Порядок проектирования свайного фундамента

Проектирование свайных фундаментов

Мы расскажем Вам о проектировании свайных фундаментов на железобетонных забивных сваях. Этапы проектирования опишем и расскажем подробно.

Согласно своду правил по проектированию и устройству свайных фундаментов СП 50-102-2003, свайные фундаменты проектируются с обязательным учетом

  • сведений о сейсмической активности в районе строительного участка
  • данных инженерно-геологической разведки грунтов
  • расчетных нагрузок на фундамент
  • данных об особенностях конструкции сооружения и назначения
  • наличия в непосредственной близости от строительства других зданий и сооружений
  • требований по экологии

Загрузить на компьютер СП Свайные фундаменты: скачать.

Что нужно учесть при проектировании

1) При проектировании предусматриваются наилучшие, с точки зрения долговечности, надежности и экономичности конструкций, решения.

2) Обязательно учитываются все местные инженерно-геологические и экологические условия, плюс опыт возведения фундаментов в аналогичных условиях.

3) Проектировочные работы проводятся в соответствии с техническим заданием и должны учитывать уровень ответственности здания (ГОСТ 27751).

4) Инженерно-геологические изыскания могут проводить только организации с соответствующими лицензиями и с учетом возможного влияния строительства на соседние здания.

5) Также предусматривается контроль и учет всех натурных изменений (деформации оснований и фундаментов) на весь период проведения работ.

6) Все применяемые в строительстве строительные материалы, конструкции, изделия и грунты должны соответствовать требованиям проекта, действующим стандартам, а также техническим условиям. Замена их может быть произведена только по согласованию с проектной организацией и непосредственным заказчиком.

7) Если устройство свайных фундаментов производится в условиях агрессивной внешней среды, учитываются требования СНиП 2.03.11.

Исходные данные

Проектирование фундаментов свайного типа выполняется на основании положений СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» и «Инструкции по проектированию и устройству свайных фундаментов зданий и сооружений» от 30.11.2011 года.

Согласно данным нормативным документам проектировочные расчеты должны выполнятся на основании следующих исходных данных.

Информация о геологических и гидрогеологических свойствах грунтов на строительной площадке;

Данную информацию получают в результате проведения геодезических исследований, которые предполагают бурение пробной скважины в месте обустройства свайного фундамента и последующее изучение характеристик грунта.

Глубина пробной скважины может варьироваться в зависимости от типа грунта (в слабой и неустойчивой почве скважина бурится до достижения нижних плотных слоев грунта). Если возводимое здание будет иметь большую площадь производится бурение нескольких скважин в крайних точках свайного поля.


Рис. 1.1: Исследования грунта на участке, отведенном под строительство свайного фундамента

По завершению бурения определяется уровень расположения грунтовых вод и выполняется передача образца почвы в лабораторию для определения химического состава грунтовой влаги.

На основании нормативных данных определяется глубина промерзания почвы в холодное время года.

Данные о механических и физических характеристиках почвы;

Информация о механических характеристиках грунта собирается прямо в полевых условиях с помощью специального оборудования. Определяются следующие характеристики грунта:

  • Модуль деформации;
  • Удельное сцепление;
  • Угол внутреннего трения.

Далее выполняется забор образцов почвы на анализ и их передача на исследования в строительную лабораторию, где определяется:

  • Плотность;
  • Влажность;
  • Удельный вес;
  • Пористость грунта.

Рис. 1.2: Анализ характеристик грунта в строительной лаборатории

Чтобы получить данную информацию необходимо потратить достаточно большое количество времени и финансовых средств, однако она крайне необходима, поскольку итоговая несущая способность свайного фундамента непосредственно зависит от характеристик грунта, которые обязательно нужно учитывать при проектировании.

Данные о возводимой постройке;

Следующим этапом подготовки к проектированию является сбор данных о характеристиках возводимого здания, к которым относится:

  • Количество этажей;
  • Материалы, используемые для строительства стен, кровли и перекрытий;
  • Расположение внутренних стен здания;
  • Класс ответственности постройки;

На основании этой информации выполняется расчет массы возводимого строения.

Рис. 1.3: Нормативный вес стен и перекрытий из разных материалов

Данные о нагрузках, оказываемых на свайных фундамент;

Все внешние нагрузки, которые испытывает свайный фундамент, делятся на две основные группы — постоянные и периодические.

К постоянным нагрузкам относится вес самого здания и воздействие массива грунта, тогда как периодические нагрузки классифицируются на три вида:

  • Длительной продолжительности — вес мебели/производственного оборудования, людей;
  • Кратковременной продолжительности — снеговые и ветровые нагрузки;
  • Нагрузки особого типа — сейсмические нагрузки и воздействия на фундамент здания потенциально возможной взрывной волны.

Порядок проектирования свайных фундаментов

Проектирование свайных фундаментов согласно требованиям СНиП № 2.02.3.87 должно выполняться в следующей последовательности:

  • Производится анализ и оценка информации о геологических условиях на строительной площадке, исходя из которых определяется несущие характеристики почвы и глубина, на которую должны быть погружены свайные опоры.

Несущие свойства грунта — это величина внешней нагрузки, которую способна выдержать определенная площадь почвы (см2 / м2). На несущие свойства почвы непосредственно влияет ее уплотненность и степень насыщения грунта влагой.

Нормативные показатели несущих характеристик разных типов почвы можно увидеть на рисунке 1.4

Рис. 1.4: Нормативная несущая способность разных видов грунтов

Несущие свойства грунта, в большинстве случаев, на порядок меньше несущей способности самой свайной конструкции. Виду этого, определение фактических несущих свойств свайного фундамента на конкретном типе грунта требует сопоставления данных показателей (в расчет берется наименьшее значение несущей способности).

  • Определяется вид (буронабивные, винтовые либо забивные ЖБ конструкции) и типоразмерных свай, которые необходимо использовать для создания фундамента;
  • Проводится расчет фактических несущих свойств сваи в конкретных геодезических условиях;

После теоретических расчетов несущих свойств свайного основания (где учитываются несущие характеристики почвы и вес постоянных и временных нагрузок, оказываемых на фундамент здания) выполняется проверка полученных результатов практическими исследованиями. Для этого применяются технологии динамической нагрузки либо статического зондирования, которые реализуются непосредственно на строительной площадке в процессе пробного погружения сваи.


Рис. 1.5: Статическое зондирование сваи

  • Выполняется расчет требуемого количества свай;

Количество опорных свай варьируется в зависимости от массы возводимого здания и несущей способности почвы. Свайные опоры должны обязательно размещаться по углам здания, в местах пересечения внутренних стен и быть равномерно распределены по контуру наружных стен постройки с шагом 1,5-2 метра.

  • Выполняется сопоставление фактического давления на одну сваю с их нормативными несущими характеристиками;
  • Создается чертеж расположения свайных опор в фундаменте;

Рис. 1.6: Виды расположения свай в фундаменте

Особенности проектирования фундаментов на железобетонных забивных сваях

При проектировании фундамента на основе железобетонных свай крайне важно правильно рассчитать несущие свойства фундамента по типу грунта, где помимо нормативных характеристик забивных свай необходимо учитывать сопротивление слоев грунта под их опорными подошвами и сопротивление, прилагаемое к вертикальным стенкам свай.


Рис. 1.7: Схема распределения нагрузок оказываемых на забивную ЖБ сваю

Расчет выполняется с использованием формулы: FD = Ycr * (Fdf + Fdr), в которой:

1. Ycr — коэффициент общих условий работы почвы (как правило, равен единице);

2. Fdf — сопротивление слоев грунта под нижней частью свайного столба, рассчитываемое по формуле: Fdf = Ycr * R * A, где:

  • Ycr — коэфф. работы свайной опоры в почве;
  • R — сопротивление почвы под опорной поверхностью железобетонной сваи;
  • А — площадь (см2) опорной поверхности.

3. Fdr -сопротивление почвы к боковым стенкам столба сваи, рассчитываемое по формуле: Fdr = u * Ycr * Fi * Hi, где:

  • Fi — сопротивление отдельных слоев грунта боковым стенкам свайного столба;
  • Hi — общая толщина слоев грунта соприкасающихся с боковой поверхностью сваи.


Рис. 1.8: Схема фундамента с ростверком из забивных ЖБ свай

Обязательное при проектировании

Обязательным элементом проектирования является положения о срезке плодородного слоя грунта и дальнейшего его использования для рекультивации малопродуктивных сельскохозяйственных земель или для работ по озеленению района строительства.

Также проектом предусматриваются необходимые меры по изоляции соприкасающихся с грунтом конструкций в районах, где возможно выделение почвенных газов.

Важно! Пример проекта коттеджа с подвалом смотрите по ссылке.

Заказ проектирования фундаментов

Оставьте заявку на исследование грунта под забивку свай, проектирование свайного фундамента под забивку железобетонных свай.

Источник

2. Последовательность проектирования свайных фундаментов

Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Выбор типа, материала сваи, длины сваи.

Определение глубины заложения подошвы ростверка.

Определение несущей способности и расчетных нагрузок, допускаемых на сваю из условия работы сваи по грунту и материалу сваи.

Определение требуемого количества свай в кусте, шага свай (для лен­точных свайных фундаментов).Уточнение усилий, передаваемых на сваи.

Проверка свайного фундамента по 1 группе предельных состояний (прочность свай и ростверка, по несущей способности и устойчивости грунта основания).

Расчет по 11 группе предельных состояний (определение осадки и гори­зонтального смещения свайного фундамента).

3. Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Выбор типа, материала сваи, длины сваи.

Тип и вид свай принимается исходя из характера напластования грун­тов, в зависимости от оборудования и опыта устройства свайных фундаментов, имеющегося у строительной организации. Наибольшее распространение полу­чили забивные сваи, области применения которых приведены в табл. 1. Однако при значительных нагрузках целесообразно рассмотрение вариантов набивных свай с уширенным нижним концом.

Длина свай определяется расположением слоя относительно прочного грунта, который может воспринять основную часть нагрузки от веса сооруже­ния. Следует учитывать, что наличие слабых слоев под «несущим» слоем может привести к развитию неравномерных осадок сооружения. Кроме того, надо иметь в виду, что нижний конец сваи должен быть погружен в несущий слой не менее чем на 1-1,5 м для всех грунтов, кроме плотных песков и пылевато-глинистых грунтов твердой консистенции (минимальная глубина погружения нижнего конца сваи в эти грунты — 0,5 м). Погружение свай на большую глубину в плотные пески и твердые глинистые грунты затруднительно и требует специ­альных мероприятий: в песках — погружение в предварительно пробуренные (лидерные) скважины, с подмывом водой; в глинистых грунтах — погружение в лидерные скважины.

Если в основании на значительную глубину (более 15 м) отсутствуют прочные грунты (с условным расчетным сопротивлением не менее 200 кПа), то

допускается оставлять нижние концы свай в «малопрочном» грунте, выбрав мак­симальное поперечное сечение сваи при глубине заделки сваи в «несущем» слое не менее 5-6 м.

При проектировании свайных фундаментов стремятся уменьшить попе­речное сечение свай (если их несущая способность обуславливается трением грунта по боковой поверхности). При этом учитывают возможность искривле­ния ствола сваи при ее погружении в грунт. При уменьшении размеров попе­речного сечения сваи увеличивается требуемое число свай в ростверке и умень­шается шаг свай в ленточных ростверках. Основные размеры выпускаемых про­мышленностью свай приведены в табл.2-4. Во всех случаях первоначальный выбор марки сваи является ориентировочным и вопрос об уточнении размеров сваи решается в ходе дальнейшего расчета.

Основные размеры и масса железобетонных призматических свай

Источник

2. Последовательность проектирования свайных фундаментов

Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Выбор типа, материала сваи, длины сваи.

Определение глубины заложения подошвы ростверка.

Определение несущей способности и расчетных нагрузок, допускаемых на сваю из условия работы сваи по грунту и материалу сваи.

Определение требуемого количества свай в кусте, шага свай (для лен­точных свайных фундаментов).Уточнение усилий, передаваемых на сваи.

Проверка свайного фундамента по 1 группе предельных состояний (прочность свай и ростверка, по несущей способности и устойчивости грунта основания).

Расчет по 11 группе предельных состояний (определение осадки и гори­зонтального смещения свайного фундамента).

3. Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Выбор типа, материала сваи, длины сваи.

Тип и вид свай принимается исходя из характера напластования грун­тов, в зависимости от оборудования и опыта устройства свайных фундаментов, имеющегося у строительной организации. Наибольшее распространение полу­чили забивные сваи, области применения которых приведены в табл. 1. Однако при значительных нагрузках целесообразно рассмотрение вариантов набивных свай с уширенным нижним концом.

Длина свай определяется расположением слоя относительно прочного грунта, который может воспринять основную часть нагрузки от веса сооруже­ния. Следует учитывать, что наличие слабых слоев под «несущим» слоем может привести к развитию неравномерных осадок сооружения. Кроме того, надо иметь в виду, что нижний конец сваи должен быть погружен в несущий слой не менее чем на 1-1,5 м для всех грунтов, кроме плотных песков и пылевато-глинистых грунтов твердой консистенции (минимальная глубина погружения нижнего конца сваи в эти грунты — 0,5 м). Погружение свай на большую глубину в плотные пески и твердые глинистые грунты затруднительно и требует специ­альных мероприятий: в песках — погружение в предварительно пробуренные (лидерные) скважины, с подмывом водой; в глинистых грунтах — погружение в лидерные скважины.

Если в основании на значительную глубину (более 15 м) отсутствуют прочные грунты (с условным расчетным сопротивлением не менее 200 кПа), то

допускается оставлять нижние концы свай в «малопрочном» грунте, выбрав мак­симальное поперечное сечение сваи при глубине заделки сваи в «несущем» слое не менее 5-6 м.

При проектировании свайных фундаментов стремятся уменьшить попе­речное сечение свай (если их несущая способность обуславливается трением грунта по боковой поверхности). При этом учитывают возможность искривле­ния ствола сваи при ее погружении в грунт. При уменьшении размеров попе­речного сечения сваи увеличивается требуемое число свай в ростверке и умень­шается шаг свай в ленточных ростверках. Основные размеры выпускаемых про­мышленностью свай приведены в табл.2-4. Во всех случаях первоначальный выбор марки сваи является ориентировочным и вопрос об уточнении размеров сваи решается в ходе дальнейшего расчета.

Основные размеры и масса железобетонных призматических свай

Источник

Читайте также:  Расчет ленточный фундамент с буронабивными сваями
Оцените статью