Расчет свайного фундамента

Описание основных этапов проектирования и расчета свайных фундаментов. Обзор методики расчета винтовых свай.
Расчет свайного фундамента

Исходя из особенностей участка строительства, выбирают те или иные виды свай. По способу погружения в грунт сваи бывают четырех видов:

  • Забивные – их заглубление происходит с помощью вибропогружателей или специальных молотов. Материал свай: железобетон, дерево, сталь;
  • Буровые – перед установкой свай пробуривается скважина;
  • Винтовые - устраиваются в грунте методом вкручивания. Таким способом, в основном, заглубляются металлические винтовые сваи;
  • Заливные (или набивные) – сваи устраиваются непосредственно в грунте. Данный способ относится к монолитным сваям.

Типы ростверков:

  • Высокий – основание дома возвышается над землей на высоту грунта;
  • Низкий – мелко заглублённый ростверк.

Стоимость свайного фундамента зависит от ряда факторов: вид свай, их материал, длина, размер в поперечном сечении, количество свай для фундамента, их армирование, глубина свайного фундамента и многое другое. Все эти факторы учитываются в расчете свайного фундамента на этапе проектирования здания. Онлайн-калькулятор для расчета свайного фундамента не даст верной информации, потому как данный расчет должен сугубо индивидуально проводиться для каждого участка и конструкции здания. Эту задачу лучше всего доверить профессионалам с горой опыта за плечами. Но для того, чтобы понимать суть расчета и его последовательность, в этой статье мы рассмотрим алгоритм проектирования свайных фундаментов.

Расчет свайных фундаментов проводится по двум группам предельных состояний:

I – по прочности конструкции свай и ростверков, несущей способности грунта, по устойчивости оснований свайных фундаментов в целом;

II – осадка фундаментов при действии вертикальных нагрузок, вертикальным и горизонтальным перемещениям, углам поворота сваи, по ширине раскрытия трещин.

Прочностные расчеты производятся в соответствии со сводами правил СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты» и СП 58.13330.2010 «Строительная климатология».

Последовательность проектирования свайных фундаментов

  1. Инженерно-геологическая и гидрогеологическая оценка грунтов на площадке строительства;
  2. Определение величины нагрузок на фундамент;
  3. Вариантный выбор типа и предварительное назначение размеров свай с учетом конструктивных особенностей здания и грунтовых условий;
  4. Выбор ростверка и предварительное назначение его размеров;
  5. Привязка свайного фундамента к геологическому разрезу;
  6. Расчет несущей способности одиночных свай по грунту и материалу;
  7. Предварительное определение количества свай, назначение схемы фундамента;
  8. Определение несущей способности фундамента, проверка нагрузки на сваи с учетом горизонтальных сил и давления по подошве условного свайного фундамента;
  9. Вычисление осадки условного свайного фундамента;
  10. Уточнение размеров ростверка в плане из условия размещения полученного числа свай;
  11. Уточнение окончательной конструкции и размеров свайного фундамента;
  12. Расчет ростверка и свай по раскрытию трещин;
  13. Проверка расчета, конструирование ростверка.

Расчет по несущей способности грунта

Должно выполняться условие:

1.jpg

N – расчетная нагрузка, передаваемая на сваю;

Fd – расчетная несущая способность грунта основания сваи;

gk – коэффициент надежности.

Коэффициент надежности принимают равным:

  • gk=1,2 – если несущая способность сваи определена по результатам полевых испытаний статической нагрузкой;
  • gk=1,4 – если несущая способность сваи определена расчетом, по результатам динамических испытаний без упругих деформаций грунта;
  • gk=1,25 - если несущая способность сваи определена расчетом по результатам статического зондирования и по результатам полевых испытаний эталонной сваей;
  • При высоком ростверке и висячих сваях, сваях-стойках, воспринимающих выдергивающую нагрузку, при числе свай в фундаменте: более 21 - gk=1,4; 11-20 свай - gk=1,6; 6-10 свай - gk=1,65; 1-5свай - gk=1,75.

Расчетная нагрузка на сваю определяется по формуле:

2.jpg

Сваи и свайные фундаменты в целом при расчете по второй группе предельных состояний, должны удовлетворять условию:

3.jpg

Несущая способность свай определяется с учетом схемы работы и вида свай. Формула для расчета свай-стоек квадратного, прямоугольного или полого круглого сечения до 0,8м, набивных свай, опирающихся на скальный малосжимаемый грунт представлена следующим образом:

4.jpg

Для все видов забивных свай, опирающихся нижним концом на скальные грунты с песчаным заполнителем, R=20 Мпа.

Для набивных свай и свай-оболочек, заполняемых бетонной смесью, расчетное сопротивление определяется по формуле:

5.jpg

Для висячих забивных свай и свай, погружаемых вдавливанием, несущую способность Fd определяют следующим образом:

6.jpg

7.jpg