Плитно свайный фундамент plaxis

НАСЫПИ, ФУНДАМЕНТЫ И КОТЛОВАНЫ

Узнайте, почему PLAXIS необходим в этой области проектирования

PLAXIS является эффективным, надёжным и удобным программным комплексом для конечно-элементных расчётов. Благодаря своей устойчивой вычислительной процедуре, PLAXIS обеспечивает комплексное решение для проектирования и расчёта грунтов, скальных пород и взаимодействующих с ними сооружений в различных отраслях строительства, связанного с насыпями, котлованами и фундаментами.

PLAXIS используется в расчётах устойчивости насыпей, перемещений грунтов и скальных пород вблизи котлованов и устойчивости плотин при различных уровнях воды. В настоящее время PLAXIS позволяет решать задачи, связанные с котлованами в слабых грунтах, плитными и свайно-плитными фундаментами, насыпями или плотинами с учётом ползучести и консолидации грунтов, а также при больших деформациях.

Задачи

PLAXIS для насыпей и плотин

Насыпи и плотины возводятся для железных и автомобильных дорог, для аэродромов, для водозадержания и регулирования наводнений. Актуальными задачами при проектировании насыпей и плотин являются устойчивость при снижении уровня воды, деформации на слабых сжимаемых грунтах с низкой прочностью, динамические перемещения насыпей в зависимости от скоростей поездов, фракционирование грунтов в процессе длительной эксплуатации сооружения.

При моделировании песков и глин PLAXIS различает дренированное и недренированное поведение грунтов. Распределение порового давления может быть создано с помощью задания уровней грунтовых вод или прямым вводом давления воды. Снижение избыточных поровых давлений во времени может быть вычислено с помощью расчёта консолидации. Совместный гидромеханический расчёт, основанный на теории консолидации Био, может обеспечить вычисление деформаций грунта и потока грунтовых вод в насыщенных и частично насыщенных грунтах с граничными условиями, зависящими от времени.

PLAXIS для фундаментов

Может быть найдена комбинация конструкции глубокого котлована и конструкции фундамента при проектировании высотных зданий. Самыми используемыми типами фундаментов являются плитные, свайные и комбинированные плитно-свайные фундаменты. Минимизация осадок фундамента в основном выполняется для того, чтобы ограничить повреждение верхнего строения. Численные расчёты в PLAXIS могут быть использованы для оптимизации конструкции фундамента и технологии строительства. Сваи могут быть смоделированы в PLAXIS в виде объёмных свай (3D) или погруженных свай (2D).

PLAXIS для котлованов

Большое значение имеют численные расчёты земляных работ и систем крепления ограждения котлована, а также взаимодействия грунта с сооружением. Должны быть сведены к минимуму осадки и, следовательно, повреждения близлежащих зданий, инфраструктуры или заглубленных тоннелей. Кроме того, должна быть обеспечена устойчивость котлована.

Проектирование причальных стенок является другим примером взаимодействия грунта с конструкцией. Экскавация грунта обеспечивается бетонной стеной, закреплённой с помощью предварительно напряжённых грунтовых анкеров. При работе с двухмерными моделями грунтовые анкеры могут быть смоделированы с помощью комбинации специальных элементов (node-to-node и embedded beam row). Для учёта зависимых от напряжений модулей жёсткости грунта можно использовать модель упрочняющегося грунта. В PLAXIS также доступна модель упрочняющегося грунта с учётом увеличения жёсткости грунта при малых деформациях.

Источник

Предназначение свайно-плитного фундамента и функции

Свайно-плитный фундамент – это уникальное изобретение в сфере строительства, которое используется в основном для возведения многоэтажных объектов. Стоит обратить внимание, что оно включает в себя несколько значимых элементов: ростверки и железобетонные сваи, отличающиеся высоким уровнем прочности и повышенной устойчивостью.

Целых 85% всей нагрузки приходится, бесспорно, на сваи и только оставшиеся 15% на другую составляющую данного вида фундамента (плиту). Важно, чтобы непосредственно сама плита была, как можно толще (а значит и надежнее). К сожалению, грамотным образом не всегда возможно четко рассчитать правильное распределение нагрузки между сваями и плитой.

Особенности СПФ

Конкретный тип фундамента отличается, в первую очередь, высоким уровнем прочности и безопасности, именно поэтому такие здания выдерживают неблагоприятные природные явления (их строят в сложных, опасных районах). В тех областях, где наблюдается повышенный уровень сейсмичности, несомненно, рекомендуют возводить здания конкретно этого типа фундамента. Такие сооружения, в первую очередь, обеспечивают отличную защиту от создаваемых вибраций.

Возведение свайно-плитного основания

Нужно заострить свой любопытный взгляд на том, что главной отличительной чертой ПСФ (плитно-свайного фундамента) оказывается не столько наличие двух важных составляющих, а то, что они являются несущими элементами надежной, качественной по всем нормам основы. Все это обеспечивает передачу нагрузки от конструкции, находящейся над фундаментом, непосредственно на грунт крепкого, сильного основания (плита всей подошвой, а сваи боковой поверхностью).

Необходимо рассмотреть конкретные примеры тех пространств, местностей, где применение ПСФ жизненно важно и обязательно.

1. Слабые, насыпные грунты. В опорных зонах существующих колонн ставятся подкрепляющие сваи.
2. Плотное примыкание к уже существующим основаниям.
3. Сжимаемость основания, которая происходит достаточно неравномерно. Подкрепляющие сваи – это инструмент, который служит для выравнивания неравномерных осадок определенной плиты.
4. Существует один из методов «отложенного решения» – это происходит в том исключительном случае, когда нет верных данных о главных особенностях грунта.

Несколько слов о КПСФ

Комбинированный плитно-свайный фундамент – это современная, модернизированная разработка, которая славится хорошим показателем эффективности и продуктивности. Проблемы, связанные с возведением многоэтажных зданий, роста нагрузок, которые приходятся непосредственно на фундамент дали активный, сильный толчок, который послужил скорому появлению данного типа основания (комбинированный ПСФ).

Фундамент со сваями

КПСФ является качественным основанием, которое состоит главным образом из совместно выполняющих свое прямое предназначение элементов (надежной плиты и тесно связанных с ней свай, которые незаменимы). Такая превосходная комбинация выполняет свою роль намного лучше, чем другие фундаменты.

Для того чтобы грамотно произвести расчет свайно-плитного фундамента, нужно учесть некоторые важные особенности. Следует учитывать:

1. Жесткость каждой имеющейся сваи.
2. Неравномерное расположение всех составляющих основания свай.
3. Важно верно рассчитать прилагаемые усилия абсолютно в каждой свае.

В мире техники есть одна из превосходных программ, которая замечательно владеет способностью производить данные расчеты, она имеет название GeoPlate. Уникальная автоматическая система выполняет ряд немаловажных процедур, связанных с определенными вычислительными действиями:

1. Расчет осадки плиты непосредственного основания.
2. Расчет осадки СПФ.
3. Расчет крена плиты фундамента.
4. Строгий учет непростой геометрии плиты и, кроме того, неравномерного расположения свай.

Таким образом, учитывая все мельчайшие детали, можно выполнить верный и грамотный расчет, но для этого каждой заинтересованной личности просто не обойтись без дополнительного, квалифицированного помощника, которым в данном конкретном случае является специально разработанная компьютерная программа, четко выполняющая свое предназначение. Именно по этой причине математические вычисления происходят быстро, и результат их строго достоверен.

Заливка свай с армированием

Возведение СПФ

Самостоятельно возвести СПФ возможно при наличии достаточных навыков, знаний и определенного набора необходимых элементов и инструментов.

• Образуется по всей площади котлована свайное поле, благодаря выполнению буронабивных свай, которые имеют одинаковую расчетную длину (строгость важна во всем).
• Именно в центральной зоне выполняют устройство свай под надежной защитой полимерного раствора.

Технология возведения рассматриваемого фундамента достаточно интересна и удивительна. Стоит более подробно на ней остановиться:

• Прежде всего, погружают сваи, объединяют их между собой ростверками, которые отличаются тем, что воспринимают все нагрузки, исходящие непосредственно от колонн каркаса.
• Предусматривают дополнительные выпуски арматуры.
• Основание подготавливается из верхней части ростверков.
• Швы разделяют два вида бетона между собой (бетон плиты и бетон ростверков).
• Высоко герметичный материал служит важным элементом, с помощью которого заполняют появившиеся швы (гидроизоляция).

Габариты самой плиты зависят от нескольких важных моментов, к примеру, от того, насколько опасен район, в котором строится конкретный объект (сейсмические особенности). Толщина всей конструкции должна быть не менее 120 мм – это параметр, который строгим образом следует соблюдать, так как его значение невозможно недооценить.

Свайно-плитный фундамент, созданный своими руками – это достаточно дорогостоящее удовольствие, но на самом деле стоит всех потраченных на эту конструкцию финансовых затрат.

Там, где грунт ненадежен (сыпучий или глинистый) данный тип фундамента является отличным решением сложившейся проблемы. Нужно помнить, что СПФ – это, в первую очередь, достаточно ценное удовольствие, поэтому требует к себе повышенного внимания (грамотное соблюдение технологии, финансовые средства).

В этом деле важна хорошая подготовка, поэтому важно себе на подмогу позвать людей, которые уже имеют определенный опыт, это необходимо, для того чтобы не совершить лишних и ненужных никому ошибок.

Некоторые нюансы

Инструкция – это важная часть, к которой следует обратиться заранее, перед непосредственным выполнением своей прямой цели. СПФ отличается тем, что в его основе лежит свайный фундамент, но с ростверками в виде отличного качества плиты.

1. Ростверк должен находиться, приблизительно, на уровне 15 см. от грунта.
2. Между сваями (перед ростверком) создается песчано-гравийная подушка, непосредственно на нее устанавливается опалубка, арматурный каркас, а затем происходит процедура бетонирования.
3. Для того чтобы выполнить плитный ростверк, прежде всего, срубают головки свай нужного размера и тщательным образом очищают их от грязи.
4. Затем, прилагая максимум физических усилий, возводят опалубку.
5. Если опалубка окажется в данном случае съемной, то, в первую очередь, ее нужно защитить от взаимодействия с бетоном.
6. Только после всех вышеперечисленных процессов переходят к непосредственной заливки бетонной смеси.
7. Поверхность ростверка аккуратно выравнивают (должна хорошо высохнуть в течение целого месяца).

Комбинированное СПФ основание

Некоторых людей волнует один вопрос, можно ли заливать основу, к примеру, в осенний период времени. Специалисты отвечают утвердительно на это. В этом случае вы просто соблюдаете несколько основных правил. Добавляете противоморозные средства, которые не дают замерзнуть бетону в холодные дни. Укрываете свое создание имеющимися для этой цели материалами (опилки, пленка). Производство термоопалубки – это еще один из вариантов, но он достаточно затратный.

Таким образом, свайно-плитный фундамент – это превосходное решение и уникальное изобретение в сфере строительного дела. Все стремятся создать свой объект прочным, надежным, а самое главное устойчивым. Все эти задачи выполняются, если вы выбираете для себя СПФ. Особенно отлично он подходит для возведения многоэтажных, высотных домов, так как нагрузка в этом случае на фундамент достаточно велика и только проверенное, прочное изобретение может с этим без проблем и затруднений справиться.

Надежность строительных объектов зависит от фундамента

СПФ позволяет решать самые сложные и трудновыполнимые на первый взгляд задачи. Это происходит с помощью свай, которые имеют особую, уникальную конструкцию. Их устанавливают, качественно углубляют значимым способом (ввинчивают).

Данный вид фундамента применим в тех необычных случаях, когда другие типы оснований не могут по своим способностям легко и без проблем справиться с жизненно важной целью. Именно по этой причине СПФ славится высоким уровнем прочности и превосходной надежностью, которую следует, несомненно, выделить из всех его главных свойств. Отличная скорость монтажа – это еще одна важная характеристика конкретно этого фундамента.

Экологичность, чистота на вашем участке будет полностью сохранена (нет огромного количества лишних отходов). Здесь обеспечена замечательная вентиляция всего помещения, а это говорит о том, что в доме вас ждет только комфорт, уют и тепло.

В итоге вы получите массу положительных эмоций, благодаря возведению этого незаменимого, важного типа фундамента.

Для такого уникального и удивительного создания ценовая категория оказывается достаточно приемлемой, так как вам не придется переплачивать за качество. Успех вам гарантирован.

Источник

Как выполнить расчет свайно-плитного фундамента

Такой фундамент представляет собой уникальнейшее изобретение в области строительных технологий, применяемое для строительства многоэтажек. Такое фундаментное основание состоит из таких частей, как ростверк и бетонные сваи, повышенной прочности и устойчивости.

Если грунт на застраиваемом участке подвержен вспучиваниям и подвижкам, такой фундамент является находкой.

Он позволяет сэкономить на цокольном этаже и подвале. А кроме того, такой фундамент позволяет уменьшить неравномерные осадки строения. В обязательном порядке перед началом строительства рекомендуется рассчитать данный тип фундамента. Это позволит составить предварительную смету для фундамента и заготовить правильное количество строительных материалов.

По своему устройству подобного типа основание состоит из одной плиты или из некоторого количества отдельных бетонных плит и свай. В первой случае стяжка не нужна и потому он предпочтительней.

Именно такому фундаменту и посвящена данная статья.

Общее про свайно-плитный фундамент

Это усовершенствованное фундаментное основание, славящееся хорошей эффективностью и надежностью. Связанные со строительством многоэтажных домов проблемы, возросшие нагрузки, приходящиеся на фундамент, заставили сильно продвинуться в фундаментных технологиях.

И эти изменения в строительстве привели к появлению новых комбинированных фундаментных основ.

Плитно-свайный фундамент начал использоваться сравнительно недавно, но довольно быстро стал одним из самых популярных, благодаря своим качествам.

Он состоит из одной или нескольких надежных бетонных плит и соединенных с нею свайных столбов. Такое сочетание выполняет свои функции много лучше, других фундаментов.

Чтобы правильно сделать расчет такого фундамента, необходимо учесть все важные особенности такого сочетания, а именно:

• жесткость всех включенных в основу свай;
• неравномерность расположения всех входящих в фундаментное основание свай;
• взаимодействие плиты с почвой;
• взаимодействие свай через грунт;
• взаимодействие свай с плитой через грунт;
• верный расчет прилагаемых усилий абсолютно к каждому свайному стволу.

ФОТО. Комбинированный свайно-плитный фундамент

Если сваи устанавливаются редко, то фактор взаимовлияния свай и плиты в расчет можно не брать. А вот когда сваи устанавливаются часто расчет, рассматривающий взаимовлияние сваи и плиты, обязателен. Его выполняют по формулам упругости.

Надо сказать, что сейчас такой расчет для любого фундамента не представляет трудности. С приходом компьютерной техники в строительство этот процесс значительно облегчен.

Создано много программ, позволяющих сделать расчеты без труда. Одна из таких программ называется GeoPlate.

Эта уникальная программа автоматически выполняет целый ряд вычислений:

1. Вычисление осадки фундаментной плиты.
2. Расчет осадки всего свайно-плитного фундамента.
3. Расчет угла возможного наклона фундаментной плиты.
4. Учет всех физических и геометрических свойств плиты.
5. Учет неравномерности расположения свайных стволов.

Благодаря этой программе можно учесть все мельчайшие детали и произвести выполнить грамотно правильный расчет.Такие программы есть в каждом строительном агентстве и фирме. Но при желании можно расчет провести и самому, если есть желание и хоть малейший опыт в этом деле.

Основные расчеты касаются именно плиты, потому как она несет главную нагрузку.

Расчет фундамента

Расчет основания дома должен предусматривать связь между стволами свай и почвой. Сваи размещены под монолитом, потому масса строящегося дома распределится в равной степени на все стволы свай.

Таким методом можно исключить просадку основания дома. Сроки строительства фундамента становится возможным значительно сократить, если применять в этом случае готовые плиты из железобетона. Места стыковки заливают бетоном, в результате этого получившаяся плита являет собой как бы готовый строительный плацдарм.

Современная утилита расчета фундаментного основания здания может моделировать даже поведение почвы. Общеизвестно, что строительство такой основы требует основательных земляных работ.

После подготовки котлованной выемки ее дно трамбуют и уплотняют пластом гравия, смешанного с песком. Песок увлажняют, чтобы он дал максимальную просадку.

На утрамбованном слое располагают гидроизоляционную подушку, после чего заливают тонкий пласт бетона. Потом укладывается каркасная арматура, которая необходима для большей прочности бетона. После этого кладется еще один пласт бетона. Столь большие слои стройматериалов, которые идут на формирование плиты, а также работы, связанные с подготовкой котлована, делают такое фундаментное основание очень дорогостоящим.

Самая высокая стоимость при расчете такого фундамента относится к бетону, который понадобится на создание фундаментной площадки под домом.

Чтобы определить количество бетона, который понадобится для заливки плиты фундамента, необходимо вычислить ее объем. Возьмем, например, дом 6 х 6 м и минимум толщины фундамента 10 см, тогда объем плиты будет равен 6 х 6х 0,1 = 3, 6 м 3 . Столько бетона понадобится для плиты фундамента без учета ребер жесткости. Поскольку ребра жесткости делают через три метра,в данном случае их понадобится три вдоль ребра и три поперек.

Высота каждого такого ребра должна быть равна толщине плиты, длина 6 м, а ширина 0,8-1 величины высоты. Если мы берем форму ребра в виде прямоугольника, то его объем составит 0,1 х 0,08 х 36 = 0,288 м 3 . Итак, на цельную плиту 6 м х 6 м с и шесть ребер жесткости понадобится 3,89 м 3 бетона.

Как произвести расчет толщины плиты

Выполняя расчет толщины фундаментной плиты учитывают следующее:

• величину зазора между сетками арматуры;
• толщину бетонного слоя над верхним и нижним поясами арматурной сетки;
• толщины прутьев арматуры.

Идеальной толщиной плиты для большей части построек считается 20-30 см. Но в действительности этот параметр существенно зависит весьма состава состав грунта, количества и качества свай, равномерности залегания твердых пород на строительной площадке.

Да и размеры наземной части тоже влияют на толщину плиты.Чем толще несущие стены, тем большая толщина плиты требуется. Иначе возникший изгибающий момент может привести к образованию трещин.

Определение оптимальной площади плиты

Площадь плиты зависит от суммы нагрузки и сопротивления грунтовой поверхности. Для этого дополнительно вводят еще в формулу коэффициент надежности по нагрузке.

Расчет площади проводится с помощью формулы:

План свайно-плитного фундамента

S > Kн x F/Kp x R.

Kн – равняется коэффициенту надежности плиты по нагрузке;

F – представляет полную нагрузку на плиту (этот коэффициент включает еще и общую массу будущего здания вместе с оборудованием, людьми, мебелью. И учитывает ветровую и снеговую нагрузки.);

Кр – коэффициент условий(зависит от грунта под фундаментом и берется в интервале 0,7-1,05);

R – коэффициент сопротивления грунта(зависит от типа и берется из таблиц, содержащихся в справочниках по строительству).

Рассчитав общую нагрузку и площадь, можно приступать к определению давления на 1 кв. см площади плиты. Для этого надо просто поделить первую величину на вторую. Полученный результат сравниваем с табличными данными.

Расчет толщины плиты фундамента, можно сказать окончен. Получилась предельно допустимая толщина. Превысить нельзя из-за характеристик грунта. Но в данном случае не учтен такой фактор, как прочность бетона на сжатие, который зависит от марки.

Существенно уменьшить толщину также помогают сваи.

Расчет свайной части фундамента

Расчет этой части основания дома не менее важно. Если допустить ошибку, срок службы строения сократится на несколько десятков лет.

При наличии на территории строительной площадки есть усложненные рельефы или слабые грунты, без свай не обойтись. Но их тоже следует рассчитать.

Если участок имеет алую несущую способность, то произведя правильный расчет свайной части фундамента, можно избежать рытья глубокого котлована для плиты и большой толщины самой плиты. Это облегчит массу постройки.

Для правильного расчета нужно определить глубину промерзания грунта, после чего прибавить к указанной глубине 20-25 см. Это будет глубина заложения свай. Далее, нужно установить высоту расположения грунтовых вод. Этот фактор повлияет на количество свай. Нужно также брать в расчеты следующие данные:

• насколько прочен используемый материал;
• какова несущая способность грунта;
• какие сваи будут использованы;
• есть ли перепады грунта;
• на какую глубину будут усаживаться сваи под действием плиты и дома;
• какие сезонные нагрузки будут действовать на строение.

Скриншот процесса планировки в PLAXIS 3D

Свайно-плитный фундамент должен возводиться строго по рабочему плану. По этой причине лучше будет, если рассчитывать и возводить такой фундамент будет профессионал.

К расчету усадки данного фундамента, необходимо добавить осадку «продавливания» отдельной сваи. Для подсчета такой усадки можно выделить часть грунта в форме цилиндра, поперечное сечение которого равно сечению сваи.

Затем производится два вида расчетов:

• когда сверху цилиндра находится свая и грунт;
• когда там же расположен кусочек условного материала.

Такие расчеты выполняет программа PLAXIS или специальная программа нелинейных подсчетов. Такую программу используют архитекторы для расчетов нагрузки на свайно-плитный тип фундамента.

Расчет стоимости фундаментного основания

После подсчета необходимого для строительства количества материалов, можно без труда составить и стоимость всего строительства.

Кроме чистой стоимости нужного количества материалов, следует также учесть расходы на их доставку.

Также в стоимость входит оплата техники на участке.

Аренда строительного миксера, электромешалки бетона и другой техники.

Источник