Расчет осадки условного фундамента по сп 24
Обновлено: 18.05.2024
Осадка условного фундамента свайного поля
Очень редкий вид строительного расчета, выполненный по СП 24.13330.2011 (СниП 2.02.03-85). Актуален для высотных зданий фундаментом которых является сплошная плита, которое опирается на свайное поля. Делается он вручную, видимо когда, средняя осадка подозрительно близка к критической. Мни самому приходилось в этом разбираться лично для экспертизы проекта: Расчет каркаса монолитного здания этажностью 24 этажа. Как следствие выкладываю этот пример.
Расчет осадки условного фундамента по сп 24
Сведения о своде правил
1 ИСПОЛНИТЕЛИ - Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова - институт АО "НИЦ "Строительство" (НИИОСП им.Н.М.Герсеванова)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации (ТК 465) "Строительство"
3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики
Информация об изменениях к настоящему своду правил публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет
ВНЕСЕНЫ опечатки, опубликованные в Информационном Бюллетене о нормативной, методической и типовой проектной документации N 6, 2011 г.
Опечатки внесены изготовителем базы данных
Изменения N 1, 2, 3 внесены изготовителем базы данных по тексту М.: Стандартинформ, 2017 год; М.: Стандартинформ, 2019
Введение
Настоящий свод правил устанавливает требования к проектированию фундаментов из разных типов свай в различных инженерно-геологических условиях и при любых видах строительства.
Разработан НИИОСП им.Н.М.Герсеванова - институтом ОАО "НИЦ "Строительство": д-ра техн. наук Б.В.Бахолдин, В.П.Петрухин и канд. техн. наук И.В.Колыбин - руководители темы; д-ра техн. наук: А.А.Григорян, Е.А.Сорочан, Л.Р.Ставницер; кандидаты техн. наук: А.Г.Алексеев, В.А.Барвашов, С.Г.Безволев, Г.И.Бондаренко, В.Г.Буданов, A.M.Дзагов, О.И.Игнатова, В.Е.Конаш, В.В.Михеев, Д.Е.Разводовский, В.Г.Федоровский, О.А.Шулятьев, П.И.Ястребов, инженеры Л.П.Чащихина, Е.А.Парфенов, при участии инженера Н.П.Пивника.
Изменение N 2 разработано институтом АО "НИЦ "Строительство" - НИИОСП им.Н.М.Герсеванова (руководители темы - д-р техн. наук Б.В.Бахолдин, канд. техн. наук И.В.Колыбин, канд. техн. наук Д.Е.Разводовский; исполнители - д-р техн. наук Н.З.Готман, д-р техн. наук Л.Р.Ставницер, канд. техн. наук А.Г.Алексеев, канд. техн. наук А.М.Дзагов, канд. техн. наук В.А.Ковалев, канд. техн. наук А.В.Скориков, канд. техн. наук В.Г.Федоровский, канд. техн. наук О.А.Шулятьев, канд.техн. наук П.И.Ястребов) при участии д-ра техн. наук В.В.Знаменского, д-ра техн. наук В.А.Ильичева.
Изменение N 3 к своду правил подготовлено АО "НИЦ "Строительство" - НИИОСП им.Н.М.Герсеванова (руководители темы - д-р техн. наук Б.В.Бахолдин, канд. техн. наук И.В.Колыбин, канд. техн. наук Д.Е.Разводовский, д-р техн. наук Н.З.Готман, канд. техн. наук А.Г.Алексеев, канд. техн. наук А.М.Дзагов, канд. техн. наук В.В.Сёмкин, канд. техн. наук А.В.Скориков, канд. техн. наук В.Г.Федоровский, канд. техн. наук А.В.Шапошников, канд. техн. наук П.И.Ястребов, при участии д-ра техн. наук В.В.Знаменского, д-ра техн. наук В.А.Ильичева).
1 Область применения
Настоящий свод правил распространяется на проектирование свайных фундаментов вновь строящихся и реконструируемых зданий и сооружений (далее - сооружений).
Свод правил не распространяется на проектирование свайных фундаментов сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, свайных фундаментов машин с динамическими нагрузками, а также опор морских нефтепромысловых и других сооружений, возводимых на континентальном шельфе.
2 Нормативные ссылки
ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик
ГОСТ 5686-2012 Грунты. Методы полевых испытаний сваями
ГОСТ 8732-78 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент
ГОСТ 8734-75 Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. Сортамент
ГОСТ 9463-2016 Лесоматериалы круглые хвойных пород. Технические условия
ГОСТ 10704-91 Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент
ГОСТ 12536-2014 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава
ГОСТ 19804-2012 Сваи железобетонные заводского изготовления. Общие технические условия
ГОСТ 19804.6-83 Сваи полые круглого сечения и сваи-оболочки железобетонные составные с ненапрягаемой арматурой. Конструкция и размеры
ГОСТ 19912-2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием
ГОСТ 20276-2012 Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости
ГОСТ 20295-85 Трубы стальные сварные для магистральных газонефтепроводов. Технические условия
ГОСТ 20522-2012 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний
ГОСТ 26633-2015 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия
ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения
ГОСТ 31937-2011 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния
СП 14.13330.2018 "СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах"
СП 21.13330.2012 "СНиП 2.01.09-91 Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах" (с изменением N 1)
СП 22.13330.2016 "СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений"
СП 25.13330.2012 "СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах" (с изменением N 1)
СП 26.13330.2012 "СНиП 2.02.05-87 Фундаменты машин с динамическими нагрузками" (с изменением N 1)
СП 28.13330.2017 "СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии" (с изменением N 1)
СП 38.13330.2018 "СНиП 2.06.04-82* Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)"
СП 40.13330.2012 "СНиП 2.06.06-85 Плотины бетонные и железобетонные"
СП 47.13330.2016 "СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения"
СП 58.13330.2012 "СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные положения" (с изменением N 1)
СП 63.13330.2012 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения" (с изменениями N 1, 2, 3)
СП 71.13330.2017 "СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные покрытия"
СП 126.13330.2017 "СНиП 3.01.03-84 Геодезические работы в строительстве"
СП 131.13330.2012 "СНиП 23-01-99* Строительная климатология" (с изменениями N 1, 2)
Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов.
3 Термины и определения
Термины с соответствующими определениями, используемые в настоящем СП, приведены в приложении А.
Наименования грунтов оснований зданий и сооружений приняты в соответствии с ГОСТ 25100.
4 Общие положения
4.1 Основное назначение свай - это прорезка залегающих с поверхности слабых слоев грунта и передача действующей нагрузки на нижележащие слои грунта, обладающие более высокими механическими показателями. Свайные фундаменты должны проектироваться на основе и с учетом:
а) результатов инженерных изысканий для строительства;
б) сведений о сейсмичности района строительства;
в) данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности сооружения и условия их эксплуатации;
г) действующих на фундаменты нагрузок;
д) условий существующей застройки и влияния на нее нового строительства;
е) экологических требований;
ж) технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений;
СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83* (с Изменениями N 1, 2, 3)
Максимальная или средняя осадка, см
1 Производственные и гражданские одноэтажные и многоэтажные здания с полным каркасом:
то же, с устройством железобетонных поясов или монолитных перекрытий, а также здания монолитной конструкции
то же, с устройством железобетонных поясов или монолитных перекрытий
2 Здания и сооружения, в конструкциях которых не возникают усилия от неравномерных осадок
3 Многоэтажные бескаркасные здания с несущими стенами из:
крупных блоков или кирпичной кладки без армирования
то же, с армированием, в том числе с устройством железобетонных поясов или монолитных перекрытий, а также здания монолитной конструкции
4 Сооружения элеваторов из железобетонных конструкций:
рабочее здание и силосный корпус монолитной конструкции на одной фундаментной плите
то же, сборной конструкции
отдельно стоящий силосный корпус монолитной конструкции
то же, сборной конструкции
5 Дымовые трубы высотой Н, м:
6 Жесткие сооружения высотой до 100 м, кроме указанных в пунктах таблицы 4 и 5
7 Антенные сооружения связи:
стволы мачт заземленные
то же, электрически изолированные
башни коротковолновых радиостанций
башни (отдельные блоки)
8 Опоры воздушных линий электропередачи:
анкерные и анкерно-угловые,
промежуточные угловые, концевые, порталы открытых распределительных устройств специальные переходные
1 Значение предельной максимальной осадки основания фундаментов применяется к сооружениям, возводимым на отдельно стоящих фундаментах на естественном (искусственном) основании или на свайных фундаментах с отдельно стоящими ростверками (ленточные, столбчатые и т.п.).
2 Значение предельной средней осадки основания фундаментов применяются к сооружениям, возводимым на едином монолитном железобетонном фундаменте неразрезной конструкции (перекрестные ленточные и плитные фундаменты на естественном или искусственном основании, свайные фундаменты с плитным ростверком, плитно-свайные фундаменты и т.п.).
3 Предельные значения относительного прогиба зданий, указанных в пункте 3 таблицы, принимают равными 0,5, а относительного выгиба - 0,25.
5 Если основание сложено горизонтальными (с уклоном не более 0,1), выдержанными по толщине слоями грунтов, предельные значения максимальных и средних осадок допускается увеличивать на 20%.
7 На основе обобщения опыта проектирования, строительства и эксплуатации отдельных видов сооружений допускается принимать предельные значения деформаций основания фундаментов, отличающиеся от указанных в настоящем приложении.
Расчет осадки условного фундамента по сп 24
1. ВведениеНа современном этапе развития фундаментов одной из главных задач является повышение эффективности проектировочных решений, разработка экономически обоснованных и конкурентоспособных решений
В настоящее время большой размах приобретает строительство на слабых водонасыщенных грунтах, когда строители используют под объекты площадки, которые ранее признавались геологами невыгодными для возведения сооружений.
В сложных инженерно-геологических условиях свайный вариант зачастую оказывается единственно возможным видом фундаментов. Свайные фундаменты применятся в тех случаях, когда грунты основания представлены насыпью большой мощности, илистыми отложениями, связными грунтами в текучем и текуче-пластичном состоянии и т.п. [13, 15].
Так как затраты на устройство подземной части здания составляют до 25% от общей стоимости, снизить эти показатели позволяет применение более экономичных и индустриальных свайных фундаментов.
Важнейшим резервом повышения эффективности свайных фундаментов является совершенствование определения их осадок на стадии проектирования.
Сложность работы сваи в грунте делает невозможным создание математически строгой теории надежности расчета. Поэтому используются различные инженерные методики расчета. Используемая в настоящее время нормативная литература в области проектирования свайных фундаментов содержит недостаточно информации и позволяет получать неоднозначные результаты.
Целью данной работы является сравнение результатов расчета осадок свайных фундаментов здания каркасного типа в заданных геологических условиях. Параметры здания и геологический разрез приняты одинаковыми для того, чтобы выявить влияние различных теоретических подходов к расчету осадок в СНиП 2.02.03.-85 «Свайные фундаменты» и СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты» (актуализированная редакция).
2. Расчет несущей способности свай
Характеристики грунтов и мощности слоев, слагающих грунтовое основание заданного сооружения, представлены в таблице 1.
Расчеты проводятся по двум группам предельных состояний [2]:Будем рассматривать висячие железобетонные сваи, призматической формы, квадратного поперечного сечения с заостренным концом. При этом размеры поперечного сечения принимаем 40 х 40 см, длину сваи 13 м.
1) по несущей способности – по прочности материала свай и материала ростверка (ведется на основное сочетание расчетных нагрузок);
2) по деформациям – по осадкам оснований свай и свайных фундаментов от вертикальных нагрузок (на основное сочетание нормативных нагрузок).
Сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности грунтов основания следует рассчитывать исходя из условия [6]:
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;
— коэффициент условий работы, учитывающий повышение однородности грунтовых условий при применении свайных фундаментов, принимаемый равным 1,15 при кустовом расположении свай;
— коэффициент надежности по назначению (ответственности) сооружения, принимаемый равным 1,15;
— коэффициент надежности примем равным 1,4, т. к. несущая способность сваи определена расчетом.
Несущую способность F d , висячей забивной сваи, погружаемой без выемки грунта, работающей на сжимающую нагрузку, следует определять как сумму сил расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле [6]:
где c — коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый c = 1;
R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, принимаемое по таблице (табл. 7.2 [4]): R =5360 кПа;
A — площадь опирания на грунт сваи, м 2 , принимаемая равной площади поперечного сечения сваи: A =0,16 м 2 ;
u — наружный периметр поперечного сечения сваи, м: u =1,6 м;
f i — удельное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, принимаемое по таблице (табл. 7.3, [4]) в зависимости от глубины H i и вида грунта на этой глубине;
H i — глубина погружения средней точки i-го однородного участка грунта;
h i — толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;
cR , cf — коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта (табл. 7.4, [4]): .
Определим f i и и результаты сведём в таблицу 2:
Таблица 2
СП 50-102-2003 Проектирование и устройство свайных фундаментов
1 РАЗРАБОТАН Государственным федеральным унитарным предприятием "Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им. Н.М.Герсеванова" (НИИОСП) Госстроя России
ВНЕСЕН Управлением технического нормирования, стандартизации и сертификации в строительстве и ЖКХ Госстроя России
2 ОДОБРЕН для применения постановлением Госстроя России N 96 от 21 июня 2003 г.
Расчет осадки условного фундамента по сп 24
Admin Administrator[ОиФ] Осадка свайного фундамента по СП 24.13330.2011
Расчет осадки свайного фундамента (куста свай)
Допущения и предпосылки:
Расчет производится согласно СП 24.13330.2011. Распределение усилий между сваями считается известным и указывается в исходных данных
В разделе расчета "Расположение свай и нагрузки"
в подсказке к единицам измерения усилия на сваю было ошибочно указано:
1 МН = 0.00981 тс
1 тс = 0.00981 МН
Buntr MemberОФ-07. Расчет осадки свайного фундамента (куста свай).
В СП 24.13330.2011 П. 7.4.1 сказано, что данный расчет для свай колличеством n?25.
Забил 25 свай в расчет, и таблица вылезает за рамки листа и её не видно.
Поправьте пожалуйста.
Я знаю об этом недоразумении, но поскольку этим расчетом пользуются сравнительно не много, а такое количество свай бывает и того реже, то я не замарачивался по этому поводу. Хотя кончено надо.
Пока могу для вас индивидуально разделить таблицу.
Ваш? Если что кидайте сюда ссылку готовый отчет. Сделаю.
Buntr MemberAdmin, да, расчет мой.
Благодарю вас.
Немного подправил отчет. Теперь, когда свай больше 17 уменьшается шрифт таблицы отступы внутри ячеек таблицы. Таким образом почти влезает таблица из 25-и свай, хотя и заметно выступает на правое поле.
Kandello MemberЯ правильно понимаю, что G1 и G2 надо задавать согласно п. 7.4.3. G=Eo/[2*(1+v)] или G=0.4*Eo ?
Если так, то, может имеет смысл в исходных данных задавать сразу Eo?
Или тут упор на то, что теоретически можно взять непосредственно модуль сдвига из отчёта по геологии??
И ещё было бы, наверное, полезно сразу посчитать жесткость Cz=N/s для каждой сваи.
Last edited by Kandello (2016-05-17 16:52:52)
Admin AdministratorЯ, действительно, исходил из того, что модули сдвига может быть указан в геологии и браться от туда, поэтому применил более универсальный и простой подход. Но вообще говоря, реальность такова, что гораздо чаще имеет место E_0. Таким образом можно предложить внести изменения в интерфейс таким образом, что бы вводить на выбор модуль сдвига или модуль деформации.
Жесткость сваи - идея дельная, пожалуй, сделаю "галочку" при выборе которой будет появляться дополнительный столбец таблицы с жесткостями.
Только реализацию пока отложу, т.к. прямо сейчас занят.
Admin AdministratorДобавил возможность ввода модуля деформации. Модуль сдвига в этом случае определяется в расчете по соответствующим формулам.
GOST Нов.рег.Спасибо большое за полезные расчеты!
Только не могу понять почему у меня не сходятся доп осадки до 9% (осадка одиночной сходится), если посчитать по формулам руками.
Считаю 5 свай например на 180т каждую (1.7658МН) с расстояниями 1,7 и 1,7м относительно центра, все исходники одинаковые, а результаты разные, в чем же дело.
GOST Нов.рег.Все, прошу извинить, разобрался где не туда нажал, все сходится, еще раз спасибо:)
Admin Administrator silva MemberЗдравствуйте, делал расчет на осадку 93-х свай, при нажатий на просмотр отчета pdf файл не отображается. Помогите пожалуйста
Admin AdministratorДля данной реализации расчета разумный предел использования это порядка 25 свай.
Технический предел - вы видимо нащупали в данный момент это 80-90 свай.
Все сваи в одной точке - какой смысл?
В общем сделал программное ограничение не более 36 свай, что бы добрые люди не мучали сервер.
silva MemberЗдравствуйте, я задавал все свай с одинаковыми координатами специально, чтобы проверить получится отчет или нет, т.к. предворительно знал о ограничениях отчета. Я внесу все данные чуть позже, если не сложно посодеиствуйте выводу отчета.
Admin AdministratorЕсли заглянуть в СП24 то видно, что данный расчет предполагает не более 25 свай, а если больше надо считать иначе.
СП24 п. 7.4.1 wrote:7.4.1 Расчет осадок свайных фундаментов (расчет по второй группе предельных состояний) допускается выполнять с использованием расчетных схем, основанных на модели грунта как линейно-деформируемой среды, при обязательном выполнении условия (7.2).
Осадка одиночной висячей сваи рассчитывается в соответствии с 7.4.2 и 7.4.3.
Осадка малой группы n<=25 висячих свай (свайного куста) рассчитывается в соответствии с 7.4.4 и 7.4.5 по методике, учитывающей взаимное влияние свай в кусте.
Осадка большой группы висячих свай (свайного поля) может быть определена с использованием модели условного фундамента на естественном основании в соответствии с 7.4.6-7.4.9.
Осадку комбинированных свайно-плитных фундаментов рекомендуется рассчитывать по 7.4.10-7.4.14.
Расчет осадки свайного фундамента
При разработке проекта дома одним из важнейших этапов работ является проведение геологических изысканий, позволяющих определить состав залегающих грунтов, на основе чего проводятся расчеты всех конструктивных элементов сооружения. Определение размеров, структуры, формы как подземных, так и находящихся на поверхности частей здания тесно связано со способностью грунтов воспринимать определенные виды нагрузок. При возведении основания на слабых почвах может произойти осадка свайного фундамента, во избежание чего необходимо выполнение вычислений, определяющих предельные состояния грунтов.
Нормативные документы
Основным документом, описывающим конструкцию и типы фундаментов на свайных опорах, а также регламентирующий их конструирование и расчет считается СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».
Дом на сваях
Более современным документом, разработанным не так давно, является СП 24.13330.2011. В современной редакции СНиП каких-либо значительных изменений не добавлено, хотя некоторые замены и уточнения после появления новых технологий и материалов были внесены. При сомнениях и существенных разногласиях ориентироваться, все же, следует на СП, в которых приведены конкретные примеры.
В Правилах озвучиваются основные запросы, предъявляемые к разработке конкретного типа основания – свайного.
В СП описываются различные типы опор, инженерно-геологические характеристики, рассматриваются нюансы и частные примеры расчетов вновь возводимых зданий, реконструируемых построек. Положения СП 24.13330.2011, равно как и СНиП 2.02.03-85 не применяются к свайным основаниям, строящимся:
- для сооружений, находящихся под нагружением динамического характера;
- в вечной мерзлоте;
- на заглублении, превышающем 35 м;
- для сооружений, относящихся к предприятиям нефтепереработки.
Основные положения
Разработка проектов и расчет фундаментов на свайных опорах основаны на:
- данных инженерно-геологической разведки;
- сейсмической категорийности области проектирования;
- конструктивных, технологических, эксплуатационных характеристиках сооружения;
- значении и направленности приложения постоянных и кратковременных нагрузок;
- ТЭР при сопоставлении с конкурирующими вариантами.
Виды свайных опор
Согласно СНиП 2.02.03-85 и более современному СП 24.13330.2011 сваи разделаются на следующие виды:
Виды расчетов
СП 24.13330.2011 указывает, что расчет фундаментных оснований выполняется по критическим состояниям, разделяемым на две группы.
По предельным состояниям первой группы высчитываются и устойчивость, и несущая способность, учитываются прочностные характеристики материалов. Вторая группа касается осадки свай под воздействием вертикально приложенных нагрузок, различным сдвигам основания в горизонтальной плоскости совместно с пластами грунта, образования трещин значительной глубины в теле конструкции оснований из железобетона.
Допустимую осадку подземного основания здания, согласно СНиП 2.02.03-85, необходимо рассчитывать по второй группе состояний.
Важнейший нюанс расчетов – обязательное принятие запаса надежности. Итоговое значение принимается по расчету по различным альтернативным вариантам и сопоставления полученных данных.
В СП 24.13330.2011 представлены требующиеся расчетные значения и постоянные, уточнены нагрузки на основание и их возможные сочетания.
Выполнение вычислений
Выполнение полного расчета свайного основания – процедура достаточно длительная и сложная. Эта работа может выполняться проектной организацией на протяжении нескольких дней с использованием соответствующего программного обеспечения, такое же время обычному человеку потребуется только на изучение теоретической информации и методических рекомендаций.
Для расчета фундамента частного дома можно воспользоваться несколько упрощенным методом, разобраться с которым без труда сможет каждый.
Расчет количества и величины осадки свай
Сваи необходимо размещать в наиболее нагружаемых точках фундамента, а именно:
Проще всего расположение свай определить, вычертив на бумаге в определенном масштабе план фундамента. Расстояние между сваями следует принимать не более 3 м, в противном случае следует устанавливать дополнительные опоры.
Затем следует определить, способно ли получившееся по расчету количество свай и находящийся под ними грунт выдержать вес здания.
В СП 24.13330.2011 приведено несколько примеров схем взаимного расположения свай, базирующихся на линейно-деформируемой теории грунтов, однако, при должном обосновании могут быть применены иные варианты.
При определении осадки свайных фундаментов любого типа основой можно назвать вычисление величины суммарной осадки S, которая не должна превысить предельно допустимой деформации Su. То есть, должно соблюдаться неравенство:
Если это условие не соблюдается, то необходимо сделать перерасчет с большим погружением свай до той глубины, при которой будет достигнуто требуемое значение.
Одиночные сваи
Для расчета свайного фундамента СП с различными видами свай используются разные формулы.
Для свай, висячих без расширения в зоне пяты, справедлив следующее выражение:
Конструкция висячей сваи
где N – вертикально направленная нагрузка, принимаемая сваей, МН;
G1 – модуль сдвига;
l – длина сваи, м;
β – коэффициент, равный:
В этой формуле значения α и ß определаются из выражений:
здесь, d – диаметр сваи по наружному контуру, м.
Если поперечное сечение сваи имеет прямоугольную, квадратную, тавровую либо двутавровую форму, то диаметр d определяется из тождества:
В этой формуле А – площадь поперечного сечения, принимаемая из таблиц СП, м2.
где υ – коэффициент Пуассона;
Относительная жесткость сваи определяется из выражения:
В этой формуле индексом ЕА обозначается жесткость ствола на сжатие.
Параметр, определяющий увеличение полученной по расчету осадки из-за сжатия ствола может быть определен из соотношения:
Для стоячих и висячих свай с уширением в зоне пяты общая осадка определяется по формуле:
В которой db означает диаметр свайного расширения внизу.
Значения коэффициента Пуассона и модуля сдвига находятся в зависимости от свойств пластов грунта и принимаются по методу послойного суммирования и получения среднего значения при делении полученной величины на число слоев грунта в пределах заглубления сваи.
Расчет осадки группы свай основан на их взаимодействии между собой. При этом необходимо определить дополнительную деформацию сваи, размещенную на расстоянии а от сваи, работающей под нагрузкой.
Для этого применяется следующее выражение:
При известном распределении нагрузок между сваями, значение величины осадки любой из них может быть вычислено из равенства:
При неопределенном распределении расчет выполняется по той же формуле, но при этом необходимо учитывать некоторые нюансы и обладать определенными знаниями в области строительной механики.
Расчет свайного поля
В таком случае вычисления производятся иным методом, отличающимся от уже рассмотренных вариантов, по формуле:
Свайное поле
Осадка свайного поля также определяется способом послойного суммирования. При этом в области условного фундамента весом грунта можно пренебречь, а за нагрузку принимается только непосредственное влияние расчетных усилий на свайное основание.
Для выполнения расчетов способом послойного суммирования необходимо принять, что общее значение величины осадки зависит от интервала между свайными опорами в свету в границах площади свайного поля.
В данном случае можно столкнуться со значительными трудностями, потому как расстояние между сваями может быть различным. Тогда способ послойного суммирования приходится усложнить до метода ячейки, применяя при выполнении расчетов иные формулы и схемы, также имеющиеся в СП 24.13330.2011.
Общие принципы послойного суммирования
Способ подробно изложен в Строительных Правилах 2011 года. Вкратце его можно изложить так.
Вертикальные нагрузки на основание разделаются на более мелкие участки, совпадающими по толщине со слоями грунта, характеризующимися одинаковым составом и идентичным свойствами по всему объему. В схеме расчета криволинейная эпюра заменяется ступенчатой. Работа на сжатие каждого слоя определяется без учета бокового расширения грунтов. Значение общей осадки высчитывается способом послойного сложения.
Параллельно расчетам вычерчивается эпюра распределения напряжений, а для расчетов применяются указанные в СП специальные выражения и табличные значения некоторых показателей. Также в СП присутствует и пример схемы расчета.
Расчет комбинированного фундамента
Конструкция свайно-плитная подземной части сооружения используется зачастую и для снижения осадок, и для равномерного приложения действующих нагрузок. Основания такого типа достаточно эффективно использовать для сложных грунтов, предполагающих одновременное сочетание сопротивления нагрузкам и плиты, и свай.
Для выполнения расчета необходимо определить:
- Нагружение в плите и сваях;
- Процентное соотношение нагрузок, передающихся на каждую из свай и каждую из зон плиты;
- Деформирование и сдвиги комбинированного основания и отдельных его элементов.
По завершении расчетов высчитывается шаг и длина свайных опор с обязательным применением коэффициента надежности, величина которого принимается по СП 24.13330.2011 в зависимости от принятого количества свай.
Точность расчетов и правильный подбор элементов конструкции комбинированного основания позволяют гарантировать отсутствие существенной осадки, а также крены, перекосы, появление трещин на поверхности стен сооружения.
Как не ошибиться при отсутствии опыта
С группой грунта
Основой в расчете и определении целесообразности возведения свайного, как, впрочем, и любого другого основания, считается выявление вида грунта.
Грунты условно можно разделить на несколько групп:
- На суглинках и супесях, равномерно сложенных, вполне можно построить дом и на ленточном фундаменте;
- Торфяники позволяют возводить лишь легкие строения на плитном основании. Посмотрите видео, как не ошибиться с типом фундамента.
С количеством свай
Чтобы пользоваться достаточно сложными вычислениями, описанными выше, разработаны простые правила подбора количества свай в соответствии с распределением опорных точек по периметру строения:
- Под каркасно-щитовыми и деревянными домами интервал между сваями не должен превышать 3 м;
- Для легкобетонных конструкций расстояние между заглубленными опорами следует принимать не более 2м.
Наиболее простым и понятным является следующий пример.
На листе бумаги в масштабе рисуется план дома. По углам и пересечениям стен намечаются точки, в которых сваи следует устанавливать прежде всего. Далее, применяются описанные чуть выше правила расстановки опор в зависимости от материала, из которого возводится постройка. Посмотрите видео, как рассчитать количество свай.
Под печи и массивные камины следует предусмотреть установку двух свай, а также учесть наличие веранды и прочих пристроек.
Читайте также: