Нужно ли грунтовать штукатурку перед шпаклевкой

Шпаклевка стен после штукатурки

После выравнивания крупных дефектов, завалов стен и значительных неровностей переходят к окончательному этапу – выравниванию и укреплению стен. С помощью шпаклевки заделываются мелкие царапины, переходы слоев штукатурки, сколы и трещин, и все мелкие изъяны черновой отделки . Зашпаклеванная поверхность становится полностью пригодной для наклейки обоев или покраски.

Зачем шпаклевать стены после штукатурки

В состав шпаклевочных смесей на основе гипса или цементно-песчаных составов вводятся специальные полимерные и стабилизирующие добавки, делающие раствор более пластичным и замедляющим его схватывание. Благодаря этому шпатлевка наносится очень тонким слоем, создавая идеально ровную и гладкую поверхность.

После высыхания штукатурки стены не обязательно шпаклевать лишь перед укладкой плитки или наклейкой толстых обоев. Мелкие дефекты под ними будут просто не видны, поэтому поверхность только грунтуют. В остальных же случаях, особенно при покраске или отделке тонкими обоями без штукатурки не обойтись. Ведь она способна не только выровнять мельчайшие трещинки, но и:

• предотвратить осыпание штукатурки с течением времени;
• значительно улучшить адгезию (сцепление) стен с обоями и другими отделочными материалами, они будут держаться более прочно и не отслоятся;
• снизить расход обойного клея и краски.

Через какое время можно наносить шпаклевку

Цементно-песчаные выравнивающие смеси полностью набирают прочность довольно долго — 4 недели. Но выдерживать такое время после штукатурки не нужно. Цемент 70% своей прочности набирает за неделю. Этого вполне достаточно для нанесения шпаклевки и последующей финишной отделки, в том числе и тяжелой кафельной плитки. Например, цементная фасадная штукатурка Кнауф Унтерпутц толщиной 20 мм высыхает в течение 7-10 дней.

Гипсовые составы схватываются за 40-60 мин, а полностью высыхают примерно за неделю. Например, популярный Кнауф Ротбанд, нанесенный на стены слоем 15-20 мм, можно шпаклевать через 7 суток. Во влажном помещении или пониженных температурах срок высыхания может возрасти до 10-14 дней.

Время высыхания зависит и от толщины слоя, а также температуры и влажности в помещении. Использование строительных фенов или создание сквозняков для ускорения процесса не желательны – на поверхности при неравномерном просыхании могут образоваться значительные трещины, а со временем штукатурка начнет отслаиваться.

После высыхания перед шпаклеванием штукатурку нужно ошкурить — с помощью специальной терки с мелкой сеткой или с наждачной бумагой стену обрабатывают круговыми движениями. Таким образом снимаются мелкие наплывы высохшей смеси, следы от шпателя, места наложения слоев.

Нужно ли грунтовать стены?

Многие считают, что предварительное грунтование стен – лишь ненужная трата денег. Однако, если вы хотите, чтобы будущее декоративное покрытие выглядело идеально и держалось как можно дольше, то перед шпаклевкой стены нужно обязательно грунтовать.

Грунтовка, глубоко проникающая в поры:

• защищает поверхность от отслаивания;
• способствует более равномерному проникновению шпаклевки, клеевых составов и красителей.

Грунтовочные растворы являются и превосходным антисептиком, защищающим стены от грибка. Кроме того, они не дают влаге, которая способствует его развитию, проникать слишком глубоко в стены.

Выбор грунтовок довольно велик на строительном рынке, и для каждого вида поверхностей производители предлагают специальные виды. Для покрытия стен после оштукатуривания лучше использовать акриловые, полистирольные или перхлорвиниловые смеси глубокого проникновения или универсальные составы средней пористости.

Стены предварительно надо обработать мокрой губкой для удаления мельчайших частиц пыли. Грунтовать можно как валиком, так и кистью – валик распределяет смесь равномернее, а кистью удобней наносить ее в труднодоступных местах. Также для удобства и быстроты используют ручные распылители.

К шпаклевке приступают лишь после высыхания грунтовки. Время полного его закрепления всегда указывается на упаковке и может варьироваться от 5 до 15 часов.

Чем лучше шпаклевать?

Основные требования, предъявляемые к составам для внутренней отделки помещений:

• высокая пластичность;
• простота нанесения;
• идеальная гладкость создаваемой поверхности;
• доступная цена.

Составы на основе гипса — идеальный вариант для шпаклевания внутри дома. Особенностью гипсовых материалов является их быстрое схватывание (40-60 мин), простота нанесения и последующей затирки.

К фасадной шпаклевке требования совсем иные. В первую очередь они должны:

• быть морозостойкими;
• легко выдерживать перепады температур;
• обладать высокой прочностью;
• противостоять осадкам и повышенной влажности.

Для отделки фасадов и помещений с повышенной влажностью гипсовые шпатлевки лучше не использовать без покрытия гидроизоляцией. Поэтому для наружных работ по штукатурке применяют цементные или акриловые смеси. Цементные устойчивы к разрушению при намокании, а акриловые вообще не пропускают влагу внутрь.

Расход на 1 м2 по штукатурке

Расход шпаклевочной смеси зависит не только от толщины накладываемого слоя, но и вида и плотности состава. Узнать точную цифру можно на упаковке:

• тяжелые и плотные цементные шпаклевки для фасадной и внутренней отделки расходуются наименее экономно: при толщине слоя в 1 мм их понадобится 1,2-1,5 кг/м2 оштукатуренной стены;
• норма расхода гипсовой шпаклевки по штукатурке составит 0,8-0,1 кг на 1м2;
• наиболее экономичной считается шпаклевка на основе полимеров – расход на 1м2 составляет всего 600 г.

Чем качественней выравнены стены штукатуркой, тем меньший слой шпаклевки необходим после нее . Многое зависит и от производителя:

• «Широк». Составы для внутренних работ этой марки расходуются весьма экономно: в среднем при толщине в 1 мм на 1 кв. м потребуется всего 0,68 кг; единственный недостаток – компания фасует свою продукцию в очень большие емкости, что не всегда удобно;
• «Ветонит» реализует как фасадную штукатурку, так и смеси для внутренних работ; в первом случае расход будет 1,2-1,5 кг, а для отделки помещений понадобится 1,2 кг; выпускает компания и высокопрочные масляно-клеевые составы, однако их на кв. м понадобится до 3 кг;
• продукция «Кнауф» для внутренних работ, изготовленная на основе смолистых веществ, весьма качественна, но не слишком экономична: на отделку квадратного метра уйдет 1,7 кг.

Совет! В отличие от штукатурки, которую допускается наносить более толстым слоем, слой стартовой шпаклевки должен составлять не более 3 мм, финишной 1 мм. Если требуется повторная коррекция поверхности, ее необходимо тщательно просушить, а лишь затем накладывать новый слой.

Нанесение шпаклевки: видео урок

В заключение предлагаем вам ознакомиться с видео — инструкцией, в которой показано, как после штукатурки своими руками шпаклевать стены.

Надеемся, что данная статья была вам интересна, свои замечания и вопросы оставляйте в комментариях ниже.

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.

Определение сечения свайных фундаментов и расчет

Свайно-ростверковые фундаменты отличаются достаточно простой конструкцией, но, несмотря на популярность они нестабильные. Так как основания не имеют большой несущей площади, они подвержены горизонтальным и вертикальным подвижкам почвы.

Также на их устойчивость в значительной мере влияют размеры и масса самого здания, а также климатические условия в регионе, объем и качество используемых строительных материалов, диаметр подошвы опоры.

Сваи всегда устанавливаются подошвой ниже глубины промерзания почвы, а заводские стальные конструкции изготавливаются и поставляются строго определенной длины и диаметра. Также важную роль играет конструкция ростверка, особенно то, из чего он сделан. Многие застройщики часто решаются самостоятельно сделать сваи прямо на строительной площадке, для этого подготавливают определенный объем бетона и арматуры, но такие конструкции часто не подходят для больших типов сооружений.

Зачем нужно использовать расчет свайного фундамента

Учитывая, что сваи в фундаментах – это обычные точки опоры, которые отвечают за равномерный перенос всего объема нагрузок, со стороны здания и грунта через подошву на прочные слои почвы, они подбираются только после расчета ростверка. К примеру, максимально допустимые размеры, толщина, конструкция, прочие параметры.

Также на выбор диаметра используемых в строительстве свай влияют факторы, связанные с типом грунта, которые также учитываются в расчетах. Расчет свайного фундамента нужен для некоторых удобств:

1. Получится сделать расширенный проект свайного основания с учетом мест установки опор, а также расстояния между ними.
2. Можно существенно экономить на объеме используемых строительных материалов, подобрав оптимальный тип опоры.
3. Расчет предусматривает выбор оптимальной по диаметру опоры, ее длины и габаритов, а также подбор типа подошвы.

Также можно сразу определить, подойдут винтовые сваи для данного типа строительства или нужно использовать набивные или иные типы свай.

Расчет свайного фундамента

Он выполняется по параметрам предельных значений первой и второй группы факторов, указанных ниже. Каждая группа состоит из ряда параметров, в результате суммирования которых и можно подобрать оптимальные по диаметру опоры. Первая группа:

• расчет нагрузки со стороны материала несущих конструкций;
• расчет максимально возможного сопротивления почвы на продавливание и деформацию;
• несущая способность самого основания.

• осадка основания сваи с учетом максимально допустимого сечения подошвы;
• перемещение сваи за счет сил смещения;
• наличие трещин в конструкции сваи.

Перед началом расчетов, нужно провести подробный геологический анализ почвы на месте строительной площадки и определиться с максимально допустимой длиной опор. Можно по данным нагрузок на почву сразу определиться с количеством и сечением опор, но рекомендуется проверить расчеты лишний раз, особенно при возведении жилых зданий на крутых склонах и откосах.

Выбор материала ростверка

На данный момент, ростверки могут возводиться из следующих строительных материалов:

1. Деревянный брус, колода или бревно. Масса конструкции незначительная, плотность составляет до 1 кг/м 2 . Рекомендуется для малых сооружений типа бань, сараев или иных хозяйственных построек, армирование свай и ростверк не практикуется.
2. Бетон и железобетон. Здесь рекомендованная марка бетона не ниже В20, размеры, такие как ширина составит не менее толщины несущих стен с добавочным коэффициентом 1,2, длина проектная, толщина – не менее 25 см.

Минимальная толщина ростверка рассчитывается с учетом сечения опоры. В свою очередь опора, особенно железобетонная, должна быть жестко заделана в контур ростверка на высоту не менее двух диаметров конструкции, толщина плиты подбирается в результате расчета максимальной нагрузки на продавливание. Высота ростверка иногда составляет до 1,2 метра, рассчитывается исходя из параметров самого здания. После проведения расчета диаметра и максимальной нагрузки на прогиб, рекомендуется уточнить размеры ростверка, исходя из расчетного количества опор.

Выбор конструкции

Материал и конструкцию несущих конструкций свайно-ростверкового фундамента подбирают исходя из местных условий. Если почва содержит достаточно большое количество влаги, тогда рекомендуются бетонные и железобетонные несущие конструкции с большим сечением, ведь железные быстро будут уничтожены коррозией. Но при их выборе нужно также учитывать конструктивные особенности, достоинства и недостатки, а также финансовой фактор.

Длина сваи зависит от типа и структуры грунта на строительной площадке. По правилам, винтовые сваи вкручиваются ниже глубины промерзания почвы, а бетонные конструкции устанавливаются широкой подошвой на прочный грунт. Расчет сваи по первой группе предельных состояний производится по двум параметрам:

Прочность материала опоры

Сопротивление материала опор можно посчитать по формуле без учета продольного изгиба:

Где Y_c – стандартный коэффициент, для набивных свай 0,6, для остальных – 1; Y _cb – коэффициент используемого строительного материала, для свай – 1; R_b – сопротивление строительных материалов сжатию, кПа, это табличные данные; A_b – площадь подошвы опоры, м 2 ; R_sc – сопротивление арматурного каркаса, кПа; A_s – площадь сечения арматурного каркаса, м 2

Расчет несущей способности грунта

В зависимости от характера передачи нагрузки от здания на почву, все опоры делятся на две группы: стойки и висячие конструкции. Стойки – это конструкции, которые опираются на прочный слой почвы своей подошвой или ввинчиваются в грунт. Объем используемого строительного материала для наполнения может быть разным для каждой отдельной несущей опоры в зависимости от ее длины, максимально допустимого диаметра подошвы, сечения по всей длине. Висячие опоры передают нагрузку на грунт своим нижним концом и боковыми поверхностями, к этой группе относятся буро-набивные сваи. При выборе несущих конструкций важную роль играет сечение подошвы, ведь чем оно больше, тем большие нагрузки способно выдержать основание.

Несущую способность стойки можно рассчитать по формуле:

Где: Y_c – это коэффициент опоры, принимается за 1; А – площадь подошвы; R – расчетное сопротивление почвы, табличные данные, для скальных пород составляет до 20 МПа.

Расчет висячей сваи делается намного сложнее, ведь все они устанавливаются без выемки почвы и за время монтажа деформируются с расширением.

Выбор оптимального количества опор по параметрам допустимого сечения

Минимальное количество опор для фундаментов с низким ростверком можно посчитать по формуле:

Где k – коэффициент, составляет 1,4; N’_I − вертикальная нагрузка на фундамент со стороны здания; F_d – несущая способность опоры; Y _k – коэффициент надежности, составляет 1,4.

После расчета минимально необходимого количества опор можно начинать делать эскизный проект будущего основания. Расстояние между опорами принимают до 1,5 метра, их обязательно нужно устанавливать на углах пересечения несущих стен и в точках наиболее высокой нагрузки на грунт. Объем строительных материалов рассчитывается индивидуально, исходя из местных условий и характеристик опор.

Предварительное распределение свай по минимальной площади нижней кромки ростверка рассчитывается так:

Тут параметры a, b – это ширина и длина опоры, а с – ширина обреза, той части опоры, которая отрезается при выравнивании фундамента по горизонтальной плоскости.

Если полученная площадь окажется недостаточной для размещения свай, тогда будет необходимо увеличить размеры подошвы и, соответственно, ее объем. Если и увеличение не дает необходимых параметров нагрузки на грунт, тогда проектировщики увеличивают длину сваи, ее диаметр, количество или объем используемых строительных материалов.

В некоторых случаях целесообразно комбинировать сразу несколько видов свай или увеличивать объем подошвы за счет устройства свайного поля. Его рекомендуется устраивать в тех случаях, когда на единицу площади грунта оказывается значительная нагрузка со стороны здания. Как правило, такие поля монтируют в бетонные стаканы, объем необходимых строительных материалов рассчитывается отдельно, как и марка бетона. Также здесь настоятельно рекомендуется провести расчет допустимой нагрузки на строительные материалы.

Расчет осадки фундамента по второй группе выполняется аналогично расчету осадки фундамента мелкого заложения. Осадка определяется по диаметру и площади подошвы сваи, а также их количества и выбора допустимого материала при растяжении. При этом, если будут запроектированы висячие опоры, тогда деформацию не рассчитывают.

Указания по расчету свайных фундаментов

Основные указании

Расчет свайных фундаментов и их оснований должен быть выполнен по предельным состояниям:
а) первой группы:
— по прочности материала сван и свайных ростверков;
— по несущей способности грунта основания свай;
— но несущей способности оснований свайных фундаментов, если на них передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций и др.) или если основания ограничены откосами или сложены крутопадающими слоями фунта и т.п.;
б) второй группы
— по осадкам оснований свай и свайных фундаментов от вертикальных на-грузок;
— по перемещениям свай (горизонтальным u_p , углам поворота головы свай ψ_p) совместно с грунтом оснований от действия горизонтальных нагрузок и моментов.
— по образованию или раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций свайных фундаментов.
Расчет свай, свайных фундаментов и их оснований по несущей способности необходимо выполнять на основные и особые сочетания нагрузок, по деформациям — на основные сочетания.
Все расчеты свай, свайных фундаментов и их оснований следует выполнять с использованием расчетных значений характеристик материалов и фунтов.
При наличии результатов полевых исследований несущую способность грунта основания свай следует определять с учетом данных статического зондирования грунтов, испытаний грунтов эталонными сваями или по данным динамических испытаний свай. В случае проведения испытаний свай статической нагрузкой несущую способность грунта основания сваи следует принимать по результатам этих испытаний

Расчет сван по прочности материала

При расчете свай всех видов по прочности материала сваю следует рассматривать как стержень, жестко защемленный в фунте в сечении, расположенном от подошвы ростверка на расстоянии l₁ определяемом по формуле:

где l— длина участка сваи от подошвы высокого ростверка до уровня планировки грунта, м;
a_g — коэффициент деформации. 1/м.

Если для буровых свай и свай — оболочек, заглубленных сквозь толщу нескального грунта и заделанных в скальный грунт, отношение 2/a_g , то следует принимать

(где h — глубина погружения сваи или сваи — оболочки, отсчитываемая от ее нижнего конца до уровня планировки грунта при высоком ростверке, подошва которого расположена над грунтом, и до подошвы ростверка при низком ростверке, подошва которого опирается или заглублена в нескальные грунты, за исключением сильносжимаемых, м).
При расчете по прочности материала буро-инъекционных свай, прорезающих сильносжимаемые грунты с модулем деформации Е = 5 МПа и менее, расчетную длину свай на продольный изгиб l_d , в зависимости от диаметра свай d следует принимать равной:

при Е ≤ 2 МПа l_d = 25d
при Е = 2 — 5 МПа l_d = 15d.

В случае если l_d превышает толщину слоя сильносжимаемого грунта расчетную длину следует принимать равной 2h_g.
Расчеты конструкций свай всех видов следует производить на воздействие нагрузок, передаваемых на них от здания или сооружения, а забивных свай, кроме того, на усилия, возникающие в них от собственного веса при изготовлении, складировании, транспортировании свай, а также при подъеме их на копер за одну точку, удаленную от головы свай на 0,3l (где l -длина сваи).
Усилие в свае (как балке) от воздействия собственного веса следует определять с учетом коэффициента динамичности, равного:
1,5 — при расчете по прочности;
1,25 — при расчете по образованию и раскрытию трещин.
В этих случаях коэффициент надежности по нагрузке к собственному весу сваи принимается равным единице.
Расчетная нагрузка, допускаемая на железобетонную сваю по материалу, определяется по формуле:

где ϒ_b3 — коэффициент условий работы бетона, принимаемый ϒ_b3= 0,85 для свай, изготавливаемых на месте строительства;
ϒ_cb — коэффициент, учитывающий влияние способа производства свайных работ;
R_b — расчетное сопротивление бетона сжатию;
A_b — площадь сечения сваи нетто,
R_gc — расчетное сопротивление арматуры сжатию;
A_g — площадь сечения арматуры.
Пример 1.

Определение несущей способности сваи по материалу
Определить несущую способность буронабивной сваи диаметром d = 0,2 м по материалу. Свая выполняется в глинистом грунте без крепления стенок и отсутствии грунтовых вод. Материал сваи: бетон В20. Свая армирована 4 стержнями d12 A400.
Решение:
Площадь сечения сваи нетто:
A_b = πd 2 /4 = 3,14 * 0,22 2 /4 = 0,0314 м 2 .
Площадь сечения 4d12 A400: A_g = 452 мм 2 = 452 * 10 -6 м 2 .
Расчетное сопротивление бетона сжатию: R_b = 11,5 МПа.
Расчетное сопротивление арматуры А400 сжатию:
R_gc = 355 МПа.
Коэффициент условии работы бетона: ϒ_b3 = 0,85.
Коэффициент, учитывающий влияние способа производства свайных работ: ϒ_cb = 1,0.
Расчетная нагрузка, допускаемая на .железобетонную сваю но материалу:

N = 0,85* 1,0 * 11,5 * 0,0314 + 355 * 452 * 10 -6 = 0,467 МПа = 467 кН.

Расчет свай по несущей способности грунта

Одиночную сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности грунтов основания следует рассчитывать исходя из условия:

где N — расчетная нагрузка, передаваемая на сваю (продольное усилие, возникающее в ней от расчетных нагрузок, действующих на фундамент при наиболее невыгодном их сочетании);
F_d — расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи, называемая в дальнейшем несущей способностью сваи.
γ_k — коэффициент надежности по грунту.

При расчете свай всех видов как на вдавливающие, так и на выдергивающие нагрузки продольное усилие, возникающее в свае от расчетной нагрузки N, следует определять с учетом собственного веса сваи, принимаемого с коэффициентом надежности ио нагрузке, увеличивающим расчетное усилие.
Если расчет свайных фундаментов производится с учетом ветровых и крановых нагрузок, то воспринимаемую крайними сваями расчетную нагрузку допускается повышать на 20 % (кроме фундаментов опор линий электропередачи).
Если сваи фундамента опоры моста в направлении действия внешних нагрузок образуют один или несколько рядов, то при учете (совместном или раздельном) нагрузок от торможения, давления ветра, льда и навала судов, воспринимаемых наиболее нагруженной сваей, расчетную нагрузку допускается повышать на 10 % при четырех сваях в ряду и на 20 % при восьми сваях и более При промежуточном числе свай процент повышения расчетной нагрузки определяется интерполяцией.
Расчетную нагрузку на сваю N, кН. следует определять, рассматривая фундамент как рамную конструкцию, воспринимающую вертикальные и горизонтальные нагрузки и изгибающие моменты.
Для фундаментов с вертикальными сваями расчетную нагрузку на сваю допускается определять по формуле:

где N_d — расчетная сжимающая сила, кН;
M_{x ,} M_y расчетные изгибающие моменты, кНм, относительно главных центральных осей x и y плана свай в плоскости подошвы ростверка;

n — число свай в фундаменте.
x_i, y_i — расстояния от главных осей до оси каждой сваи, м;

х , у — расстояния от главных осей до оси каждой сваи, для которой вычисляется расчетная нагрузка, м.

Рис. 1. Схема для определении нагрузки на сваю

Горизонтальную нагрузку, действующую на фундамент с вертикальными сваями одинакового поперечного сечения, допускается принимать равномерно распределенной между всеми сваями.
Сваи и свайные фундаменты следует рассчитывать по прочности материала и производить проверку устойчивости фундаментов при действии сил морозного пучения, если основание сложено пучинистыми грунтами.

Пример 2.

Определение нагрузок на сваи во внецентренно-нагруженном фундаменте

Необходимо определить нагрузки, приходящиеся на сваи (см. рис.2). Количество свай в фундаменте n = 6. Нагрузки, действующие на фундамент:

Расчет свайного фундамента

На странице представлена технология расчетов фундаментов на железобетонных сваях. Вы узнаете, какие нормативы СНиП регулируют расчет свайного фундамента с ростверком и как реализуется этот процесс на практике.

• Расчет свайного фундамента с ростверком
• Как производится расчет свайного фундамента
• Расчет свайного фундамента СНиП
• Что учитывается при расчете свайных фундаментов
• Пример расчета свайного фундамента

Для того чтобы свайный фундамент был надежен и долговечен, необходимо профессионально производить его расчет. Результаты расчета свайного фундамента (ростверка) отражаются в проекте и являются обязательными для исполнения строителями. Наша компания осуществляет забивку свай для свайных фундаментов в строгом соответствии со строительными нормами и на основании проекта.

Расчет свайного фундамента с ростверком

Расчетом свайно-ростверковых фундаментов занимаются профильные специалисты – инженеры-проектировщики. Выполнению расчетов предшествуют геодезические изыскания на строительной площадке, которые дают проектировщикам необходимую исходную информацию о характеристиках грунтов на объекте.

Процесс геодезии участка начинается с бурения пробных скважин, из которых забирается керн (проба) почвы для дальнейшего анализа в лабораторных условиях. На основе полученных данных производится расчет следующих параметров фундамента.

Свайная часть:

• Требуемая глубина заложения опор;
• Диаметр опор;
• Общее количество опор в фундаменте;
• Схема размещения свай.

Ростверковая часть:

• Конфигурация ростверка – низкий, повышенный, высокий;
• Сечение ростверка;
• Устойчивость конструкции к нагрузкам на изгиб, продавливание;
• Способ армирования обвязки.

Как производится расчет свайного фундамента

Производство расчетов свайных фундаментов и оснований выполняется по предельным состояниям 1-й и 2-й группы.

К первой группе предельных состояний относятся:

• прочность материалов, из которых изготовлены сваи и свайные ростверки
• несущая способность грунта
• несущая способность оснований, в случаях наличия значительных горизонтальных нагрузок

Смотрите так же:

1. Характеристики шпунта
2. Фундамент с ростверком на сваях

Ко второй группе предельных состояний относятся:

• осадки свайных оснований от вертикальных нагрузок
• перемещения (или горизонтальные повороты) свай вместе с окружающим грунтом при наличии горизонтальных нагрузок и моментов
• образование или раскрытие трещин в железобетонных конструкциях свайных фундаментов.

Проектирование свайного ростверка по вышеуказанным предельным состояниям ведется по следующим формулам.

Устойчивость к продавливанию угловой сваей: , где:

• Fаi – нормативная нагрузка на угловую свайную опору;
• h01 – высота обвязки в месте стыковки с угловой сваей;
• Uі – сила нагрузки, образуемой давлением сваи на ростверк;
• Ві – расчетный коэффициент, который определяется на основании формулы Ві = К(Hоі/Соі).

Устойчивость к нагрузкам на изгиб: и , где:

• Мхі, Муі – действующие на ростверк изгибающие моменты;
• Fі – нормативна нагрузка на свайные опоры;
• Хі, Уі – расстояние между нижней гранью ростверка и осями свайных опор;
• Мfx, Мfy – действующие на ростверк изгибающие моменты местного типа;

Прочностная устойчивость к поперечным нагрузкам: :

• Q – нормативная устойчивость свайных опор, размещенных вне части ростверка, испытующей наибольшие поперечные нагрузки;
• b – ширина обвязки;
• Rbt – сопротивление обвязки к нагрузкам на растяжение по материалу;
• Ho – высота обвязки;
• С – расстояние от нижнего контура ростверка до оси свайной опоры.

Расчет свайного фундамента СНиП

Что учитывается при расчете свайных фундаментов

Итак, рассмотрим, какие аспекты при расчете свайных фундаментов принимаются в учет:

• Все возможные нагрузки и воздействия на свайный фундамент рассчитываются на основании СНиП, при этом указанные значения умножаются на так называемый коэффициент надежности, определенный в «Правилах учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкций».
• Несущая способность сваи и свайного фундамента рассчитывается как на основные сочетания нагрузок, так и особые. Расчет по деформациям производится на основные сочетания.
• В расчетах используются расчетные значения характеристик применяемых материалов и грунтов на строительной площадке (на основании исследований грунтов и проведенных статических или динамических испытаний свай), исходя из значений, указанных в СНиП.

• Кроме того в обязательном порядке учитываются тип используемых свай (сваи-стойки или висячие сваи), их собственный вес и показатели ветровых (креновых) нагрузок.
• При расчетах фундамент с ростверком на сваях рассматривается, как единая рамная конструкция, воспринимающая как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, и изгибающие силы.
• При значительных проектных нагрузках и в условиях сложных грунтов, в том числе с высоким уровнем грунтовых вод, в расчетах учитываются и отрицательные силы трения при осадке здания.
• Есть и другие аспекты, связанные с различными грунтами и их состоянием, которые также учитываются в расчетах.

Пример расчета свайного фундамента

Пример расчета свайного фундамента можно легко найти в интернете, однако он изобилует специфическими формулами и символами, в которых неподготовленному человеку разобраться весьма проблематично, да и ни к чему – это дело специалистов.

В качестве примера приводим алгоритм расчета свайно-ростверкового фундамента:

• Расчет массы строения;

Чтобы определить массу здания необходимо отдельно рассчитать вес каждого конструктивного элемента дома (кровли, перекрытий, стен, стяжки, стропильной системы). Делается это исходя из размеров конструктивных частей зданий и усредненного веса одного квадратного метра стройматериалов.

• Расчет полезных нагрузок;

К полезным нагрузкам относится вес мебели, декоративной облицовки стен, людей и предметов, находящихся в доме во время эксплуатации сооружения. Согласно действующим строительным нормативам, величина эксплуатационной нагрузки составляет 100 кг на 1 м2 перекрытия жилого здания.

• Расчет снеговых нагрузок;

Необходимо определить, какая нормативная снеговая нагрузка приходится на ваш регион, и умножить полученную величину на площадь кровли здания.

• Определение совокупных нагрузок на фундамент;

Суммируем массу здания, полезную и снеговую нагрузку и умножаем полученную величину на коэффициент надежности. Для жилых зданий его величина составляет 1,2.

• Определение грузонесущей способности сваи;

Исходя из полученных в результате геодезических изысканий характеристик грунтов высчитываем несущую возможность одной железобетонной сваи по формуле:

• Определение количества свай в фундаменте и требуемой длинны опор.

Чтобы рассчитать количество свай делим совокупные нагрузки, действующие на основание, на грузонесущую способность одной сваи.

Длина свай определяется исходя из типа грунтов на объекте. Опорная подошва опоры должна вскрывать неустойчивые верхние пласты грунта и углубляться не менее чем на 1 метр в высокотвердые песчаные либо глинистые породы.

К требуемой длине добавляются 40 см., необходимые для сопряжения свай с железобетонным ростверком. В фундаменте сваи размещаются с шагом в 2-2.5 метров, по одной опоре устанавливается на углах дома и в точках пересечения его стен.

• Расчет ростверка

Расчет ростверка выполняется по указанных в предыдущем разделе статьи формулам. Рекомендуем доверить проектирование обвязки профессионалам, поскольку самостоятельно произвести правильные расчеты, не обладая должным опытом, невозможно.

Наиболее часто используемое сечение ростверка – 40*30 см. Тело обвязки формируется из бетона марок М200 и М300, конструкция дополнительно армируется продольно-поперечным каркасом из прутьев арматуры А2 и А1 (10-15 мм. в диаметре).

Наша компания производит свайные работы, в том числе испытания свай, в строгом соответствии с расчетными данными и СНиП. Тем самым обеспечивается высокое качество результатов и надежность построенного свайного фундамента.

Получить детальную консультацию по погружению свай вы можете у наших специалистов, предварительно заполнив форму:

Методики и варианты расчета свайного фундамента

Перед началом проектирование необходимо провести ряд расчетов, которые позволят выбрать оптимальные параметры для силовых конструкций.

В зависимости от типа фундамента применяют различные методики, описанные в нормативной документации, или используют виртуальные программы.

Все о расчете свайного фундамента найдете в этой статье.

Методы

Подготовка к проектированию начинается с геологических изысканий на участке. Результаты исследований дают возможность оценить несущую способность почвы и определить, какие пласты будут несущими.

Затем собираются суммарные нагрузки проектного сооружения. При этом учитываются не только вес стен, перекрытий и крови, но также масса снегового настила и эксплуатационные нагрузки (вес людей, мебели, оборудования). Полученные сведения позволяют определить несущую способность одного опорного элемента, а также выбрать тип и количество свай.

В задачи конструктора входит необходимость исключения рисков, связанных с осадкой, деформацией и разрушением фундамента в процессе монтажа и эксплуатации.

Определение осадки силовой конструкции послойным суммированием

Метод заключается в суммировании показателей на сжатие всех пластов грунта, на которые оказывает давление опорная конструкция. Для этого необходимо определить осадку каждого слоя по формуле:

где:

• Р – усредненное уплотняющее давление (берется из нормативной документации);
• m – коэффициент, отражающий степень сжимаемости почвенных масс (определяется в результате компрессионных испытаний);
• р – толщина исследуемого пласта.

Соответственно, суммарный показатель будет равен:

где:

• Е – модуль деформации пласта;
• β – коэффициент (принимается равным 0,8 согласно СНиП).

Полученные значения деформаций и осадок для свайного фундамента не должны превышать предельное значение совместной деформации основания и сооружения, установленные в СНиП 2.02.01-83.

Тип сооружения	Максимальная осадка, см
Производственные и гражданские дома с монолитными перекрытиями	10
Многоэтажные бескаркасные здания с несущими стенами из бетонных перекрытий	12–18
Конструкции, в которых не возникают деформации от осадок	20

Расчет основания по деформациям

Методика основана на проверке условия:

где:

• p — среднее давление под подошвой фундамента; – равномерно распределенная нагрузка на пол нулевого этажа (для промышленных зданий , для жилых помещений – 1,5 кПа, бытовых – 2,0 кПа);
• q – расчетное сопротивление грунта (берется из нормативной документации).

где:

• N – суммарные проектные нагрузки с учетом веса фундамента и грунта, лежащего на его уступах;
• Aф – площадь подошвы фундамента.

Если определяющее условие не выполняется, то увеличивают площадь подошвы фундамента. Оптимальным считается значение, когда среднее давление пол подошвой меньше сопротивления грунта на 20%.

Что нужно знать, чтобы все правильно рассчитать?

Перед проектированием конструктору необходимо знать перечень параметров, получаемых изыскательным и расчетным путем.

В результате геологических испытаний определяют:

1. Физико-механические и химические свойства почвы.
2. Состав слоев.
3. Глубину залегания подземных источников.
4. Особенности гидрогеологии.
5. Точку сезонного промерзания грунта.
6. Риск сезонного подтопления.
7. Уровень залегания твердых слоев.

В результате инженерных расчетов узнают:

• суммарную нагрузку проектного сооружения;
• несущую способность силовой конструкции;
• схему расположения свай;
• характеристики опор;
• величину средней осадки и т.д.

Выше указаны только основные параметры, но на практике часто приходится проводить и другие расчеты, связанные с проверкой надежности проектного основания.

Нагрузки на свайный фундамент

Совокупность нагрузок складывает из трех основных параметров:

1. Массы здания (стен, кровли, перекрытий с учетом удельного веса распространенных строительных материалов).
2. Расчетных снеговых нагрузок (согласно СНиП № 2.01.07-85, параметр для южных регионов РФ равен 50 кг/м², центральных – 100 кг/м², северных – 190 кг/м²).
3. Эксплуатационные нагрузки (вес людей, масса предметов интерьера, оборудования и т.д.)

Согласно СНиП, для жилых сооружений принимают усредненное значение эксплуатационной нагрузки, равное 150 кг/м².

Количество свай

Количество свай определяется исходя из таких параметров:

• проектный вес сооружения;
• сопротивление грунта;
• допустимая нагрузка одного конструктивного элемента;
• выбранный шаг между опорами.

Зная суммарную нагрузку на основание, делят показатель на несущую способность одной сваи и получают необходимое количество силовых элементов. Затем пересчитывают суммарную нагрузку на грунт с учетом веса основания, делят на опорную площадь фундамента и сравнивают результат с сопротивлением грунта.

Если остается риск проседания почвы, то увеличивают опорную площадь фундамента, выбирая сваи прочнее или уменьшая шаг между конструктивными элементами.

Оптимальное расстояние

Минимально допустимое расстояние между двумя опорными элементами равно трем диаметрам свай (не меньше одного метра). Исключение составляет технология с монтажом опор под наклоном. В этом случае сваи можно расставлять с шагом в 1,5 диаметра.

Согласно общепринятой классификации, максимальное расстояние между опорами может быть равным 6 диаметрам (не больше 3 метров). Для всех типов свай оптимальным считается шаг в 1,5 – 2 метра.

Основные схемы размещения

Как правило, сваи размещают по периметру сооружения, а также под несущими стенами при условии, что каждый угол конструкции удерживает как минимум один силовой элемент. Для малогабаритных построек сваи можно располагать в один ряд или несколько (параллельно или в шахматном порядке, выдерживая допустимый шаг).

Глубина и высота

Глубина сваи определяется, исходя из расположения твердого несущего пласта, а также точки сезонного промерзания почвы. Уровень промерзания грунта находят по формуле:

где:

• Mt – суммарное значение среднемесячных отрицательных температур за зиму;
• d0 – коэффициент (принимается равным: для крупнообломочных грунтов – 0,34, песков средней крупности – 0,3, супесей – 0,28, глин – 0,23).

Согласно нормативным требованиям, минимальная высота цоколя – 20 см, но эксперты рекомендуют придерживаться величины 30–45 см. Для деревянных домов нижний этаж можно поднять на 50 см от уровня земли, а для регионов с высоким снежным настилом – на 90 см и более.

Пример для каркасного дома

Найдем количество силовых элементов фундамента для каркасного дома, проектируемого на грунте с несущей способность 3,5 кг/см².

Вначале необходимо определить суммарный вес сооружения и фундамента, а затем добавить к нему запас прочности 30%. Например, вес здания с учетом всех характеристик будет равен 150 тонн.

Определим площадь подошвы сваи круглого сечения диаметром 50 см по классической формуле πR²: 3,14 х 252 = 3892,5 см².

Рассчитаем количество свай для распределения нагрузки: 150 000 / 3892,5 = 38,54; получаем: 38,54 / 3,5 = 11,01 шт.

Таким образом для заданных условий потребуется 11 свай. Опорные элементы располагают под углами конструкции, а также под несущими стенами с шагом 1,5–2,5 м.

Особенности для свайно-винтового основания

Расчет свайно-винтового фундамента проводят по методике, описанной ранее. Отличительной особенностью является то, что на этапе геодезических исследований измеряют коррозионную агрессивность почвы и на основе полученных данных подбирают сваи с определенной толщиной стенки трубы и лопастей (в соответствии с ГОСТ 27751-2014).

Чтобы удостовериться в правильности выбранных параметров, выполняют расчет срока службы фундамента, проверяя остаточную толщину стенки на соответствие проектным нагрузкам.

Таблица расчета нагрузки на винтовые сваи:

Конструктивный элемент	Коэффициент надежности	Формула расчета
Внешние стены	1,1	Lстен х hстен х Mстен х 1,1
Внутренние стены	1,1	Nэтажей х hэтажа х Lстен х Mстен х 1,1
перегородки	1,2	hэтажа х Lперег. х Mперег. х 1,2
Перекрытия	1,1	Nперекр. х Sперекр. х 1,1
Кровля	1,2	(Sкровли х М кровли х 1,2)/ косинус угла наклона кровли
Фундамент	1,05	Nсвай х Mсвай х 1,1
Полезная нагрузка	1,2	Nэтаж. х Sэтаж. х 150 х 1,1
Снеговая нагрузка	1,4	Mсн. х Sкр. х 1,4

Пример

Исходные условия:

1. Одноэтажный каркасный дом площадью 6 на 6 м на винтовых сваях.
2. Металлическая вальмовая кровля.
3. Толщина внутренних перегородок – 800 мм.
4. Толщина внешних стен с утеплителем – 1000 мм.
5. Высота этажа – 3 м.
6. Общая длина перегородок – 25 м.
7. На участке глинистый тип грунтов.
8. Глубина промерзания – 3 м.
9. Нормативная снеговая нагрузка – 180 кг/м².

Выбираем винтовые сваи диаметром 108 м и высотой 4 м (с учетом глубины промерзания грунта, высота цоколя и запаса). Количество свай принимаем равным 9: по углам конструкции и между угловыми силовыми элементами (шаг 1,5 м).

Рассчитываем суммарные нагрузки с учетом запаса надежности:

• нагрузка внешних стен – 6600 кг;
• внутренних стен – 1980 кг;
• перегородок – 2204 кг;
• перекрытий – 11880 кг;
• кровли – 3700 кг.

Находим предварительный вес фундамента для 9 свай весом 40 кг с запасом прочности (5%): 9 х 40 х 1,05 = 378 кг.

Рассчитываем полезную нагрузку, исходя из установленного значения 150 кг/м² и коэффициента надежности 1,2: 6 х 6 х 150 х1,2 = 6480 кг.

Снеговая нагрузка (запас прочности 40%): 6 х 6 х 180 х 1,4 = 9072 кг.

Суммарная нагрузка на грунт будет равна 42294 кг. Принимая во внимание несущую способность одной опоры (5 тонн), проверяет количество необходимых силовых элементов: 42 т / 5 т = 8,4 шт.

Окончательно принимаем 9 свай для фундамента. Расставляем силовые элемента согласно ранее выбранной схемы.

Нюансы для свайно-ростверковой конструкции

В данном типе силовой конструкции сваи воспринимают суммарные нагрузки, а ростверк отвечает за распределение массы проектного сооружения по всей площади основания.

Расчет фундамента заключается в определении глубины залегания опор, выборе количества свай, а также параметров ростверка.

Расчет ростверка

Здание опирается на верхнюю часть основания, при этом передача нагрузок от вышерасположенных элементов происходит неравномерно. Помимо определения размеров ленты, находят центральные нагрузки на продавливание колонной, рассчитывают:

• прочность стакана ростверка,
• давление на боковые поверхности,
• а также изгибающие моменты.

Для выполнения перечисленных инженерных расчетов требуются специальные знания и навыки, поэтому проектирование свайно-ростверкового основания целесообразно доверить профессионалам.

Пример

Исходные условия:

1. Одноэтажное кирпичное здание площадью 6 на 9 м с двумя перекрытиями из железобетона толщиной 20 см.
2. Толщина стен – 38 см.
3. Высота этажа – 3,15 м.
4. Тип грунта – супесь (R = 46 т/м², fin = 1,2 т/м²).
5. Глубина несущего пласта – 3,1 м.
6. Вес снежного покрова – 80 кг/м².

Рассчитаем нагрузки с учетом коэффициентов запаса по схеме, описанной ранее, и получим суммарный вес сооружения равный 184 536 кг.

Предварительно пример параметры фундамента:

• ширина ростверка – 400 мм;
• высота ростверка– 500 мм;
• длина свай – 3 м;
• диметр сечения ж/б свай – 0,5 см;
• шаг – 1,5 м.

По чертежу рассчитаем длину ростверка (например, 30 м) и раздели на принятый шаг (1,5 м). К полученному значению добавим один запасной силовой элемент и получим потребность в опорах, которая составит 21 штуку.

Площадь сваи: 3,14 х 0,52/4 = 0,196 м². Периметр сваи: 2 х 3,14 х 0,5 = 3,14 м. Масса ростверка: 0,4м х 0,5м х 3м0 х 2500кг/м3 х 1,3 = 19500 кг. Масса свай: 21 х 3м х 0,196м2 х 2500кг/м3 х 1,3 = 40131 кг.

Суммарный вес возводимой конструкции (дома и фундамента) составит: 184 536 кг + 19500 кг + 40131 кг = 244167 кг. Нагрузка на погонный метр ростверка: Q = 244167 кг/30 м = 8100 кг/м.

Допустимая нагрузка на опору составит: P = (0,7 х R х S) + (u х 0,8 х fin х li) = (0,7 х 46 т/м2 х 0,196м2) + (3,14м х 0,8 х 1,2т/м2 х 3м) =15,35 т.

Окончательный шаг свай: P/Q = 15,35/8,1= 1,9 м. Масса конструкции без учета свай: 184 536 кг + 19500 кг = 204 т. Ширина ленты: М / (L х R) = 204/(30 х 75) = 0,09 м.

Такую ленту использовать нельзя, потому что толщина стен не должна превышать ширину ростверка более, чем на 4 см. Оставляем принятые в начале расчетов параметры верхнего силового элемента.

Как рассчитать свайно-плитный?

Особенность расчета сводится к определению оптимальной площади плиты:

где:

• Kn – коэффициент надежности ростверка относительно нагрузкам;
• F – суммарная нагрузка на фундамент;
• Кр – коэффициент, зависящий от типа грунта (в пределах 0,7 – 1,05);
• R – сопротивление грунта.

Расчет фундамента должен включать:

• определение нагрузок на плиту и сваи;
• определение усилий в конструктивных элементах;
• определение перемещения конструкции в целом и ее отдельных элементов.

В инженерных расчетах необходимо учесть:

1. Возможность деформаций.
2. Внутренние усилия.
3. Просадки, подвижки конструкции и другие значимые аспекты.

Оптимальное соотношением параметров нивелируется за счет изменения толщины плиты, количества и диаметра арматуры, параметров опор и глубины погружения. Также нужно учесть связь между стволами свай и плитой. Самостоятельно провести вычисления невозможно, поэтому проектирование доверяют специалистам.

Специальные программы

Когда самостоятельно повести расчеты нет возможности, а бюджет не позволяет обратиться в специализированную компанию, можно воспользоваться программами для определения искомых параметров.

Популярные платформы для скачивания:

1. GeoPlate – программа для расчета осадки свайно-плитного основания).
2. GeoPile – сервис для расчета нагрузки на свайный фундаментов зависимости от типа грунта.
3. StatPile mod Range – платформа для определения вертикальной нагрузки, передаваемой от ростверка на сваи.
4. StatPile mod SP – программа для расчета суммарных нагрузок, передаваемых на сваю.

Онлайн-порталы в помощь начинающим строителям:

1. Определение давления под подошвой фундамента — здесь.
2. Расчет глубины промерзания почвы — тут.
3. Расчет размеров конструктивных элементов фундамента, а также определение потребностей в арматуре и бетоне – тут.
4. Расчет количества свай в зависимости от параметров возводимой конструкции – здесь или здесь.
5. Определение количество свай и параметров силовых элементов – тут.

Сервисы для подсчета стоимости фундамента:

Проектирование основания – трудоемкий процесс, который учитывает множество факторов для различных исходных условий, поэтому не существует правдивого универсального сервиса для подсчета количества опор, определения параметров, расхода стройматериалов и стоимости.

Как правило, инженерными расчетами для проектирования занимаются специализированные фирмы в индивидуальном порядке.

Все, что необходимо знать об устройстве и возведении свайного фундамента, найдете здесь.

Заключение

Планируя строительство жилого сооружения, целесообразно доверить инженерные расчеты профессионалам. Только так можно получить достоверные сведения, которые послужат основой для проектирования свайного и свайно-ростверкового фундамента.

Эксперты советуют самостоятельно заниматься расчетами только для возведения сооружений, срок службы и эксплуатационные характеристики которых не имеют принципиального значения.

Какой методикой СП 24 расчёта свай на прочность по материалу пользоваться ?

Прошу разъяснить несколько моментов касательно расчёта свай.
СП 24.13330.2011 “Свайные фундаменты” разрешает считать сваи на прочность по материалу свай по двум методикам, если правильно понял.

Первый способ
7.1.8 При расчете свай всех видов по прочности материала сваю допускается рассматривать как стержень, жестко защемленный в грунте в сечении, расположенном от подошвы ростверка на расстоянии L1.

Второй способ
Приложение В (рекомендуемое). Расчет свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента

Даже по картинкам это разные расчётные схемы.
СП не разъясняет какой именно методикой обязательно пользоваться при расчёте свай и от чего это зависит.

1) Прошу подсказать какой именно методикой пользоваться при расчёте свай. Или от чего это зависит ?
Или эти методики дополняют друг друга и всегда надо пользоваться обоими ?

2) Много раз видел что люди назначают в моделях МКЭ разные длины пеньков из-под свай. Кто-то берёт 100 мм и считает руками, кто-то 1 м, кто-то 1,5 м.
Чем руководствуются короткопенёчники мне ясно. А как назначают длины пеньков в SCAD длинопенёчники ?
Ведь по расчётам по п. 7.1.8. длина пеньков у меня лично всегда получается за 3 м, а длиннее 1,5 м пеньков я ещё не видел.

3) Пожалуйста, порекомендуйте почитать классику жанра по сваям.

SergeyKonstr

Посмотреть профиль

Найти ещё сообщения от SergeyKonstr

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

То есть правильно ли я понял алгоритм действий ?

1) Предварительно считаем нагрузку на сваю и осадку свай и составе куста или одиночной (смотря что в реальности).
2) Делим Нормативную длительную нагрузку / “нормативную” осадку сваи (от длительной нормативной нагрузки с учётом всех коэффициентов этажности и площади по СП 20) = жёсткость по оси Z низа пенька сваи в кН/м.
2) Создаём модель с моделированием ростверков и свай короткими пеньками 100-200 мм. Каркас стоит на жёсткости по Z, а сбоку назначаются любые стартовые горизонтальные жёсткости спецэлемента для первой итерации. Допустим горизонтальные 200 кН/м.
3) Из модели получаем усилия в пеньках по верху пеньков (или узлах спецэлементов) – N, My, Mx, Qy, Qx, Т.
4) Из п. 7.1.8. СП 24 получаем L1
5) Разбиваем грунты и ИГЭ на слои около 0,5 м. По каждому слою из приложения В СП 24 получаем Кi кН/м4 и Сi кН/м3.
6) Сi кН/м3 это коэффициент постели грунта на боковой поверхности сваи.
То есть Сi * площадь места контакта слоя 0,5 м и сваи шириной допустим 0,4 м = жёсткость в точке. То есть Сi*0,5*0,4=0.2*Ci – это жёсткость каждого слоя в точке.
7) Берём самую нагруженную сваю и моделируем отдельно от ростверка заменяя его нагрузками на сваю.
Сваю моделируем заделанной в грунт на длину L1+L0 (если высокий ростверк), снизу спец элемент с жёсткостью по Z, по бокам каждые 0,5 м упругие спецэлементы с жёсткостью по х, у.
Верхние сколько-то метров толщины грунта не учитываем в расчёте ? Сколько и где это написано ?
9) По итогам расчёта отдельной сваи получаем её армирование и перемещение верха сваи.
10) Горизонтальная нагрузка / перемещение = новая горизонтальная жёсткость
11) Вторая итерация, – пересчёт всего здания + то же самое с рассчитанной новой горизонтальной жёсткостью пеньков свай.
12) После 2-3 итераций жёсткости сходятся.
13) Итого в итоге –
Сваю считаем на прочность по материалу отдельно от схемы по последним нагрузкам.
Схему считаем по последним жёсткостям пеньков.

14) Для плитных ростверков, видимо, надо выделять хотя бы 2 типа свай – средние и крайние. И считать их отдельно. Так ли это ?

Тогда остаются вопросы.
При применении коротких пеньков, если назначать пенькам просто жёсткость на перемещение по х и у то потеряется поворот головы сваи от нагрузки. Как тут быть ?
Моделировать в пеньках схемы ещё и жёсткость вращения по осям х и у ? Как её найти ?
Но и в таком случае не вижу связи между моментами в коротких пеньках и моментами в реальной конструкции в головах свай.
Как тут быть ?

Интуитивно кажется более верной методика с моделированием всей сваи целиком (все 4 м пенька) в расчётной схеме. Почему так нельзя ?
Зачем их считать отдельно ?