площадь опирания сваи на грунт

Определение несущей способности сваи по грунту

ИГЭ-1: песок, мощностью 7,2 м.;

ИГЭ-2: суглинок, мощностью 4,5 м.;

ИГЭ-3: торф, мощностью 2,4 м;

ИГЭ-4: глина полутвердая, J_L=0,25 , полная мощность не вскрыта;

Вид сваи – буровые, бетонируемые при отсутствии в скважине воды (сухим способом) 0,6х0,6м, а крайних 0,3х0,3м.

Количество свай в ростверке – 5.

Принимаем буронабивные сваи длиной 10 м.

Расчет круглых свай ведем как расчет квадратных, со стороной, где d- диаметр круглой сваи:

-центральная свая: а=0,9хd=0,9х0,3=0,27 м

Несущая способность по грунту одиночной забивной висячей сваи определяется по формуле:

где с — коэффициент условий работы сваи в грунте; с = 1;

R — расчетное сопротивление под нижним концом сваи, кПа;

А — площадь опирания на грунт сваи, м2, принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто, принимается равным для сваи:

-для сваи со стороной 0,54 равной 0,52м 2

-со стороной 0,27 равной 0,13 м 2

U — наружный периметр поперечного сечения сваи, м, для сваи:

-со стороной 0,54 — U=0,54х4=2,16 м;

-со стороной 0,27 — U=0,27х4=1,08м;

— расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПапринимаемое по табл. 11.2 [1]СНиП 2.02.03-85;

— толщина слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м ;

γ CR и γ Cf- коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним

концом и на боковой поверхности сваи; принимаем γ CR и γ Cfпринимаемые по табл. 7.4 [7], равными 1.

Определяем расчетное сопротивление под нижним концом сваи R и расчетные сопротивления по боковой поверхности сваи слоев грунта, через которые проходит свая.

Расчетное сопротивление R под нижним концом сваи для глины тугопластичной =0,35, на глубине =20,3 м составляет R=3880 кПа.

Используя найденные значения R и вычисляем несущую способность сваи по грунту .

Несущая способность сваи d=0,3см:

Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю по грунту, составит:

Несущая способность сваи d=0,6см:

Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю по грунту, составит:

Следовательно несущая способность обеспечена.

Т.к. разница значений и N составляет менее 10%, то сваи запроектированы экономично.

Содержание

Расчет свайного фундамента.
Расчет несущей способности сваи по грунту
Проектирование свайного фундамента
Расчет ростверка
Алгоритм расчета свайного фундамента
Расчет несущей способности по грунту
Расчет сваи-стойки, опирающейся на несжимаемое основание
Заключение

Расчет свайного фундамента.

1. Тип и вид свайного фундамента и сваи.

Ростверковый тип, вид фундамента – свайный куст. Свайные кусты состоят из групп свай и используются под отдельные опоры (колонны и столбы), передающие значительные нагрузки.

По характеру передачи нагрузки на грунт сваи подразделяются на сваи-стойки и висячие сваи (сваи трения). Мы будем использовать висячие сваи, к таким относятся сваи, опирающиеся на сжимаемые грунты. Нагрузка на основание ими передается как за счет сил трения боковой поверхностью свай, так и за счет сопротивления грунта под нижними концами свай.

2. Глубина заложения ростверка. Сопряжение свай с ростверком.

С учетом конструктивных особенностей здания, глубину заложения ростверка выбираем из следующих соображений:

толщина дна стакана: h = 0,45 м;

заделка сваи: 0,1 м;

толщина пола: h_п=0,2 м;

d_р = 0,2+1,1=1,3 м – глубина заложения ростверка от планировочной отметки.

3. Подбор длины сваи и размеров ее поперечного сечения.

При заданных грунтовых условиях и нагрузке на фундамент, а также по конструктивным соображениям в качестве несущего слоя примем слой 6 – глина тугопластичная.

Общая длина сваи определяется по формуле:

L= +Ʃh_i+h₀,

где — глубина заделки головы сваи в ростверк,м;

Ʃh_i — толщина прорезаемых слабых грунтов, расположенных выше несущего слоя, м;

h₀ – глубина погружения нижнего конца сваи в несущий слой, м.

L = 0,1+(0,2+0,59+3,81+1,1+4,3)+1,9 = 12 м

В качестве расчетной примем монолитную железобетонную сваю С-12-40, длиной 12 м, размером сторон 0,4*0,4 м, длиной острия 0,35 м. Сваи погружаем с помощью дизель-молота.

4. Определим несущую способность сваи.

, где

— коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

R – расчетное сопротивление грунта, расположенного под нижним концом сваи;

А – площадь опирания сваи на грунт, м 2 ;

u – наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

— расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи;

– толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;

, — коэффициенты условий работы грунтов, расположенных под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетное сопротивление грунта.

Для дальнейшего расчета с целью обеспечения надежности и безопасности работы конструкции принимается уменьшенное значение несущей способности, называемое расчетной несущей способностью или грузоподъемностью сваи. Она рассчитывается по формуле:

, где

– коэффициент надежности.

Для рассчитываемой сваи:

= 1,

z₀ = 13,2 м – глубина погружения нижнего конца сваи, тогда R = 2158 кПа (215,8 тс/м 2 ),

= = 1.

Толщину грунта, прорезаемого сваей, разбиваем на слои, толщиной не более 2 м. Находим расстояния l_i от планировочной отметки до середины каждого рассматриваемого слоя. Зная эти расстояния и вид грунта, находим по приложению расчетное сопротивление f_i для каждого слоя.

Сопротивление f_i в двух слоях пылеватого песка будет составлять:
при l₁ = 1,4 м h₁ = 0,2 м f₁ = 17,4 кПа;

при l₂ = 1,795 м h₂ = 0,59 м f₂ = 19,77 кПа;

Сопротивление f_i в двух слоях суглинка с J_L = 0,73 будет составлять:

при l₃ = 3,045 м h₃ = 1,91 м f₃ = 7,745 кПа;

при l₄ = 4,95 м h₄ = 1,9 м f₄ = 9,365 кПа;

Сопротивление f_i в слое суглинка с J_L = 0,45 будет составлять:

при l₅ = 6,45 м h₅ = 1,1 м f₅ = 28,338 кПа;

Сопротивление f_i в трех слоях мелкого песка будет составлять:

при l₈ = 10,55 м h₈ = 1,5 м f₈ = 46,55 кПа;

Сопротивление f_i в слое глины с J_L = 0,45 будет составлять:

при l₉ = 12,25 м h₉ = 1,9 м f₉ = 31,625 кПа.

Вычисляем несущую способность сваи:

= 1*[345,28+1,6*333,14] = 878,304 кН,

5. Определение количества свай.

, где

— расчетная нагрузка на куст кН от веса здании или сооружения,

– коэффициент надежности, принимаемый в зависимости от способа определения несущей способности сваи. При расчете практическим методом этот коэффициент принимается равным 1,4.

n =

6. Конструирование свайного ростверка.

По конструктивным соображениям принимаем высоту ростверка 1,1 м.

Размеры ростверка в плане (ширина «b» или длина «l») определяются по формуле:

b(l) = a(n_p— 1) + d + 2r, где

a – расстояние между осями свай, м;

n_p – количество свай в ряду по ширине или длине ростверка;

r -расстояние от края ростверка до грани сваи, м.

d принимаем равным 0,35 м.

Вычисляем размеры b и l сваи:

b = l = 1,2*(2-1) + 0,4 + 2*0,2 = 2 м.

7.Определение фактической расчетной нагрузки, передаваемой на сваю.

Согласно действующим нормам, фактическая действующая нагрузка на каждую сваю должна быть меньше расчетного значения:

, где

– расчетная (фактическая) нагрузка, передаваемая на сваю, кН;

Мы проектируем центрально нагруженный фундамент. Для такого фундамента расчетная (фактическая) нагрузка определяется из условия :

, где

– расчетная нагрузка на свайный куст, кН, от веса надземных конструкций здания или сооружения;

— количество свай в фундаменте;

, — расчетные нагрузки (силы) от веса ростверка и грунта на его обрезах, кН;

, где

— коэффициент надежности по нагрузке для веса строительных конструкций и грунтов;

— объем ростверка, м 3 ;

= 24 кН/м 3 – удельный вес железобетона.

, где

— средневзвешенное значение удельного веса грунта, кН/м 3 , расположенного выше ростверка;

— объем грунта на ступенях ростверка, м 3 .

= 1,1*2*2 = 4,4 м 3 ;

1,1*4,4*24 = 116,16 кН;

= 3,64*0,2 = 0,728 м 3 ;

= 1,1*0,728*18,8 = 15,06 кН;

N≤ F_p, 622,645 кН ≤ 627,36 кН – условие выполняется.

8.Расчет свайного фундамента по деформациям.

Расчет свайного фундамента по деформациям.

Следующим этапом расчета является проверка прочности грунта основания куста свай в целом как условного массивного фундамента на естественном основании, включающего ростверк, сваи и грунт. Размеры условного фундамента на отметке заложения зависят от угла .

, где

— расчетные значения углов внутреннего трения, для отдельных пройденных сваями слоев грунта толщиной .

Для центрально нагруженного свайного фундамента реактивные давления по подошве условного фундамента считаются равномерно распределенными.

= 20,65 град.

= 5,16 град.

Размеры подошвы условного фундамента вычисляются по формулам:

, ,где

l, b— расстояния между наружными гранями крайних свай соответственно по продольным и поперечным осям, м,

— глубина погружения свай в грунт, считая от подошвы ростверка, м.

Длина подошвы условного фундамента:

1,6+2*12,25*0,09 = 3,805 м.

Ширина подошвы условного фундамента:

= 1,6+2*12,25*0,09 = 3,805 м.

Площадь сечения условного фундамента: A_y = 3,805*3,805 = 14,48 м 2 .

Объем условного свайного фундамента будет равен:

V_y = 14,48*(0,2+1,1+0,2+0,59+3,81+1,1+4,3+1,9+0,35) = 196,204 м 3 ,

а объем грунта в нем составит:

Осредненный удельный вес грунта в свайном фундаменте с учетом взвешивающего действия воды для грунтов ниже уровня грунтовых вод будет равен:

= кН/м 3 .

Расчетная нагрузка от веса грунта в объеме условного свайного фундамента: = 2375,1996 кН.

Расчетная нагрузка от веса свай:

Расчетная нагрузка от веса ростверка:

кН/м 2 = 354,1 кПа.

Расчетное сопротивление грунта основания несущего слоя под подошвой условного фундамента определяем по формуле:

Для данного фундамента: γ_С1=1,2, γ_С2=1,1, k=1,1, М_γ = 0,245, М_q = 1,995,

= 13,8 кН/м 3 ,

кН/м 3 ,

b = b_y = 3,805 м, d₁ = d = 13,55 м, С_II = 34,5 кН/м 2 .

Основное требование расчета по второй группе предельных состояний выполняется, т.к. p ≤ R, 354,1 кПа ≤ 810,96 кПа.

1. Тип и вид свайного фундамента и сваи.

2. Глубина заложения ростверка. Сопряжение свай с ростверком.

толщина дна стакана: h = 0,45 м;

заделка сваи: 0,4 м;

толщина пола: h_п=0,2 м;

d_р = 0,2+1,1=1,3 м – глубина заложения ростверка от планировочной отметки.

3. Подбор длины сваи и размеров ее поперечного сечения.

Общая длина сваи определяется по формуле:

L= +Ʃh_i+h₀,

где — глубина заделки головы сваи в ростверк,м;

Ʃh_i — толщина прорезаемых слабых грунтов, расположенных выше несущего слоя, м;

h₀ – глубина погружения нижнего конца сваи в несущий слой, м.

L = 0,1+(0,2+0,59+3,81+1,1+4,3)+2,9 = 13 м

В качестве расчетной примем монолитную железобетонную сваю С-13-40, длиной 13 м, размером сторон 0,4*0,4 м, длиной острия 0,35 м. Сваи погружаем с помощью дизель-молота.

4. Определим несущую способность сваи.

, где

— коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

R – расчетное сопротивление грунта, расположенного под нижним концом сваи;

А – площадь опирания сваи на грунт, м 2 ;

u – наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

— расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи;

– толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;

, где

– коэффициент надежности.

Для рассчитываемой сваи:

= 1,

z₀ = 14,2 м – глубина погружения нижнего конца сваи, тогда R = 2223 кПа (222,3 тс/м 2 ),

= = 1.

Сопротивление f_i в двух слоях пылеватого песка будет составлять:
при l₁ = 1,4 м h₁ = 0,2 м f₁ = 17,4 кПа;

при l₂ = 1,795 м h₂ = 0,59 м f₂ = 19,77 кПа;

Сопротивление f_i в двух слоях суглинка с J_L = 0,73 будет составлять:

при l₃ = 3,045 м h₃ = 1,91 м f₃ = 7,745 кПа;

при l₄ = 4,95 м h₄ = 1,9 м f₄ = 9,365 кПа;

Сопротивление f_i в слое суглинка с J_L = 0,45 будет составлять:

при l₅ = 6,45 м h₅ = 1,1 м f₅ = 28,338 кПа;

Сопротивление f_i в трех слоях мелкого песка будет составлять:

при l₈ = 10,55 м h₈ = 1,5 м f₅ = 46,55 кПа;

Сопротивление f_i в двух слоях глины с J_L = 0,45 будет составлять:

при l₉ = 12,25 м h₉ = 1,9м f₉ = 31,625 кПа,

при l₁₀ = 14,2 м h₁₀ = 2 м f₁₀ = 32,6 кПа.

Вычисляем несущую способность сваи:

= 993,024 кН,

5. Определение количества свай.

, где

— расчетная нагрузка на куст кН от веса здании или сооружения,

n =

6. Конструирование свайного ростверка.

По конструктивным соображениям принимаем высоту ростверка 1,1 м.

Размеры ростверка в плане (ширина «b» или длина «l») определяются по формуле:

b(l) = a(n_p— 1) + d + 2r, где

a – расстояние между осями свай, м;

n_p – количество свай в ряду по ширине или длине ростверка;

r -расстояние от края ростверка до грани сваи, м.

d принимаем равным 0,4 м.

Вычисляем размеры b и l сваи:

b = 1,2*(3-1) + 0,4 + 2*0,2 = 3,2 м.

l = 1,2*(5-1) + 0,4 + 2*0,2 = 5,6 м.

7.Определение фактической расчетной нагрузки, передаваемой на сваю.

, где

– расчетная (фактическая) нагрузка, передаваемая на сваю, кН;

, где

– расчетная нагрузка на свайный куст, кН, от веса надземных конструкций здания или сооружения;

— количество свай в фундаменте;

, — расчетные нагрузки (силы) от веса ростверка и грунта на его обрезах, кН;

, где

— коэффициент надежности по нагрузке для веса строительных конструкций и грунтов;

— объем ростверка, м 3 ;

= 24 кН/м 3 – удельный вес железобетона.

, где

— средневзвешенное значение удельного веса грунта, кН/м 3 , расположенного выше ростверка;

— объем грунта на ступенях ростверка, м 3 .

= 1,1*3,2*5,6 = 19,712 м 3 ;

1,1*19,712*24 = 520,39 кН;

= 17,56*0,2 = 3,51 м 3 ;

= 1,1*3,51*18,8 = 72,59 кН;

N≤ F_p, 705,98 кН ≤ 709,3 кН – условие выполняется.

8.Расчет свайного фундамента по деформациям.

Расчет свайного фундамента по деформациям.

, где

— расчетные значения углов внутреннего трения, для отдельных пройденных сваями слоев грунта толщиной .

= 20,04 град.

= 5,01 град.

Размеры подошвы условного фундамента вычисляются по формулам:

, ,где

l, b— расстояния между наружными гранями крайних свай соответственно по продольным и поперечным осям, м,

— глубина погружения свай в грунт, считая от подошвы ростверка, м.

Длина подошвы условного фундамента:

5,2+2*13,25*0,087 = 7,506 м.

Ширина подошвы условного фундамента:

= 2,8+2*13,25*0,087 = 5,106 м.

Площадь сечения условного фундамента: A_y = 7,506*5,106 = 38,33 м 2 .

Объем условного свайного фундамента будет равен:

V_y = 38,33*(0,2+1,1+0,2+0,59+3,81+1,1+4,3+2,9+0,35) = 557,702 м 3 ,

а объем грунта в нем составит:

= кН/м 3 .

Расчетная нагрузка от веса грунта в объеме условного свайного фундамента: = 7642,1 кН.

Расчетная нагрузка от веса свай:

Расчетная нагрузка от веса ростверка:

кН/м 2 = 342,13 кПа.

Для данного фундамента: γ_С1=1,2, γ_С2=1,1, k=1,1, М_γ = 0,245, М_q = 1,995,

= 14,23 кН/м 3 ,

кН/м 3 ,

b = b_y = 3,2 м, d₁ = d = 14,55 м, С_II = 34,5 кН/м 2 .

Основное требование расчета по второй группе предельных состояний выполняется, т.к. p ≤ R, 342,13 кПа ≤ 853,92 кПа.

Список используемой литературы.

1. Кочергин В.Д., Метелева З.Л., Ведяков И.И. Проектирование фундаментов мелкого заложения зданий и сооружений: Учеб. пособие для практических занятий и курсового проектирования. – Электросталь: ЭПИ МИСиС, 2005. – 122 с.

2. Кочергин В.Д., Метелева З.Л., Ведяков И.И., Основания и фундаменты. Раздел: Свайные фундаменты: Учеб. пособие для практических занятий и курсового проектирования. – Электросталь: ЭПИ МИСиС, 2004. – 86 с.

3. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация. – М. : Госстандарт, 1996. – 25 с.

4. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений. – М. : ГУП ЦПП, 2000. – 48 с.

5. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. – М. : ФГУП ЦПП, 2004. – 44 с.

6. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты. – М. : СТройиздат, 1986. – 45 с.

Расчет несущей способности сваи по грунту

Сваи широко применяют в строительстве. Они позволяют устраивать фундамент на неустойчивых почвах, ограждать котлованы, возводить подпорные стенки и укреплять грунт.

Это экономичный, устойчивый вариант установки фундамента, применяемый практически в любых условиях.

В статье мы расскажем о видах свай, порядке и различных методах расчета фундамента.

Расчет свай начинается с выбора их типа.

По способу заглубления в грунт различают:

Забивные сваи. Самый популярный вид. Погружаются в грунт путем забивки пневматическим молотом на рассчитанную глубину;
Буронабивные сваи устанавливаются в самые короткие сроки. Сначала методом шнекового бурения разрабатывают скважину и уплотняют грунт вокруг нее. Потом одновременно с извлечением бура под давлением закачивают в скважину бетонную смесь. Сразу после этого в ней устанавливают армирующий каркас. Его изготавливают из металлических стержней на заводе или строительной площадке;
Вибропогружаемые опускаются в толщу пород под действием собственного веса. Специальная установка передает вибрацию через сваю на грунт, за счет этого уменьшается сила трения между конструкцией и частицами почвы и свая постепенно погружаются в породу. Метод применяется на площадках с песчаным или насыщенным влагой грунтом;
Винтовые конструкции имеют лопасти на концах, благодаря им конструкция погружается в землю. Хорошо работают на неустойчивых грунтах и плывунах при наличии недалеко от поверхности прочной породы. При монтаже не издают шума, не повреждают почву, могут устанавливаться на площадках с плотной застройкой. Монтаж осуществляется вручную или с применением легкой техники;
Вдавливаемые устанавливаются без сильных толчков и вибраций, создают минимальную нагрузку на почву и фундаменты расположенных вблизи сооружений. Подходят для строительства крупных объектов в местах с плотной застройкой и вблизи зданий с неустойчивыми или старыми фундаментами.

По виду материала:

Железобетон. Самый популярный материал для возведения крупных объектов. Металл, составляющий каркас обеспечивает стойкость к изгибающим нагрузкам, а бетон защищает металлоконструкцию от воздействия окружающей среды, обеспечивает стойкость к вертикальным нагрузкам и увеличивает силу трения с грунтом;
Дерево. Применяется в индивидуальном строительстве на сухих почвах. Дешевый и доступный материал, но требует дополнительной гидроизоляции;
Металл. Из этого материала выполняют винтовые сваи. После изготовления их покрывают специальным составом, защищающим их от коррозии.

Сваи отличаются по виду конструкции и форме. Это могут быть квадратные, прямоугольные, многоугольные и круглые сечения. Последний вид приобрел наибольшую популярность благодаря простоте изготовления и расчета нагрузки на такую конструкцию.

По характеру работы:

Сваи-стойки работают за счет установки их нижней части на прочную породу. Они передают нагрузку на устойчивое основание, миную другие, менее надежные слои;
Висячие сваи работают за счет силы трения между ними и сжатыми грунтами вокруг.

На выбор типа конструкции влияют условия работы, особенности грунтов, конструкция и вес здания. Для правильного расчета необходимо обратиться к специалистам, способным провести все необходимые измерения и изыскания.

Проектирование свайного фундамента

При проектировании свайного фундамента необходимо участь ряд факторов, влияющих на его устойчивость:

Глубина залегания толщина и надежность пород;
Масса здания;
Условия строительства и эксплуатации;
Конструктивные особенности здания.

При проектировании инженеры опираются на данные геологических изысканий и на их основе определяют возможность строительства, рассчитывают количество свай, выбирают их вид, форму и материал.

Второй важный фактор — это нагрузка от здания.

Она складывается из нескольких видов нагрузки:

Постоянная. Включает в себя вес самого здания;
Долгосрочная временная — это вес станков, оборудования и других тяжелых конструкций;
Краткосрочная временная складывается из веса мебели и людей в здании;
Снеговая и ветровая нагрузки рассчитываются отдельно для каждого здания на основании климатических данных региона согласно СП 131.13330.2012 «Строительная климатология».

Карта снеговых районов России

Вид сваи зависит от технико-экономических показателей строительства. Подбирается самый дешевый вариант, удовлетворяющий все требования и обеспечивающий надежность конструкции.

На этапе проектирования инженеры предусматривают запас прочности, обеспечивающий длительный срок эксплуатации фундамента даже при больших нагрузках.

Расчет ростверка

Важный показатель для строительства — количество свай в ростверке. Этот показатель напрямую влияет на способность конструкции правильно передавать нагрузку на основание и обеспечивать прочность фундамента.

Ростверк — это балка, соединяющая верхние части свай и равномерно распределяющая между ними нагрузку.

Количество свай в ростверке находят по формуле:

dp — заглубление ростверка;
N0I — максимальное значение суммы нагрузок от веса здания;
Yk — коэффициент надежности;
F — максимальная нагрузка на одну сваю;
A — площадь ростверка;
Ymt — усредненный вес ростверков и грунта на его обрезах.

Полученное в результате вычислений число округляется всегда в большую сторону до целого значения.

Сваи распределяют согласно правилам:

В шахматном порядке, в два ряда или в одну линию с равными промежутками;
Расстояние между соседними сваями не менее трех их диаметров;
Минимальное расстояние от края ростверка до ближайшей сваи равно одному ее диаметру;
При возникновении только вертикальных нагрузок сваи заглубляют в ростверк всего на 5–10 см, в иных случаях соединение делают более надежным и дополнительно рассчитывают.

При расчетах ростверков инженеры работают, основываясь на СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции».

Алгоритм расчета свайного фундамента

Процесс расчета начинается с определения общего веса здания.

Он состоит из суммы массы всех конструкций:

При расчете толщина каждого слоя конструкции умножается на ее высоту и на плотность. В результате рассчитывается нагрузка на 1 м2 конструкции.

Кратковременные равномерно распределенные нагрузки (вес людей и мебели) берутся с расчетом 150 кг/м2. Сумма нагрузок вычисляется путем умножения значения на общую площадь здания. После этого определяется нагрузка от веса снега. Она будет зависеть от климатического района и форму крыши.

Чем больше угол наклона крыши, тем меньше будет снеговая нагрузка.

После этого определяется несущая способность каждой сваи и их количество в ростверках. Полученные значения дополнительно проверяют и только после этого приступают к дальнейшему проектированию и строительству здания.

Расчет несущей способности по грунту

Несущая способность — это значение, необходимое для выполнения правильных расчетов. Выполнить расчет можно с помощью нескольких методов.

Предварительный теоретический расчет по формуле Fd = Yc * (Ycr * R * A + U * ∑ Ycri * fi * li), где:

А — площадь опирания на грунт нижней части единицы конструкции;
Yc, Ycr, Ycri — коэффициенты, учитывающие условия работы фундамента, основания, сил трения;
U — периметр разреза сваи;
fi — сила трения на боковых стенках;
R — величина несущей способности грунта в месте опирания;
li — длина боковых частей.

Метод статических нагрузок — это комплекс полевых работ, связанных с практическим нахождением несущей способности.

Это наиболее точный метод:

На площадке устанавливают пробную сваю;
Дают конструкции набраться прочности в течение положенного срока;
Установленный на сваю ступенчатый домкрат передает на нее нагрузку;
Специальный прибор замеряет усадку сваи;
На основе полученных данных проводятся расчеты.

Метод динамической нагрузки -на уже установленный свайный фундамент передают ударную нагрузку и после каждого удара определяют усадку и проводят необходимые расчеты.

Метод зондирования — пробную сваю оснащают датчиками, погружают на расчетную глубину и определяют сопротивление грунтов.

После выполнения теоретического расчета необходимо дополнительно выполнить одно или несколько полевых испытаний и дополнительных расчетов на их основании. Это поможет проверить правильность расчетов и изысканий на практике.

Для упрощения расчетов инженерами был создан калькулятор несущей способности грунта с использованием макросов в Excel.

Он способен:

Построить график изменения несущей способности;
Разбить толщу пород на слои, основываясь на введенных данных;
Найти коэффициент работы всей поверхности сваи;
Учесть коэффициенты, уменьшающие несущую способность.

Расчет сваи-стойки, опирающейся на несжимаемое основание

Данные для расчета берут в СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты».

В таблице указаны значения расчетных сопротивлений свай:

Табличные значения сопротивлений для разных типов грунта

Формула для расчета сваи-стойки:

gc — коэффициент, учитывающий работу грунта;
R — взятое из таблицы сопротивление грунта;
А — площадь разреза сваи.

Результат расчета используется для дальнейшего нахождения количества свай в ростверке.

Заключение

Расчет несущей способности сваи по грунту — это непростой процесс, требующий опыта и внимания со стороны инженеров. Расчет выполняется в несколько этапов, теоретически полученные значения проверяют в ходе полевых испытаний, полностью исключая возможность ошибки.

Расчет свайного фундамента могут выполнять только профессионалы с инженерным образованием и разрешением на подобную деятельность.