Ширина свай под фундамент

Методика расчета свайного буронабивного фундамента с ростверком

Расчет свайного фундамента выполняется в зависимости от его типа. Важно понимать, что расчет буронабивных свай будет отличаться от вычислений для винтовых. Но во всех случаях требуется выполнить предварительную подготовку, которая включает в себя сбор нагрузок и геологические изыскания.

Изучение характеристик грунта

Несущая способность буронабивной сваи будет во многом зависеть от прочностных характеристик основания. В первую очередь стоит выяснить прочностные показатели грунтов на участке. Для этого пользуются двумя методами: ручным бурением или отрывкой шурфов. Грунт разрабатывается на глубину на 50 см больше, чем предполагаемая отметка фундамента.

Схема буронабивного фундамента

Перед тем, как рассчитать свайный фундамент рекомендуется ознакомиться с ГОСТ «Грунты. Классификация» приложение А. Там представлены основные определения, исходя из которых, тип грунта можно определить визуально.

Далее потребуется таблица с указанием прочности грунта в зависимости от его типа и консистенции. Все необходимые для расчета характеристики приведены на картинках ниже.

Глинистая почва в области подошвы сваи

Сбор нагрузок

Перед расчетом буронабивного фундамента также необходимо выполнить сбор нагрузок от всех вышележащих конструкций. Потребуется два отдельных вычисления:

• нагрузка на сваю (с учетом ростверка);
• нагрузка на ростверк.

Это необходимо потому, что отдельно будет выполнен расчет ростверка свайного фундамента и характеристик свай.

При сборе нагрузок необходимо уесть все элементы здания, а также временные нагрузки, к которым относится масса снегового покрова на крыше, а также полезная нагрузка на перекрытие от людей, мебели и оборудования.

Для расчета свайно-ростверкового фундамента составляется таблица, в которую вносится информация о массе конструкций. Чтобы рассчитать эту таблицу, можно пользоваться следующей информацией:

Конструкция	Нагрузка
Каркасная стена с утеплителем, толщиной 15 см	30-50 кг/кв.м.
Деревянная стена толщиной 20 см	100 кг/кв.м.
Деревянная стена толщиной 30 см	150 кг/кв.м.
Кирпичная стена толщиной 38 см	684 кг/кв.м.
Кирпичная стена толщиной 51 см	918 кг/кв.м.
Гипсокартонные перегородки 80 мм без утепления	27,2 кг/кв.м.
Гипсокартонные перегородки 80 мм с утеплением	33,4 кг/кв.м.
Междуэтажные перекрытия по деревянным балкам с укладкой утеплителя	100-150 кг/кв.м.
Междуэтажные перекрытия из железобетона толщиной 22 см	500 кг/кв.м.
Пирог кровли с использованием покрытия из
листов металлической черепицы и металлических	60 кг/кв.м.
керамочерепицы	120 кг/кв.м.
битумной черепицы	70 кг/кв.м.
Временные нагрузки
От мебели, людей и оборудования	150 кг/кв.м.
от снега	определяется по табл. 10.1 СП «Нагрузки и воздействия» в зависимости от климатического района

Собственный вес фундаментов и ростверка определяется в зависимости от геометрических размеров. Сначала требуется вычислить объем конструкции. Плотность железобетона при этом принимается равной 2500 кг/куб.м. Чтобы получить массу элемента, нужно объем умножить на плотность.

Каждую составляющую нагрузки нужно умножить на специальный коэффициент, который повышает надежность. Его подбирают в зависимости от материала и способа изготовления. Точное значение можно найти в таблице:

Тип нагрузки	Коэффициент
Постоянная для: — дерева — металла — изоляции, засыпок, стяжек, железобетона — изготавливаемых на заводе — изготавливаемых на участке строительства	1,1 1,05 1,1 1,2 1,3
От мебели, людей и оборудования	1,2
От снега	1,4

Расчет сваи

На этом этапе вычислений необходимо определиться со следующими характеристиками:

• шаг свай;
• длина сваи до края ростверка;
• сечение.

Чаще всего размеры сечения определяют заранее, а остальные показатели подбирают исходя их имеющихся данных. Таким образом, результатом расчета должны стать расстояние между сваями и их длина.

Всю массу здания, полученную на предыдущем этапе, требуется разделить на общую длину ростверка. При этом учитываются как наружные, так и внутренние стены. Результатом деления станет нагрузка на каждый пог.м фундаментов.

Несущую способность одного элемента фундамента можно найти по формуле:
P = (0,7 • R • S) + (u • 0,8 • fin • li), где:

• P — нагрузка, которую без разрушения выдерживает одна свая;
• R — прочность почвы, которую можно найти по таблицам, представленным ниже после изучения состава грунта;
• S — площадь сечения сваи в нижней части, для круглой сваи формула выглядит следующим образом: S = 3,14*r2/2 (здесь r — это радиус окружности);
• u — периметр элемента фундамента, можно найти по формуле периметра окружности для круглого элемента;
• fin — сопротивление почвы по боковым сторонам элемента фундамента, см. таблицу для глинистых грунтов выше;
• li — толщина слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи (находят для каждого слоя почвы отдельно);
• 0,7 и 0,8 — это коэффициенты.

Шаг фундаментов рассчитывается по более простой формуле: l = P/Q, где Q—это масса дома на пог.м фундамента, найденная ранее. Чтобы найти расстояние между буронабивными сваями в свету, из найденной величины просто вычитают ширину одного элемента фундамента.

При выполнении расчетов рекомендуется рассмотреть несколько вариантов с разными длинами элементов. После этого будет легко подобрать наиболее экономичный.

Армирование буронабивных свай выполняется в соответствии с нормативными документами. Арматурные каркасы состоят из рабочей арматуры и хомутов. Первая берет на себя изгибающие воздействия, а вторые обеспечивают совместную работу отдельных стержней.

Каркасы для буронабивных свай подбираются в зависимости от нагрузки и размеров сечения. Рабочая арматура устанавливается в вертикальном положении, для нее используют стальные стержни D от 10 до 16 мм. При этом выбирают материал класса А400 (с периодическим профилем). Для изготовления поперечных хомутов потребуется закупить гладкую арматуру класса А240. D = минимум 6-8 мм.

Сортамент стальной арматуры

Каркасы буронабивных свай устанавливаются так, чтобы металл не доходил за край бетона на 2-3 см. Это нужно для обеспечения защитного слоя, который предотвратить появление коррозии (ржавчины на арматуре).

Размеры ростверка и его армирование

Элемент проектируется так же, как и ленточный фундамент. Высота ростверка зависит от того, насколько нужно поднять здание, а также от его массы. Самостоятельно можно выполнить расчет элемента, который опирается вровень с землей, или немного заглублен в нее. Основа расчетов висячего варианта слишком сложна для неспециалиста, поэтому такую работу стоит доверить профессионалам.

Пример правильной вязки арматурного каркаса

Размеры ростверка вычисляются так: В = М / (L • R), где:

• B — это минимальное расстояние для опирания ленты (ширина обвязки);
• М — масса здания без учета веса свай;
• L — длина обвязки;
• R — прочность почвы у поверхности земли.

Арматурные каркасы обвязки подбираются так же, как и для здания на ленточном фундаменте. В ростверке требуется установить рабочее армирование (вдоль ленты), горизонтальное поперечное, вертикальное поперечное.

Общую площадь сечения рабочего армирования подбирают так, чтобы она была не меньше 0,1% от сечения ленты. Чтобы подобрать сечение каждого стержня и их количество (четное), пользуются сортаментом арматуры. Также необходимо учитывать указания СП по наименьшим размерам.

Рабочая арматура	длина стороны ленты 3м	от 12 мм
	Горизонтальные хомуты		от 6 мм
Вертикальные хомуты лента высотой 80 см		от 8 мм

Пример расчета

Чтобы лучше понять принцип выполнения вычислений, стоит изучить пример расчета. Здесь рассматривается одноэтажное здание из кирпича с вальмовой крышей из металлочерепицы. В здании предполагается наличие двух перекрытий. Оба изготавливаются из железобетона толщиной 220 мм. Размеры дома в плане 6 на 9 метров. Толщина стен составляет 380 мм. Высота этажа — 3,15 м (от пола до потолка — 2,8 м), общая длина внутренних перегородок — 10 м. Внутренних стен нет. На участке найдена тугопластичная супесь, пористость которой — 0,5. Глубина залегания этой супеси — 3,1 м. Отсюда по таблицам находим: R = 46 тонн/кв.м., fin = 1,2 тонн/кв.м. (для расчетов среднюю глубину принимаем равной 1 м). Снеговая нагрузка берется по значениям Москвы.

Сбор нагрузок делаем в форме таблицы. При этом не забываем про коэффициенты надежности.

Вид нагрузки	Расчет
Стены из кирпича	периметр стен = 6+6+9+9 = 30 м; площадь стен = 30 м*3м = 90 м2; масса стен = (90 м2* 684)*1,2 = 73872 кг
Перегородки изготовленные из гипсокартона не утепленные высотой 2,8 м	10м*2,8*27,2кг*1,2 = 913,92 кг
Перекрытие из ж/б плит толщиной 220 мм, 2 шт.	2шт*6м*9м*500 кг/м2 *1,3 = 70200 кг
Кровля	6 м*9 м*60 кг*1,2 /соs30ᵒ (уклон крыши) = 4470 кг
Нагрузка от мебели и людей на 2 перекрытия	2*6м*9м*150кг*1,2 = 19440 кг
Снег	6м*9м*180кг*1,4/cos30° = 15640 кг
ИТОГО:	184535,92 кг ≈ 184536 кг

Предварительно назначаем ростверк шириной 40 см, высотой 50 см. Длину сваи — 3000 мм, D сечения = 500 мм. Используем примерный шаг свай 1500 мм.
Чтобы рассчитать общее количество опор нужно 30 м (длину ростверка) поделить на 1,5 м (шаг свай) и прибавить 1 шт. При необходимости значение округляется до целого числа в сторону уменьшения. Получаем 21 шт.

Площадь одной сваи = 3,14 • 0,52/4 = 0,196 кв.м., периметр = 2 • 3,14 • 0,5 = 3,14 м.

Найдем массу ростверка: 0,4м • 0,5 м • 30 м • 2500 кг/куб.м.• 1,3 = 19500 кг.

Найдем массу свай: 21 • 3 м • 0,196 кв.м. • 2500 кг/куб.м. • 1,3 = 40131 кг.

Найдем массу всего здания: сумма из таблицы + масса свай + масса ростверка = 244167 кг или 244 тонн.

Для расчета потребуется нагрузка на пог.м ростверка = Q = 244 т/30 м = 8,1 т/м.

Расчет свай. Пример

Находим допустимое нагружение на каждый элемент по формуле указанной ранее:
P = (0,7 • 46 тонн/кв.м. • 0,196 кв.м.) + (3,14 м • 0,8 • 1,2 тонн/кв.м. • 3 м) = 15,35 т.
Шаг свай принимается равным P/Q = 15,35/8,1= 1,89 м. Округляем до 1,9 м. Если шаг получается слишком большим или маленьким, нужно проверить еще несколько вариантов, меняя при этом длину и диаметр фундаментов.

Для каркасов применяются пруты D = 14 мм и хомуты D = 8 мм.

Расчет ростверка. Пример

Нужно посчитать массу здания без учета свай. Отсюда М = 204 тонн.
Ширина ленты принимается равной М / (L • R) = 204/ (30 • 75) = 0,09 м.
Такой ростверк использовать нельзя. Свесы стен кирпичного здания с фундамента не должны превышать 4 см. Ширину назначаем конструктивно 400 мм. Высота остается равной 500 мм.

Армирование ростверка свайного фундамента:

• Рабочее 0,1%*0,4*0,5 = 0,0002 кв.м. = 2 кв.см. Здесь достаточно будет 4 стержней диаметром 8 мм, но по нормативным требованиям используем минимально возможный диаметр 12 мм;
• Горизонтальные хомуты — 6 мм;
• Вертикальные хомуты — 6 мм.

Выполнение расчетов займет определенный промежуток времени. Но с их помощью можно сберечь деньги и время в процессе строительства.

Также вы можете рассчитать фундамент при помощи онлайн калькулятора. Просто нажмите на ссылку Расчет фундамента столбчатого типа и следуйте инструкциям.

Источник

Пошаговая инструкция по возведению свайно-ленточного фундамента своими руками

Построить самостоятельно опорное основание для своего дома задача не из лёгких. Надо иметь хотя бы минимальный опыт в строительном деле и обладать определёнными знаниями.

Свайно-ленточный фундамент (СЛФ) — конструкция довольно сложная. Но советы друзей и знакомых строителей, а также эта статья принесут несомненную пользу. Если всё это есть, то успех в этом деле обеспечен.

О том, как возвести свайно-ленточный фундамент своими руками, расскажем в статье.

Отличия СЛФ от других оснований

Основное отличие СЛФ от других видов свайных оснований состоит в том, что фундамент такого типа представляет собой единую монолитную конструкцию, объединяющую одновременно в себе сваи и ростверк.

Большой плюс этого основания заключается в том, что заливка жидким бетоном производится за один раз, и не приходится заниматься разными работами по устройству монолитных стоек и монтажу опорного периметра из разных материалов.

Единый монолит СЛФ работает, как одна система, в отличие от других видов оснований, где железобетонные сваи реагируют на нагрузки иначе, чем ростверк из металлопроката или деревянного бруса.

Это качество конструкции обеспечивает фундаменту большую несущую способность и высокую надёжность. Единый армокаркас в монолитном бетоне равномерно распределяет нагрузку по всему объёму фундамента.

Если косогор с большим уклоном, то за счёт разной высоты свай здание на ростверке, как бы повисает в воздухе, «игнорируя» сложный рельеф местности.

Единственным и существенным недостатком такого типа оснований является невозможность устройства подвальных помещений и цокольного этажа.

Подготовка к работе

Подготовительный период строительства фундамента включает в себя:

Расчёт

Прежде чем приступить к расчёту фундамента, нужно собрать нагрузки от дома, воздействующие на опорные конструкции. Определение максимального давления на грунт нужно для вычисления оптимальной опорной площади.

Суммируют вес:

• всех конструкций,
• технологического оборудования,
• трубопроводов,
• мебели и всего того, что может находиться в доме одновременно, включая и людей.

Также учитывают снеговую нагрузку на кровлю — её величину берут из СНиПа.

Нужно точно установить характеристики грунта. Их можно узнать из вертикальной съёмки места строительства. В каждом местном отделении архитектуры и землеустройства такие документы есть в наличии. В них обязательно указывается глубина промерзания, уровень грунтовых вод и отметка залегания несущего слоя грунта.

Если нет возможности взять копию вертикальной съёмки, то обращаются в местную геологоразведочную службу для проведения изыскательских работ. Характеристики грунта можно установить испытанием образцов почвы, взятых из пробуренных скважин.

Анализируя данные грунтового основания, рассчитывают длину сваи. Она складывается из глубины заложения фундамента и высоты её надземной части. Продольный размер точечной опоры должен быть таким, чтобы её пята находилась ниже зоны промерзания, выше грунтовой воды и была погружена в несущий слой грунта не менее чем на 300 мм.

Оптимальное количество свай определяют путём деления опорной площади на величину пяты одной сваи. Причём саму площадь высчитывают с помощью условно принятой удельной нагрузки от дома, которая должна быть меньше сопротивления несущего слоя грунта. Величину сопротивления почвы берут из вертикальной съёмки.

Расчёт ростверка, как правило, сводится к принятию условного поперечного сечения ленты, где высота принимается в размере не менее 400 мм (это связано с оптимальным размещением продольных стержней арматуры на минимальном расстоянии от верхней и нижней внешней поверхности ленты на 30 – 50 мм). Ширину монолитной полосы принимают равной толщине стен плюс по 30 мм с каждой стороны.

Для выдержки оптимального расстояния между нижним поясом арматуры и дном опалубки ростверка под стержни подкладывают пластиковые опоры или деревянные подпорки. Это даёт гарантию защиты металла слоем бетона от коррозии.

Материалы

Перед началом производства работ заготавливают необходимые материалы для строительства фундамента. Если нет водопровода, на участке устанавливают ёмкость с необходимым запасом воды.

На место завозят:

Для формирования свай готовят оболочки из асбестоцементных, металлических или пластиковых канализационных труб. Для облицовки внутренних поверхностей опалубки необходимо запастись полиэтиленовой плёнкой.

Инструменты

Нужно составить следующий список, согласно которому нужно приготовить следующие инструменты:

1. Лазерный уровень.
2. Садовый бур.
3. Совковые и штыковые лопаты.
4. Шнур и реперы (деревянные колышки или отрезки арматуры).
5. Тачка.
6. Пила, ножовка, молоток, мастерки, степлер.
7. Растворомешалка.

Технология самостоятельного строительства ленточного основания на сваях с пошаговой инструкцией

Следует сразу оговорить то, что данная инструкция не является прямым руководством точного выполнения пунктов, а носит рекомендательный характер. В каждом конкретном случае застройщик вносит в неё свои коррективы, связанные с условиями местного строительства.

Специалисты рекомендуют следовать выполнению нижеуказанных пунктов:

• определение расстояния между сваями;
• разметка и земляные работы;
• установка свай;
• изготовление и монтаж опалубки ленты;
• армирование свай и ростверка;
• гидроизоляция и вентиляция фундамента;
• заливка фундамента бетоном;
• теплоизоляция.

Определение расстояния между опорами

Несмотря на расчётное количество свай, расстояние между ними регламентируется нормами строительства лёгких зданий из расчёта 1500 – 2000 мм.

Минимальный промежуток между сваями при расположении ростверка над поверхностью земли должен быть не менее 1,5 м. Это объясняется тем, что нужно минимизировать нагрузку на балку (пролёт ростверка).

На план фундамента сначала наносят разметку угловых опор, а потом размещают точки установки свай через каждые 1,5 – 2 м, в зависимости от положения монолитной ленты в пространстве.

Если планом строительства предусмотрено устройство монолитной плиты под котёл или другое тяжёлое оборудование, то под неё подводят опоры через каждые 1000 мм.

Разметка и земляные работы

Работы производят в следующем порядке:

1. Перед началом работ с территории строительного участка убирают мусор, растительность и удаляют плодородный слой почвы.
2. Разметку свайных опор и мелкозаглублённой ленты начинают от одного угла плана фундамента и разносят её по смежным сторонам. Трассу пробивают двойным шнуром, которым отмечают ширину ростверка. Центры будущих скважин фиксируют деревянными колышками.
3. План СЛФ может представлять один или несколько прямоугольников. Правильность их построения проверяют равенством диагоналей между противоположными углами с помощью шнура.
4. По разметке прорывают траншеи до проектной отметки с учетом толщины щебёночно-песчаной подушки.
5. Садовым буром сверлят отверстия в грунте на проектную глубину.
6. Дно траншей и скважин заполняю щебнем и песком толщиной каждого слоя 100 – 150 мм, с последующей трамбовкой.
7. Лазерным уровнем и рейкой проверяют равенство отметок дна траншей и скважин.

Установка свай

Согласно рекомендациям профессиональных строителей, скважины делают несколько шире, чем внешний диаметр свайных оболочек. Это нужно для корректировки вертикальности точечных опор.

Установленную трубу можно будет сдвинуть или наклонить, если отверстие в грунте выполнено с незначительным отклонением от вертикали. Положение сваи фиксируют, закрепив её отрезками бруса.

Изготовление и монтаж опалубки ленты

Между опалубками мелкозаглублённой ленты и ростверка над землёй существует большая разница.

Она заключается в том, что в первом случае выставляются дощатые щиты только по сторонам траншей, а в другом варианте опалубка представляет собой открытый короб с крепким днищем.

Если для боковин достаточно использовать доски толщиной 25–30 мм, то для изготовления днища короба используют древесину толщиной не менее 50 мм. В некоторых случаях, между сваями устанавливают дополнительные подпорки для опалубки наземного ростверка.

Чтобы жидкий бетон не протекал через щели между досками, внутреннюю поверхность щитовых ограждений и дно траншей покрывают полиэтиленовой плёнкой. Её крепят к доскам степлером или маленькими гвоздиками. Плёнка способствует формированию гладкой поверхности монолитной ленты.

Щиты укрепляют подпорками и распорками из бруса. Доски сбивают в щиты гвоздями. Если опалубку собирают из строительной фанеры, то её элементы собирают в единую конструкцию шурупами с помощью шуруповёрта.

В тех местах, где ростверк должен опираться на сваи, вырезают отверстия диаметром равным отверстию трубы.

Армирование

После установки оболочек свай и опалубки ростверка переходят к их армированию. В трубы опускают арматуру, это может быть один или несколько вертикальных стержней периодического профиля ø 8 – 10 мм с гладкими отрезками ø 6 мм, соединённые вязальной проволокой.

Стержни вертикальной арматуры выносят вверх на высоту достаточную для соединения с армокаркасом ростверка. В опалубку укладывают сегменты армокаркаса, которые связывают проволокой между собой и выпусками арматуры свай.

Гидроизоляция и вентиляция

Защита от влаги железобетонных конструкций является важной задачей сохранения целостности монолита. Гидроизоляцию свае-ленточного фундамента выполняют после снятия опалубки.

На боковые стороны ростверка наплавляют горячей битумной мастикой рулонный материал (рубероид) либо напыляют жидкую резину.

Сваи, оболочка которых сделана из асбоцементных или пластиковых труб, в гидроизоляции не нуждаются. Их гидрофобный материал абсолютно не восприимчив к влаге.

Вентиляция подпольного пространства, ограждённого мелкозаглублённой монолитной лентой, играет большую роль в предотвращении застоя воздуха, стимулирующего возникновение:

• скоплений вредных микроорганизмов,
• плесени,
• грибков,
• повышенного уровня влажности.

Чтобы избежать этих негативных явлений в монолите фундамента устраивают продухи.

Продухи закладывают в опалубку перед заливкой бетоном. Их делают из обрезков полиэтиленовых труб. Они образуют в ленте сквозные отверстия, расположенные напротив друг друга в противоположных сторонах периметра ростверка. Обычно трубки закладывают с шагом 3 – 4 метра.

Как правильно заливать?

Бетонный раствор готовят в растворомешалке, соблюдая пропорции частей песка, щебня и цемента.

Для фундаментов используют бетон марки 300. Для его приготовления нужно применять цемент М 400–500. Выполнение этого условия обязательно.

В процессе перемешивания ингредиентов в мешалку постепенно добавляют воду до получения однородного раствора густой консистенции. Раствор к месту заливки доставляют тачкой.

Сначала заливают свайные трубы с послойной трамбовкой. Если есть возможность, то применяют электрический вибратор. После этого заливают бетоном опалубку ростверка, также используя вибратор или трамбовку из подручного материала.

Поверхность бетона укрывают плёнкой для защиты от пересыхания в солнечные дни и переувлажнения во время дождя. По истечении 30 дней опалубку демонтируют и снимают плёнку.

Теплоизоляция

Мелкозаглублённый СЛФ защищают от проникновения холода утеплением отмостки вокруг дома. Для этого пазухи между фундаментом и цоколем перед устройством отмостки засыпают керамзитом или закрывают листами из пенополистирола. При возведении свайного ростверка на высоте утепляют перекрытия 1-го этажа.

Много важной и полезной информации о возведении ленточно-свайного фундамента найдете в этом разделе.

Видео по теме статьи

Этапы самостоятельного изготовления свайно-ленточного фундамента — в видео:

Заключение

Возведение фундамента дело ответственное и требует определённого опыта и знаний. От качества выполненных работ зависит долговечность и надёжность опорного основания здания.

Если возникают сомнения в собственных силах, то лучше не браться за строительство свайно-ленточного фундамента своими руками, а обратиться к профессиональным строителям.

Источник