быть равен восьми диаметрам. Этот же диапазон подходит для строительства легких построек, которые будут эксплуатироваться по минимуму.
4. На площадках с высоким содержанием песка оптимальным считается шаг, равный четырем диаметрам. Расстояние уменьшают, если грунт чрезмерно уплотнен.

Оптимальное размещение столбов

Рациональное расстояние между опорными элементами выбирается на этапе проектирования сооружения, когда есть чертеж постройки, а также известны геологические особенности участка.

Как правило, при строительстве тяжеловесных сооружений с использованием винтовых свай сокращают расстояние между ними до тех пор, пока решение остается экономически целесообразным.

На практике шага в размере 1,5 м будет достаточно, чтобы фундамент равномерно распределял максимально возможные нагрузки на грунт, если была реализована технология обвязки опор деревянным, металлическим или бетонным ростверком.

Увеличить расстояние между силовыми элементами можно за счет выбор свай с большим диаметром. В этом случае можно повысить несущую способностью основания для тяжелых сооружений.

Вся самая важная и полезная информация о свайно-винтовом фундаменте представлена в данном разделе.

Заключение

Расстояние между опорными элементами регламентируется строительными нормами, изложенными СНиП и ГОСТах.

Как правило, шаг составляет от 1,5 до 3 м. Оптимальный диапазон выбирается на этапе проектирования с учетом геологии участка, особенностей конструкции и прочности свай.

Любые вынужденные изменения в параметрах в процессе монтажа должны согласовывать с конструктором, который проводил инженерные расчеты для фундамента.

Источник