Добавить в закладки
Текущий рейтинг статьи:
Статьи

Расчетная нагрузка на сваю: расчёт материала и конструкций, особенности свайного поля, отказ сваи

При монтаже фундамента необходимо вычислить, какова расчетная нагрузка на сваю и расчет количества свай в ростверке, их длину и сечение, учитывая состояние грунта и массу вышестоящей конструкции. Ниже мы обратим внимание на основные положения, которые необходимо учитывать при проектировании, а также на условия бурения и забивки или состояние грунтов, при которых действительны те или иные положения.

   X

В качестве дополнительного материала вы сможете обратить своё внимание на видео в этой статье, соответствующее обсуждаемой теме.

Монтажные работы

Монтажные работы

Расчёты, нагрузки и условия

  Реклама


 

Расчёт материала

Винтовой фундамент

Винтовой фундамент

К первой группе относится расчет сваи по материалу или его прочности, по несущей способности грунта и по несущей способности основания этого фундамента.

  • Согласно положениям СНиП 2.03.01-84, СниП II-23-81, СниП II-25-80 по прочности материала свай и их ростверков производится такой расчёт (для гидротехнических сооружений и мостов – СНиП 2.05.03-84 и СНиП 2.06.06-85). Дополнительные требования будут касаться состава грунтов или их несущей способности, а также нагрузок на основания фундаментов.
  • Для расчёта любого вида свай на прочность материала нужно учитывать, что стержень плотно зажат в грунте, и нам нужно определить значение L – сечение, начинающееся от подошвы ростверка. При этом расчет сваи по прочности материала будет вычисляться по формуле: L1=L0+2/ae. Здесь L0 будет определять часть свайного участка от подошвы висячего ростверка до нулевого уровня грунта (его планировки) и ae – деформационный коэффициент 1/м.
  • В тех случаях, когда буровые сваи (оболочки) заглубляются через нескальный грунт в скальный по соотношению 2/ae > h (h здесь может иметь либо значение расстояния от нижнего конца сваи до подошвы низкого ростверка, либо от низа до уровня планировки грунта при высоком (висячем) ростверке), тогда L1=L0+h.
  • Когда производится расчет свай по материалу (буро-инъекционных) на сильносжимаемых грунтах с модулем деформация E=5000 кПа (50кгс/см2) или еще меньше, тогда расчётная длина на продольный изгиб Ld, в зависимости от сечения d будет одинаковой при E= 500-2000 кПа (5-20 кгс/см2) (ld = 25 d); при E=2000-5000 кПа (20-50 кгс/см2) (ld = 15 d). В тех случаях, когда Ld больше, нежели слой сильносжимаего грунта hg, тогда расчётная длина будет равна 2hg.
  • Согласно СНиП 2.03.01-84 для расчётов буровых и набивных свай для фундамента, за исключением буронабивных и столбов прочность материала следует рассматривать с учётом коэффициента условий работы gch=0,85. Для пылевато-глинистых грунтов, в тех случаях, когда возможно сухое бурение и бетонирование без фиксации стен при положении уровня подшкурных вод в момент строительства ниже пяты, geb=1,0.
  • Если при сухом бурении применяются обсадные трубы с последующим извлечением, то geb=0,9. Когда бурение и бетонирование производится с наличием в них воды (с применением и извлечением обсадных труб), тогда geb=0,8. При производстве бурения и бетонирования под избыточным давлением воды и глинистых растворов, но без обсадных труб, geb=0,7.

Рекомендация. Если бетонирование производится под водой или глинистым раствором, то его проводят методом ВПТ (вертикально перемещаемой трубы) или используют бетононасосы.

Расчёт конструкций

Монтаж буронабивных свай

Монтаж буронабивных свай

  • Конструктивная нагрузка на сваю для фундамента любого типа производится с учётом воздействия общей нагрузки, получаемой от вышестоящей конструкции. Для забивных ещё следует прибавить то усилие, которое возникает под влиянием их собственного веса при изготовлении транспортировке и складировании, а также при подъёме на бурильно-забивочную установку за точку удалённую от головки на 0,3Lдлины сваи.
  • В свае, так же как и в балке, усилие от воздействия собственного веса определяется с учётом коэффициента динамичности, который равен: при расчёте на прочность – 1,5; на образование и расширение трещин – 1,25. Коэффициент надёжности по нагрузке на собственный вес в таких ситуациях считается равным единице.
Перевозка свай

Перевозка свай

  • Расчёт одиночной сваи будь то в составе фундамента или вне него, инструкция рекомендует производить из условий N≤Fd/yk. Здесь N – нагрузка, которая передаётся при продольном усилии в наиболее невыгодных ситуациях. Fd – несущая способность грунта у основания сваи.
  • Расчет свай на выдергивание вы можете произвести, руководствуясь п. 7.14 СП 50-102-2003 (или п. 4.9 СНиП 2.02.03-85). Для полного расчёта с учётом горизонтальной и вертикальной нагрузки и деформации ствола можно произвести, обратившись к приложению 5 СП 50-102-2003.

Свайное поле

Свайное поле

Свайное поле

  • Если расчет свайного поля производится вами самостоятельно, значит, вы строите дом своими руками и, скорее всего, это конструкция из дерева, пенобетона, шлакобетона или газобетона, то есть, облегчённый вариант строительства жилищных конструкций. Как правило, в таких ситуациях используются винтовые сваи, и для деревянного здания вы сможете себе позволить максимальный шаг 3 метра, а для лёгких бетонов – 2,5 метра.
  • Для того чтобы определить каждую точку, вам нужно согласовать её с планом первого этажа здания, а это означает, что опоры должны находится как по углам здания, так и в каждой точке пересечения ростверка (ригелей). В первую очередь вам нужно нанести на застраиваемый участок общий периметр всего строения и от него делать остальную разметку. При этом следует быть очень внимательным, чтобы углы имели 90⁰ (за исключением специально зауженных или расширенных).
Принцип вычисления прямого угла

Принцип вычисления прямого угла

Совет. Чтобы вычислить прямой угол без специальных приборов, можно воспользоваться обычной метрической рулеткой, колышками и шнуром.
Посмотрите на верхнее фото и в соответствии с этой проекцией, в точке B забьём колышек и от него растянем шнуры – BA=3 м, а BC =4 м и если расстояние от точки A до точки C установить ровно 5 м, то угол, выходящий из точки B, окажется прямым.

Отказ свай

Взаимодействие ствола сваи и песчаного грунта в момент забивки

Взаимодействие ствола сваи и песчаного грунта в момент забивки

  • Отказом сваи называется средняя величина её погружения в грунт при каждом ударе и на песчаных грунтах расчетный отказ сваи может оказаться равным нулю, то есть, она не будет забиваться. Дело в том, что у ствола грунт уплотняется, образуя сухое трение, так как доступ воды прекращается, а под наконечником образуется сверхплотный шар песка, который не позволяет двигаться дальше. В таких случаях, когда пласт песка превышает 2 м, производится бурение лидерных скважин.
  • Если лидерные скважины не бурились, и свая застопорилась в песке, то можно дать «отдых» или остановить забивку на срок от 2-х до 3-х дней. За это время вода проникнет сквозь уплотнённые стволом стены и размягчит шар песка под основанием – тогда можно продолжать забивку.
Взаимодействие ствола сваи и глинистого грунта в момент забивки

Взаимодействие ствола сваи и глинистого грунта в момент забивки

  • На водонасыщенных глинистых грунтах расчет отказа сваи резко увеличивается и при забивке она может «проваливаться». Это происходит из-за создания избыточного порового давления, которое образуется при колебании контура – вода стекает вниз и создаёт очень благоприятные условия для погружения. В результате такого взаимодействия величина отказа остаётся постоянной, несмотря на погружение, но может и увеличиваться, если воды слишком много.

Заключение

При строительстве частного дома, не имея строительного образования, вы сможете самостоятельно произвести расчёт на облегчённые конструкции, но если вы планируете возводить большое, массивное здание, то лучше привлечь для этого профилированных специалистов. У вас, конечно в таком случае возрастёт цена на технический проект, зато вы исключите возможность появления форс-мажорных ситуаций при эксплуатации.



Добавить в избранное Версия для печати
Поделитесь:
Рейтинг статьи:
Опубликовано: 27.03.2014

Оставить комментарий

ОБЯЗАТЕЛЬНО приложите ФОТО проблемы - так ответ эксперта будет гораздо точней

Оставляя комментарий, Вы принимаете пользовательское соглашение

Ваше имя:
Ваш e-mail:




Top