Расчет свайного фундамента калькулятор онлайн: Калькулятор Столбы-Онлайн v.1.0 - расчет столбчатого фундамента, ростверка. Расчет свайного фундамента.

4 способа расчетов свайного фундамента: как рассчитать сваи, столбы, ростверк – на онлайн калькуляторе и вручную

При возведении любого здания или сооружения, от небоскреба, до забора или хозблока, первым по порядку и важности следует устройство фундамента. Для строительства на сложных грунтах хорошо себя зарекомендовали свайные фундаменты. Произвести правильный расчет свайного фундамента могут только специалисты, так как приходится учитывать все нюансы основания для конкретного здания и типа грунтов. Все остальные способы дадут только приблизительный результат.

Есть определенные правила расчета свайных фундаментов и все их надо учитыватьИсточник fazenda.guru

Типы свайных фундаментов

Свайные фундаменты имеют несколько преимуществ перед обычными ленточными или плитными, такие как:

Снижение расхода материалов.
Возможность устройства на сильнопучинистых грунтах.
Возможность монтажа на участках с большим уклоном.
Высокая скорость монтажа в случае применения винтовых свай. Фундамент под обычный загородный дом монтируется за 1-2 дня, нет необходимости ждать полного набора прочности бетоном в течение 28 суток.

В этом видео мы рассмотрим, что нужно знать о бетонных сваях:

Сваи применяются 3 видов:

Забивные.
Буронабивные. Как один из вариантов буронабивных свай монтируют так называемые сваи ТИСЭ, с уширением внизу. Такая конструктивная особенность снижает нагрузку на грунт и позволяет фундаменту эффективно противостоять силам выталкивания, возникающим при морозном пучении грунтов.

Винтовые.

Забивные элементы в частном строительстве применяются крайне редко, т.к. требуют привлечения тяжелой строительной техники.

Разновидности свайных фундаментовИсточник kursremonta.ru

Расчет фундамента

Расчет любого типа основания начинается с определения типа грунта и уровня грунтовых вод. Для этого лучше всего обратиться в специализированную организацию. Вариант «как у соседа» в данном случае неприменим, т.к. эти параметры могут различаться даже в пятне застройки. Исходя из рекомендаций специалистов, выбирается тип основания.

Приведенные методики расчета примерны и не учитывают некоторые факторы, которые могут оказать влияние на сооружаемый фундамент.

Онлайн калькулятор фундамента

Чтобы узнать примерную стоимость фундамента типа «ростверк на сваях», воспользуйтесь следующим калькулятором:

Расчет свайного фундамента

Для расчета свайного фундамента, как и любого другого следует вычислить нагрузки на основание F. Для этого складывают вес стен, перекрытий, кровли, снеговую нагрузку и нагрузку на пол. Первые 3 параметра можно вычислить самостоятельно, либо с помощью специальных строительных калькуляторов. Снеговая нагрузка зависит от региона, в котором расположено строение и определяется по СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия», нагрузка на пол принимается равной 180 кг/м2 общей площади сооружения.

Распределение снеговых нагрузок в зависимости от климатических зонИсточник obustroeno.com

Затем определяется несущая способность сваи по формуле

P= ϒ cr*R0*S+u ϒ cf*fi*hi , где

R0 – нормативное сопротивление грунта под основанием сваи
S – площадь основания
ϒcr – коэффициент условий работы грунтов под основанием
u – периметр сечения
ϒcf – коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности
fi – сопротивление грунта на боковой поверхности
hi – глубина погружения сваи ниже уровня земли.

Площадь основание S круглых свай вычисляется путем перемножения квадрата радиуса сваи на 3,14, периметр – умножением диаметра сечения на 3,14. Диаметр сваи выбирают, исходя из предполагаемого материала опалубки и параметров оборудования, обычно для частного строительства — 200-300 мм.

Какие особенности бетонных забивных свай? Мы поговорим о свайном фундаменте в нашем видео:

Глубина погружения выбирается произвольная, но не менее глубины промерзания грунта +0,5 м, либо по глубине залегания несущего слоя грунта, так же следует учесть уровень грунтовых вод.

Нормативное сопротивление грунта R0, коэффициенты условий работы ϒcr и ϒcf определяется по таблицам из СНиП 2.02.03-85.

По таким таблицам специалисты определяют нормативное сопротивление грунта, но сначала нужно узнать тип грунта, для чего проводится анализ почвыИсточник stroj.

umorists.ru
Панели для фундамента и другие варианты отделки цоколя здания

После вычисления несущей способности опорного элемента вычисляется их количество, для чего нагрузка на основание F умножается на коэффициент надежности, равный 1,2, и делится на несущую способность P. Если получилось нецелое число – значение округляется до целого в большую сторону.

В некоторых случаях может потребоваться установка дополнительных опор, например при сооружении в здании печи или монтаже тяжелого оборудования.

Далее сумму длин несущих стен делят на количество свай. Таким образом вычисляется шаг свайного поля. Для определения необходимого количества бетонного раствора складывается объем свай, который вычисляется перемножением площади сечения на высоту сваи. Высота сваи учитывается не до уровня земли, а до заданной верхней точки.

Для этих вычислений также можно воспользоваться калькулятором свайного фундамента, указав форму основания, подставив необходимые переменные и выбрав в специальных полях формы табличные значения из нормативных документов.

Интерфейс онлайн калькулятора свайных фундаментовИсточник martand.ru

Расчет столбчатого фундамента

Столбчатым называют свайный фундамент, в котором сваи расположены на поверхности земли или заглублены не более чем на 0,5 м. Такой тип оснований может использовать только для строительства небольших легких сооружений, например гаража, хозяйственного блока маленькой бани или дачного домика по каркасной технологии или из бруса.

Расчет столбчатого фундамента производится также, так и свайного, однако при вычислении несущей способности столба не учитываются боковые нагрузки, таким образом, формула для расчетов получается следующая:

P= ϒcr*R0*S

Столбы могут изготавливаться монолитным способом, как и сваи либо изготавливаться из кирпича, шлакоблока или бетонных блоков. Во втором случае сечение получается квадратное или прямоугольное, и площадь вычисляется перемножением длин сторон. Это нужно учитывать при расчетах с помощью калькулятора столбчатого фундамента.

Интерфейс калькулятора столбчатого фундаментаИсточник ep2nnov.ru
Виды фундаментов для постройки частного дома

Расчет фундамента на винтовых сваях

Для вычисления основания на винтовых сваях применяется та же методика, что и для буронабивных свай, однако расчеты упрощаются, т.к. винтовые сваи – типовое изделие, и несущую способность сваи не нужно вычислять самостоятельно, достаточно посмотреть значение в таблице и разделить нагрузку от сооружения на этот параметр. При расчетах за площадь основания сваи принимается площадь лопасти.

Чтобы определить, какую нагрузку должен выдерживать элемент фундамента, нужно рассчитать примерное количество свай. Для этого длина несущих стен делится на предполагаемый шаг монтажа опор, обычно 2-3 м. Затем, делением суммарной нагрузки сооружения на фундамент на количество опор, вычисляют нагрузку на 1 сваю.

Необходимая площадь опоры определяется по формуле

S=F=1,2/R0

где F – нагрузка на сваю, 1,2 – коэффициент надежности, R0 – нормативное сопротивление грунта. Зная площадь лопасти, вычисляют ее диаметр по формуле D=2√S/π, и по получившемуся значению выбирают из сортамента ближайший в большую сторону типоразмер.

Такие данные нужно ввести для расчетов в онлайн калькулятор фундамента на винтовых сваяхИсточник hixez.ligetok.ru.net

Применив для расчета количества свай для фундамента калькулятор, можно выбрать наиболее подходящий для заданных условий и выгодный экономически размер свай путем подстановки различных параметров. Глубина погружения свай определяется на основании глубины залегания несущего слоя грунта и уровня грунтовых вод.

Расчет свайно-ростверкого фундамента

При строительстве на сложных грунтах, на участках с большим уклоном, либо при строительстве из кирпича, газобетонных или других блоков по верхней поверхности свай изготавливают ленту, которая называется ростверк. Выполнен он может быть монолитным из железобетона или сборным (сварным) из металлопроката. При расчете свайно-ростверкого фундамента к нагрузкам от сооружения добавляется еще и вес самого ростверка. При изготовлении ростверка из металлопроката, двутавра или швеллера, вес вычисляется умножением длины ленты на удельный вес профиля, который указывается в сортаменте. Для железобетонной конструкции – вычисляется объем бетона (площадь сечения ленты на длину) на плотность материала, равную 2400 кг/м3.

Как производятся сваи для фундамента? Какие особенности свайного фундамента? Плюсы и минусы свайного фундамента. Как происходит расчёт по проектам? Всё и больше в данном выпуске:

Заключение

Расчеты любого типа фундамента гораздо удобнее производить при помощи строительных калькуляторов, ведь отпадает потребность в поисках нужных параметров в различных справочниках. После ввода необходимых данных, таких как габаритные размеры и форма фундаменты, нагрузка на фундамент, тип грунтов, глубина промерзания и уровень грунтовых вод автоматически вычисляются конструкционные размеры и количество необходимого материала. Однако не следует забывать, что фундамент – важнейший элемент здания, определяющий прочность всей конструкции, поэтому все самостоятельные расчеты, не важно, по формулам или с применением калькуляторов – скорее, справочный материал, для примерного подсчета материалов и трудозатрат, а, следовательно, стоимости сооружения. Точные вычисления и составление рабочих чертежей лучше поручить специалистам.

Калькулятор свайно-винтового фундамента — Расчет стоимости онлайн

Выберите тип строения, укажите его габариты и вариант обвязки, расстояние от КАД и нажмите «Рассчитать».

Пирс
Заборы
Хозпостройки
Беседки
Каркасные дома
Дома из бревна
Дома из бруса

Обвязка из швеллера является самым прочным и надежным способом для усиления свайно-винтового фундамента.

Применяется с целью связать все винтовые сваи в одно целое в случае, если на участке присутствует перепад высот и многие сваи выступают из земли более 0.5м. Также применяется в случае монтажа на нестабильных грунтах (торф, плывун и т.д.), чтобы избежать вертикального шатания винтовых свай в жидком слое грунта.
Обвязка уголком производится с целью усиления свайно-винтового фундамента и придания ему большей прочности в случае наличия перепадов высот, а также наличия нестабильных грунтов на участке. Является хорошей альтернативой обвязке швеллером, т.к. есть возможность существенно сэкономить расходы по фундаменту. Обвязка производится, как правило, в виде раскосин, которые стягивают все сваи в одну конструкцию. Часто применяется в комбинации с обвязкой швеллером, особенно на больших перепадах высот.
Обвязка профтрубой, как правило, решает две задачи: придает большую жесткость конструкции и позволяет сделать удобным монтаж цокольных панелей по периметру фундамента.

Чаще используется во втором случае. По прочности, безусловно, уступает обвязке из швеллера или уголка.

На объекте есть электричество

Отправьте нам заявку для уточнения детальной информации

Варианты расчета стоимости фундамента

Соблюдение всех требований свайно-винтовой технологии и, соответственно, строительство качественных, надежных и долговечных фундаментов невозможно без правильного расчета. На практике имеют место два подхода к расчету свайного фундамента:

Упрощенный, как правило, используемый при самостоятельном планировании и строительстве основания, но, кроме того, иногда допустимый в случае возведения простых строений малой весовой нагрузки на непроблемных грунтах.
Профессиональный расчет, который применяют специалисты инженерно-строительной сферы в рамках подготовки проекта, руководствуясь нормативными документами, строительными нормами и другими правилами.

Преимущества винтовых свай

Особенности расчета свайного фундамента

Независимо от методики расчета в основу его проведения берутся фактические данные, полученные по результатам:

обследования местности, изучения его условий, климата, состояния, типа и структуры грунта, особенностей грунтовых вод, наличия и расположения в зоне планируемого ведения строительства природных, инфраструктурных и иных объектов;
изучения имеющейся строительной и технической документации как на сам объект строительства, так и на объекты инфраструктуры, расположенные в зоне застройки.

Расчет фундамента подразумевает:

Определение несущей способности, типоразмера и количества свай, а также подготовку схемы «свайного поля».
Расчет ростверка, обвязки.
Расчет дополнительных стройматериалов, необходимых для сооружения фундамента «под ключ».
Финансовые расчеты – проектная смета.

Упрощенный вариант расчета свайного фундамента основывается на общих правилах и принципах строительства оснований, применимых к определенному типу грунта, уровню залегания грунтовых вод и климатическим особенностям местности. Его главный недостаток – невозможность учесть в расчетах индивидуальные особенности и условия строительства, которые выходят за пределы типовых проектов, как и невозможность предусмотреть все потенциальные риски.

При проведении профессиональных расчетов используются специальные формулы, коэффициенты и первичные данные обследования и изучения всех особенностей и условий строительства. Кроме того, берутся во внимания многочисленные СНиПы, применимые к конкретному проекту (объекту) строительства. Профессиональные расчеты обязательны при сооружении оснований для объектов капитального строительства и выполняются исключительно специалистами.

Если вы хотите узнать цены на винтовые сваи и получить расчёт свайного фундамента, позвоните нам по телефону или оставьте заявку на звонок. Осуществляя строительство свайных фундаментов «под ключ», компания СВИТ предельно внимательно относится к правильности выполнения всех проектных расчетов. Это позволяет нам обеспечивать соблюдение всех технологий строительства и предоставлять заказчикам продолжительную гарантию срока службы возведенных нашими специалистами фундаментов.

Онлайн калькулятор бетона для свайного фундамента. Завод «ЭКОБЕТОН» Вологда

Онлайн калькулятор монолитного буронабивного свайного и столбчатого ростверкого фундамента

Поможет оценить и рассчитать всю материальную часть будущего проекта, в том числе позволит определиться с тем, сколько бетона потребует проект. Он является хорошим подспорьем на этапе планирования. Рекомендуем связаться со специалистами для получения рекомендаций касательно фундаментных работ.

Все расчеты выполняются в соответствии со СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции», СНиП 3.03.01-87 и ГОСТ Р 52086-2003.

Свайный (или столбчатый) – тип фундамента, при возведении которого сваи (столбы) погружают в грунт на нужную глубину. Их верхушки соединяют между собой, не соприкасающейся с землей непосредственно, железобетонной лентой, которая называется ростверк. Глубина, на которую будут забиты или иным способом погружены опоры, является основным отличием между первым и вторым типами.

Такой фундамент лучше подойдет для строительства в условиях слабых, пучинистых, растительных грунтов, либо в регионах, где земля промерзает на большую глубину. Учитывая возможность забивать сваи в любое время года, данный фундамент находит свое применение в областях с холодным климатом. Помимо этого, свайный фундамент может похвастаться быстротой постройки при минимуме земляных работ, которые ограничиваются бурением нужного количества отверстий или забиванием уже готовых свай. Во втором случае необходима специализированная техника.

Свайный фундамент отличается по геометрии свай, материалу, из которого их изготовляют, способу воздействия на почву, технологии монтажа свай и видам ростверка. Понимание климатических факторов, нагрузок на сваи и свойств почвы помогут выбрать вариант, подходящий под конкретную постройку.

Важно не пытаться производить проектирование самостоятельно в попытке сэкономить и не заниматься самостроем. Работа без контроля со стороны специалистов с профильным образованием и опытом работы может привести к таким плачевным последствиям, как обрушение здания.

Расчета свайного фундамента, столбчатого фундамента

Онлайн калькулятор по расчету буронабивных свайно-ростверковых и столбчатых фундаментов. Определение нагрузки на свайный фундамент.

Выберите тип ростверка:

Параметры ростверка:

Параметры столбов и свай:

Расчет арматуры:

Расчет опалубки ростверк:

Рассчитать

Результаты расчетов

Фундамент:

Общая длина ростверка: 0 м.

Площадь подошвы ростверка: 0 м².

Площадь внешней боковой поверхности ростверка: 0 м².

Общий объем бетона для ростверка и столбов (с 10% запасом): 0 м³.

Вес бетона: 0 кг.

Нагрузка на почву от фундамента в местах основания столбов: 0 кг/см².

Расчет арматуры ростверка:

Расчет арматуры для столбов и свай:

Минимальный диаметр поперечной арматуры (хомутов): 0 мм.

Максимальный шаг поперечной арматуры (хомутов) для ростверка: 0 мм.

Общий вес хомутов: 0 кг.

Опалубка:

Минимальная толщина доски при опорах через каждый 1 метр: 0 мм.

Максимальное расстояние между опорами: 0 м.

Количество досок для опалубки: 0 шт.

Периметр опалубки: 0 м.

Объем досок для опалубки: 0 м³.

Примерный вес досок для опалубки: 0 кг.

Дополнительная информация о калькуляторе

Онлайн калькулятор монолитного буронабивного (свайного и столбчатого) ростверкового фундамента предназначен для расчетов размеров, опалубки, диаметра арматуры, ее количества и объема расходуемого бетона. Для определения подходящего типа конструкции фундамента обязательно проконсультируйтесь со специалистами.

Обратите внимание! В расчётах используются нормативы, приведенные в ГОСТ Р 52086-2003, СНиП 3.03.01-87 и СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции».

Данный тип фундамента основывается на сваях или столбах, поэтому его также часто называют столбчатым либо свайным. Глубина установки и несущая способность отличает сваи от столбов.

Вершины столбов или свай связывают между собой сплошной железобетонной лентой, так называемым ростверком. Между ростверком и поверхностью земли остаётся воздушная прослойка некоторой высоты.

Основная причина для выбора ростверкового фундамента – глубокое промерзание или слабость грунта. Этот тип фундамента востребован в местах, где из-за погодных условий другие виды фундамента создавать проблематично. Забивка свай не зависит от климата, что является несомненным преимуществом ростверковой технологии. Другой её плюс – высокая скорость возведения сооружений, поскольку сваи можно подготовить заранее, а их вбивание – ускорить, пробурив в земле отверстия.

На тип ростверкового фундамента влияет материал и форма свай, характер действия на грунт, способы установки и виды непосредственно ростверка. Трудно давать типовые рекомендации, не зная самого сооружения и специфики местности, где оно строится. Перед началом проектирования следует учесть климат местности, свойства грунта, расчётные нагрузки. Безусловно, лучше всего обратиться к специалистам и последовать их рекомендациям, так как есть риск «доэкономиться» до деформации или разрушения будущего строения. Чтобы этого избежать, советуем внимательно ознакомиться с данным калькулятором. Он поможет вам рассчитать расходы при возведении стандартных конструкций и обдумать составляющие будущего фундамента.

Вы можете задать вопрос или предложить идею по улучшению данного калькулятора. Будем рады вашим комментариям!

Пояснения к результатам расчетов

Общая длина ростверка

Внешний периметр ростверка, включая длину внутренних перегородок

Площадь подошвы ростверка

Площадь нижней поверхности ростверка, которая нуждается в гидроизоляции.

Площадь внешней боковой поверхности ростверка

Площадь наружной поверхности фундамента, которая нуждается в утеплении специальными материалами.

Общий объем бетона для ростверка

Суммарный объём бетона, нужный для полной заливки фундамента с обозначенными вами параметрами. При заказе бетона возьмите запас приблизительно в 10%. При заливке могут возникнуть уплотнения, ведущие к повышенному расходу, а доставка может привезти несколько меньший объём, чем вы заказали фактически.

Вес бетона

Примерный вес бетона, который понадобится вам для фундамента. Рассчитан для бетона средней плотности.

Нагрузка на почву от фундамента в местах основания столбов

Давление, которое фундамент оказывает на почву в основании свай или столбов.

Минимальный диаметр продольных стержней арматуры для ростверка

Рассчитывается с учётом содержания продольной арматуры в площади сечения ростверка и нормативов СНиП.

Минимальное количество рядов арматуры для ростверка

Количество стержней продольной арматуры в верхнем и нижнем поясах ленты ростверка, необходимое для предотвращения естественной деформации ленты силами растяжения и сжатия.

Общий вес арматуры

Вес арматурного каркаса.

Величина нахлеста арматуры

При креплении отрезков стержней внахлест следует использовать данное значение.

Длина продольной арматуры

Общая длина арматуры для всего каркаса (с учетом нахлеста).

Минимальное количество продольных стержней арматуры для столбов и свай

Число продольных стержней арматуры располагаемое в каждом столбе или свае.

Минимальный диаметр арматуры для столбов и свай

Предельный минимальный диаметр арматуры столбов, исчисляется в соответствии с нормативами СНиП.

Минимальный диаметр поперечной арматуры (хомутов)

Минимально допустимый диаметр поперечной арматуры в соответствии с нормативами СНиП исходя из заданных параметров.

Максимальный шаг поперечной арматуры (хомутов)

Максимальный шаг хомутов, при котором арматурный каркас будет должным образом выполнять свою функцию. Следует использовать данное значение, либо уменьшить шаг хомутов.

Общий вес хомутов

Общий вес хомутов, необходимых при строительстве фундамента.

Минимальная толщина доски опалубки (при опорах через каждый метр)

Расчетная толщина досок опалубки в соответствии с ГОСТ Р 52086-2003, для заданных параметров фундамента и при заданном шаге опор. Опалубка рассчитывается для ростверка.

Количество досок для опалубки

Количество материала для опалубки заданного размера. За основу берется доска длиной 6 метров.

Периметр опалубки

Общий периметр опалубки для ростверка, включая внутренние перегородки.

Объем и примерный вес досок для опалубки

Требуемый объем пиломатериала для опалубки в кубических метрах и килограммах.

Расчет цены и количества винтовых свай для фундамента: онлайн-калькулятор от Росвинт

Попробуйте рассчитать свой идеальный фундамент на винтовых сваях за считанные секунды.

Данный калькулятор способен с точностью до 100% рассчитать требуемое количество винтовых свай и их цену

В расчет калькулятора может не входить стоимость генератора на участке и пескобетона.

Расчет винтовых свай Расчет свай по типу конструкции

Любое современное строительство сегодня направлено на использование проверенных и известных решений. Особенно это касается государственных проектов вроде постройки мостов, эстакад, жилых комплексов, и других крупных объектов. В этих случаях купить винтовые сваи для будущих построек является само собой разумеющимся выбором. Это незаменимый элемент фундамента, поэтому винтовые сваи под ключ – решение для тех, кто ценит надежность, удобство, долговечность.

Как показывает статистика, стройка – непременный атрибут любого мегаполиса. Всегда есть необходимость в улучшении условий эксплуатации, модернизации конструкций и возведении новых объектов взамен устаревшим. Ввиду этого сваи в Москве и Подмосковье пользуются повышенным спросом среди строительных и монтажных организаций. Сваи являются настолько востребованными, потому что они совмещают в себе высокие эксплуатационные характеристики, удобство монтажа, универсальность применения. Главным же их преимуществом выступает возможность использования на различных типах грунта (песчаный, торфяной, водянистый).

Установка винтовых свай для фундамента подразумевает первичный и точный подсчет требуемого количества материала. Подчас это очень трудоемкая и субъективная процедура, где присутствует высокий риск ошибки и просчетов. В связи с этим для удобства и облегчения вычислений используют калькулятор расчета цены свай для фундамента. Хотя в большинстве случаев автоматизированный подсчет носит общий и рекомендательный характер и впоследствии всегда подлежит коррекции, это существенно сокращает время на подсчеты и позволяет предварительно оценить примерную стоимость работ по фундаменту. В случаях глобального и масштабного строительства это является большим преимуществом.

Приобретайте сваи в Москве и Подмосковье с установкой через нашу компанию. Это безопасно, выгодно, удобно. Для изготовления используется только сертифицированное оборудование, а конечная продукция соответствует российским гостам и нормативам. Все производство свайной продукции автоматизировано, что сводит человеческий фактор к минимуму, и исключает риск ошибки на производстве. Наши сваи конкурентоспособны, производятся из прочных стальных сплавов, рассчитаны на повышенную нагрузку, неблагоприятные условия эксплуатации. Есть возможность приобрести сваи под фундамент как наиболее востребованных форматов, так и под заданный диаметр шнека. Залог успешной стройки – прочный фундамент, поэтому выбор очевиден.

Расчет арматуры свайного фундамента калькулятор

Расчет количества материалов столбчатого фундамента

Это могут быть столбы с круглым или прямоугольным основанием. И с круглой или прямоугольной основной частью.

Укажите размеры в миллиметрах

B — Ширина или диаметр.
H — Высота основной части.

A — Высота основания столба. Если свая без основания, то не указывайте этот размер.
D — Ширина или диаметр основания.

D1 — Длина для прямоугольного основания.
B1 — Ширина для прямоугольного столба.
При круглых сечениях эти размеры в расчете не участвуют.

Габариты столбчатого фундамента

X1 — Количество столбов по ширине, включая столбы по углам.
Y1 — Количество столбов по длине, включая столбы по углам.

S — Если отмечено, то будут рассчитываться столбы, расположенные равномерно под всем домом. Если нет, то столбы только по периметру фундамента.

E — Ширина ростверка.
F — Высота ростверка.
Если расчет монолитного ростверка не требуется, то не указывайте эти размеры.

ARM1 — Количество прутьев арматуры в одном столбе.
ARM2 — Количество рядов арматуры в ленте ростверка.
ARMD — Диаметр арматуры. Указывается всегда в миллиметрах.
Если армирования не требуется, то установите значения в 0.

Укажите количество цемента для изготовления одного кубического метра бетона. В килограммах.
Укажите пропорции для изготовления бетона, по весу. Эти данные различны в каждом конкретном случае.
Они зависят от марки цемента, размеров щебня и технологии строительства. Уточняйте их у поставщиков строительных материалов.

Для расчета ориентировочной стоимости строительных материалов укажите их цены.

В результате программа автоматически вычислит:
Расстояние между фундаментными столбами и их количество.
Объем бетона для одного столба, отдельно для верхней и нижней части.
Количество бетона для ростверка.
Длину и вес необходимого количества арматуры.
Стоимость строительных материалов для устройства монолитного столбчатого или свайного фундамента с ростверком.
Чертежи дадут общее представление и помогут в проектировании свайных фундаментов.

Для бань и домов без подвалов, домов с легкими стенами и домов из кирпича, где применять ленточный фундамент не экономично, часто применяется столбчатый фундамент. Его расчет дело трудоемкое, но с нашей программой подсчеты не отнимут у вас много времени. Все, что вам нужно, это заполнить согласно инструкции соответствующие поля, и вы получите сведения о необходимых для строительства материалах, узнаете их количество и общую стоимость.

Краткая характеристика

Столбчатый фундамент имеет вид столбов, которые объединены при помощи ростверка. Столбы эти располагаются по углам будущего строения, а так же на местах пересечения стен, под несущими или просто тяжелыми стенами, балками и ответственными конструкциями. В тех местах, где нагрузка особенно велика. Ростверк служит для усиления столбчатого фундамента, и имеет вид армированной перемычки между столбами.

Где не стоит применять столбчатый фундамент

Применять столбчатый фундамент не рекомендуется там, где находятся подвижные или слабые грунты, такие как торф или насыщенные водой глинистые грунты. Не стоит применять фундамент этого типа и в зонах, где наблюдается резкий перепад высот.

Преимущества

Столбчатый фундамент имеет ряд достоинств, делающих его оптимальным решением при строительстве частного дома. Он дешевле, чем ленточный или плитный фундамент, экономичнее по расходу строительных материалов и затратам на его возведение, дает меньшую усадку и позволяет сократить общую площадь фундамента. Такой фундамент эффективно противостоит разрушительному воздействию морозного пучения грунта.

Материалы

В зависимости от массы и этажности дома следует подбирать и материалы для изготовления фундамента. Это камень, кирпич, бетон и железобетон. Согласно типу материала подбирается и минимальный размер сечения столбов. Так, для бетонных столбов размер сечения не должен быть меньше 400 мм, для каменной кладки не меньше 600 мм, для кирпичной кладки 380 мм, если она выше уровня земли, и от 250 мм, если использована технология перевязки с забиркой.

Строительство фундамента

Прежде чем приступать к строительству, необходимо выяснить глубину промерзания почвы, вид и состав грунта, чтобы при необходимости устроить его замену, и уровень расположения грунтовых вод для выявления необходимости в дренаже и гидроизоляции. Строительство столбчатого фундамента протекает в 9 последовательных этапов.
1. Подготовительные работы, представляющие собой очистку строительной площадки.
2. Разметка фундамента, когда земельный участок размечается согласно проекту.
3. Рытье ям.
4. Установка опалубки для столбов.
5. Установка арматуры.
6. Заливка столбов.
7. Изготовление ростверка.
8. Постройка так называемой забирки или заграждающей стенки между столбами.
9. Меры по гидроизоляции фундамента.

Важные моменты

Расчет столбчатого фундамента

Онлайн калькулятор расчета столбчатого фундамента

Расчет столбчатого фундамента, свайный фундамент с ростверком

Простой онлайн калькулятор рассчитает точное количество требуемых строительных материалов для монолитного свайно-ленточного фундамента. Начните расчет сейчас!

Столбчато-ленточный фундамент

Чаще всего в загородном строительстве используют буронабивные сваи фундамента, которые идеально дополняются монолитной лентой – это самый простой и экономичный способ. Сваи берут на себя несущую функцию, тогда как ростверк (лента) берет на себя соединяющую функцию и таким образом равномерно распределяет нагрузку на столбы. Столбчатый монолитный железобетонный фундамент отлично подходит для пучинистых грунтов, когда земля промерзает и расширяется, при этом строение должно быть легким или средней тяжести. Фундамент на столбах идеальное решения для возведения деревянных, каркасных и дачных домов, а так же гаражей и хозяйственных построек. Столбчатый фундамент лучше не использовать при строительстве каменных или кирпичных домов.

Столбчатый фундамент своими руками

Онлайн калькулятор столбчатого фундамента позволяет вам не только произвести расчет количества столбов, количества арматуры и объема бетона, но и получить наглядные чертежи фундамента с ростверком и полную стоимость буронабивного фундамента с ростверком.

Технология предполагает заливку бетонного раствора в опалубку, для этого нужно заранее пробурить отверстия, при возведении частного дома земляные работы можно провести в ручную, без привлечения бурильной установки. Диаметр сваи рассчитывается из расчета давления, которое будет оказывать вес загородного дома. Сваи фундамента должны быть углублены ниже, чем уровень промерзания грунта в вашем регионе. Бетонные столбы подойдут для любой глубины, они могут быть монолитными, как в нашем случае, важно чтобы их ширина была минимум 400 мм. Асбестобетонные или металлические трубы подходящего диаметра можно залить бетоном, при этом исключаются работы по опалубке. Рекомендуемое расстояние между столбами не более 3 метров.

Несущая способность фундамента на сваях с ростверком

Учтите, что данный онлайн калькулятор предполагает только расчет материалов и затрат по вашему фундаменту, но не дает возможность просчитать несущую способность фундамента, так как для подобного расчета потребуется геодезия вашего участка, сбор нагрузок и прочее.

Расчет фундамента на винтовых сваях: область применения и достоинства свайных оснований, подсчет

Одна из разновидностей фундамента – винтовые сваи, особый тип, применяемый в тех местах, где использование другого вида основания сооружения невозможно. Состоит такая опора из прямого ствола и одной или нескольких лопастей.

На производстве их изготавливают сварным либо литым способом. Название говорит само за себя – сваи ввинчиваются в грунт, создавая будущему дому основу.

Схема свайно-винтового фундамента.

Особенности свайных конструкций

О сфере использования, недостатках и достоинствах, а также о том, как рассчитать количество винтовых свай для фундамента, стоит поговорить подробнее.

Область применения

Как основа для мачт, башен, ЛЭП и прочих высотных конструкций.
Для домов, стоящих на заболоченной и подвижной почвах.
Под легкие сооружения (рекламный щит, ограда).
Для зданий облегченного, каркасного типа (склад, ангар).
Для сооружения причалов, мостов и прочих околоводных конструкций.
Как анкеры под оттяжки.
Временные сооружения, подлежащие разборке в перспективе (аттракционы, ярмарочные павильоны).
Как укрепляющее откосы сооружение.
В качестве фундаментов для крупных теплиц.
Для стоек под шумозаграждающие сооружения и щиты.
Как стойки под фундамент строений, стоящих вблизи исторических памятников, где недопустима вибрация при строительных работах.
В качестве усиления монолитных фундаментов, тогда их лента или плита имеют опорой винтовые сваи, если почва обводнена или есть другие проблемы.

Достоинства свайных оснований

Дом на участке, имеющим большой угол уклона.

Быстрота и безопасность монтажа. Сваи устанавливаются за 1/3 дня.
Нет необходимости трудоемкой подготовки и выравнивания почвы под площадку.
Срок службы свай более 100 лет при безопасной эксплуатации.
Возможность проводить ремонтные работы своими руками.
Благодаря вентиляции, дерево, из которого возведен дом, не будет плесневеть и загнивать.
Монтаж можно проводить в любое время года.
Опоры выдерживают большие нагрузки (до 5 тонн на каждый элемент) по ГОСТ 25100-95.
Работы можно проводить в близости от проложенных коммуникаций, а также в плотно застроенных районах.
Ограничений в типе и уклоне грунта практически не существует. Исключением считаются только скальные породы.
Низкая цена материала и монтажа. Свайное основание #8212; достаточно дешевый вид фундамента .

Обратите внимание! Следует отметить, что данный тип фундаментов не рекомендуется использовать для слишком тяжелых и больших строений. Он оптимально подходит для домов из дерева, газобетона, пеноблоков, а также для небольших кирпичных построек.

Расчет свай

Если вам необходимо монтировать такой тип основы, в первую очередь нужно произвести расчет свайно-винтового фундамента, исходя из нижеследующего.

Учитываемые моменты

Определить свойства почвы, на которой будет располагаться строение.
Подсчитать степень давления здания на грунт.
Рассчитать высоту фундамента .
Определиться с количеством свай.
Рассчитать диаметр стержней.
Посчитать полную стоимость материала и работ.

Чтобы сделать грамотно расчет стоимости фундамента на винтовых сваях, необходимо учитывать, что оптимальным расстоянием между стойками принято считать 2,5/3,0 м. Игнорирование этого правила может привести к преждевременному выходу конструкции из строя.

На фото часть проекта дома на сваях.

Рекомендуется перед проведением работ сделать проект дома, в котором обозначены не только основные, но и дополнительные опоры. Они продлят срок службы строению, создав равномерную нагрузку на плоскость и предотвращая деформацию пола.

Очень полезен при подсчетах калькулятор расчета фундамента на винтовых сваях, его легко найти на сайте. Как пример, стоит рассмотреть подсчет в стандартной ситуации.

Конкретный пример

Определяется вес здания, включая все подсобные и хозяйственные предметы, мебель, отделочные материалы. Стены, кровля, перекрытия, двери, окна, перегородки и прочее.
Для дома из бруса, размером 4×6 м и высотой 3,5 м, возьмем материал с сечением 15×15 см. Допустим, из него выполнены 4 стены, пол с потолком, 2 перегородки. Прибавим вес мебели, печи или камина. Примерная удельная масса получится около 600 кг/м3.
Промежуточный расчет винтовых свай для фундамента выглядит следующим образом: 600×0,15×0,15+(3×6×4+30×3,5)+24×100=4790 кг.
Далее вычисляется нагрузка снега на кровлю. Для этого нужно умножить площадь кровли на 180. Например: 4×6×180=4320 кг.
Считаем нагрузку от ветра: площадь пола умножить на (40+15Н), где Н – высота строения. 24×(40+15×3,5)=2220 кг.
Подсчитываем динамическую нагрузку, где умножаем площадь дома на 350, получив в итоге: 4×6×350=8400 кг.
Суммируем полученные данные, подведя итог в 19730 кг общего веса.

Число свай для среднего здания.

Конечно, данный расчет фундамента из винтовых свай довольно приблизителен. Хотя, существуют и примерные стандарты для дома средней величины, построенного из деревянного бруса. Такое строение будет достаточно прочным при трех сваях на каждую четырехметровую стену и при четырех – на шестиметровую.

Длина свай будет зависеть от типа грунта и глубины залегания подземных вод. В среднем грунте, с запасом промерзания, для нагрузки в полторы тонны и выше на каждую стойку, целесообразно применить опоры длиной от 2,5 метров .

Конечно, нет строго определенных параметров, и инструкция по расчетам будет более точной только в руках специалиста. Профессиональный проектировщик сделает не только чертеж, но и более точные подсчеты.

Но и самостоятельно, все же, можно справиться с задачей, сделав в итоге поправку на ошибки, установив сваи с запасом прочности. Лучше укрепить дом сильнее, чем это нужно, и это будет правильным решением.

Вывод

Программа, которая поможет при расчете основания.

Ответственно подойдя к решению вопроса, используя помощь профессионалов, либо просто калькулятор расчета свайно-винтового фундамента, вы ощутимо облегчите себе задачу. У вас будет возможность построить дом на почве любого типа, причем, строение гарантированно будет высокопрочным. Вы сэкономите и деньги, и время, получив в итоге долговечную опору для постройки.

В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме (узнайте также как произвести расчет арматуры для ленточного фундамента ).

Источники: http://www.zhitov.ru/pile_foundation/, http://zamer-doma.ru/raschet-stolbchatogo-fundamenta/, http://fundament-expert.ru/operacii/raschet/69-raschet-fundamenta-na-vintovyx-svayax

Комментариев пока нет!

как рассчитать сваи, столбы, ростверк – на онлайн калькуляторе и вручную

Несмотря на то, что грамотный расчет любого фундамента может сделать исключительно опытный специалист, для примерных расчетов можно воспользоваться онлайн сервисами, с помощью которых получится оценить рентабельность того или иного типа основания для дома…

Есть определенные правила расчета свайных фундаментов и все их надо учитывать

Типы свайных фундаментов

Свайные фундаменты имеют несколько преимуществ перед обычными ленточными или плитными, такие как:

Снижение расхода материалов.
Возможность устройства на сильнопучинистых грунтах.
Возможность монтажа на участках с большим уклоном.
Высокая скорость монтажа в случае применения винтовых свай. Фундамент под обычный загородный дом монтируется за 1-2 дня, нет необходимости ждать полного набора прочности бетоном в течение 28 суток.

Сваи применяются 3 видов:

Забивные.
Буронабивные. Как один из вариантов буронабивных свай монтируют так называемые сваи ТИСЭ, с уширением внизу. Такая конструктивная особенность снижает нагрузку на грунт и позволяет фундаменту эффективно противостоять силам выталкивания, возникающим при морозном пучении грунтов.
Винтовые.

Разновидности свайных фундаментов

Варианты возведения зданий на винтовых сваях

С использованием винтовых свай можно осуществлять строительство практически любых типов сооружений. В зависимости от тяжести здания и рассчитываемой нагрузки на фундамент подбираются сваи с определенным диаметром. Винтовые сваи небольшого диаметра могут закручиваться в землю с использованием простой мускульной силы. Сваи же большого диаметра должны размещаться в земле с использованием механизированных устройств.

Расчет фундамента

Это может быть интересно!
В статье по следующей ссылке читайте про панели для фундамента.

Расчет свайного фундамента

Для расчета свайного фундамента, как и любого другого следует вычислить нагрузки на основание F. Для этого складывают вес стен, перекрытий, кровли, снеговую нагрузку и нагрузку на пол. Первые 3 параметра можно вычислить самостоятельно, либо с помощью специальных строительных калькуляторов. Снеговая нагрузка зависит от региона, в котором расположено строение и определяется по СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия», нагрузка на пол принимается равной 180кг/м2 общей площади сооружения.

Распределение снеговых нагрузок в зависимости от климатических зон

Затем определяется несущая способность сваи по формуле

P=
ϒcr*R0*S+uϒcf*fi*hi
, где

R0
– нормативное сопротивление грунта под основанием сваи
S
– площадь основания
ϒcr
– коэффициент условий работы грунтов под основанием
u
– периметр сечения
ϒcf
– коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности
fi
– сопротивление грунта на боковой поверхности
hi
– глубина погружения сваи ниже уровня земли.

Глубина погружения выбирается произвольная, но не менее глубины промерзания грунта +0,5м, либо по глубине залегания несущего слоя грунта, так же следует учесть уровень грунтовых вод.

По таким таблицам специалисты определяют нормативное сопротивление грунта, но сначала нужно узнать тип грунта, для чего проводится анализ почвы

Интерфейс онлайн калькулятора свайных фундаментов

Расчет столбчатого фундамента

P= ϒcr*R0*S

Интерфейс калькулятора столбчатого фундамента

Это может быть интересно!
В статье по следующей ссылке читайте про виды фундаментов.

Расчет фундамента на винтовых сваях

S=F=1,2/R0

где F

– нагрузка на сваю,
1,2
– коэффициент надежности,
R0
– нормативное сопротивление грунта. Зная площадь лопасти, вычисляют ее диаметр по формуле
D=2√S/π
, и по получившемуся значению выбирают из сортамента ближайший в большую сторону типоразмер.

Такие данные нужно ввести для расчетов в онлайн калькулятор фундамента на винтовых сваях
Применив для расчета количества свай для фундамента калькулятор, можно выбрать наиболее подходящий для заданных условий и выгодный экономически размер свай путем подстановки различных параметров. Глубина погружения свай определяется на основании глубины залегания несущего слоя грунта и уровня грунтовых вод.

Расчет свайно-ростверкого фундамента

Рассчитываемые параметры винтовых свай

Параметры винтовых свай для строительства фундаментного основания рассчитываются исходя из следующих исходных данных:

После того, как вы вычислите максимальную нагрузку, которую может выдержать грунта на вашем участке и максимальную планируемую нагрузку – вам необходимо будет определить число и диаметр винтовых свай, которые с одной стороны должны не сломаться под нагрузкой веса сооружения, а с другой стороны не провалиться в землю.

Число винтовых свай зависит от объема конечной нагрузки

Расчёт нагрузки

Немаловажным фактором для обеспечения прочности базиса является проведение правильного расчёта нагрузки на столбчатый фундамент. Начинать следует с определения типа материала для возведения будущего строения. Таким способом, можно определить вес конструкции.

Размеры ростверка определаются после расчета нагрузки

После того, когда общая нагрузка определена, устанавливают размеры ростверка, функция которого состоит в равномерном распределении веса на все столбы.

Также он поможет распределить изменения в почве, которые возникают при замерзании грунта.

Объем обвязки и ее массу необходимо распределять при условии, что средний удельный вес железобетона равен 2400 кг/м 3 .

После того, как определена данная величина, остаётся разобраться с типом почвы и необходимым количеством столбов.

Как посчитать количество свай под крыльцо и эркер?

Если планируется возвести эркер или крыльцо, то принципы расчета количества свай такие же, как и для основного сооружения. Сначала устанавливаем сваи по углам. Затем смотрим длину стен – если она более 3-х метров, то потребуются дополнительные сваи. Формулу для вычисления их количества мы уже привели выше.

Конечно, в этой статье описаны общие принципы расчета свайного поля для простейшего одноэтажного дома. Для того чтобы все было сделано правильно, и здание было надежным и долговечным, лучше доверить все вычисления профессионалам.

Важные моменты

Если дом возводится на пучинистых грунтах, то нельзя откладывать начатое строительство. Если оставить пустующий фундамент на зиму, он может деформироваться. Только что залитые опоры из бетона должны отстояться в течение 30 дней. В этот период нагружать их не рекомендуется. Для изготовления бетона оптимально подойдет цемент марки М400, а в качестве наполнителя мелкий гравий и крупнозернистый песок.
Во многих случаях для возведения строений используют столбчатые фундаменты. Особенно, если строительная площадка размещена на проблемных грунтах, а само здание имеет не очень большую нагрузку.

Основание такого типа обойдётся дешевле, чем закладка ленточного фундамента. А если к обустройству основания подойти со всей серьёзностью и правильно выполнить расчет столбчатого фундамента, то получим довольно-таки прочную конструкцию под дом. Именно об этом и пойдёт речь в данной статье. Попробуем разобраться, с чего начитать и какие величины необходимо рассчитывать.

Нюансы столбчатого основания

Столбы подойдут для легкой постройки
Первоначально разберёмся, какие существуют отличия столбчатого основания от ленточного:

чаще всего использовать для зданий, которые возводятся из облегчённого строительного материала и не имеют больших габаритов. Примером может служить дом из бруса без обустройства подвала;
состоит из нескольких опор, размещённых в тех местах, в которых предполагается наибольшая нагрузка.

Устройство сборного основания
Различают столбчатый фундамент двух видов:

Монолит. Он обустраивается в виде столбов с обеспечением армирующих элементов залитых бетоном.
Сборный. Закладывается из отдельных столбов, которые впоследствии соединяются ростверком. Материалом для его установки являются металлические элементы, которые скрепляются между собой посредством сварки. Такой фундамент имеет слабые места, особенно в точках соединения.

По уровню заглубления столбчатые основания можно подразделить на заглублённые и мелкозаглублённые. Заглублённый обустраивается ниже уровня промерзания грунта, а мелкозаглублённый на глубину не более 7 см.

Для каждого из видов необходимо производить свои расчёты, учитывая факторы различного направления.

Какой выбрать диаметр несущих элементов?

Этот показатель напрямую зависит от назначения сооружения и его веса. Свайные опоры бывают следующих диаметров (в мм):

57. Используются при сооружении оснований для конструкций небольшого веса. Как пример, легкие заборы и т. д.
76. Такие элементы выдерживают до 3Т. Подходят для построек небольшой массы хозяйственного назначения или заборов средней тяжести.
89. Выдерживают 3-5Т. Используются для основания под жилые здания из легких материалов, пристройки, тяжелые заборы или хозяйственные строения.
108. Выдерживают 5-7Т. Можно применять при строительстве домов с одним и двумя этажами (при условии использования для строительства материалов небольшой массы).

Также существуют опорные столбы больших диаметров.

Места установки свай

В первую очередь нужно отметить на плане сооружения места установки свай в следующих местах:

по углам строения;
в местах пересечения внешних стен с внутренними несущими стенами;
в местах пересечения внутренних перегородок.

Для того чтобы понять, сколько свай потребуется еще под стеной, нужно разделить ее длину в метрах на 3. Полученное значение без остатка – необходимое количество свай.

Предположим, что длина стены – 5 метров. Получаем:

5/3 = 1 (2 в остатке) – потребуется 1 дополнительная свая.

А если длина стены 7 метров:

7/3=2 (1 в остатке) – потребуется 2 сваи и т. д.

Повторяем процедуру для всех стен, отмечаем на плане сваи через одинаковые расстояния. Также, при необходимости, дополнительные сваи можно установить в середине помещения. Это бывает нужно, если расстояние между противоположными стенами более 3-х метров.

Калькулятор свай (трубчатый анкер и фундамент)

Рис. 1. Сопротивление при установке сваи

Сваи используются; в качестве анкеров, чтобы поднять конструкции над землей или предотвратить движение (оседание) фундаментов конструкций. Они могут быть из твердого бетона или трубчатой стали в зависимости от применения.

Бетонные сваи обычно выдерживают очень большие вертикальные сжимающие нагрузки и устанавливаются/изготавливаются путем рытья ямы в земле, в которую опускают предварительно изготовленную сваю и затем закапывают или в которую заливается незатвердевший бетон.Эти сваи не учитываются калькулятором свай CalQlata.

Полые трубчатые стальные сваи, которые являются предметом калькулятора свай CalQlata, обычно используются в качестве анкеров или для предотвращения смещения в фундаментах небольших и средних конструкций в подозрительных грунтовых условиях на суше или на морском дне.

Почва

До 450 миллионов лет назад поверхность земли была каменистой; земли нигде не было. С тех пор почва накопилась на большей части ее поверхности из разложившихся растительных и животных остатков и эродированных пород.Почвы сильно различаются по составу и характеру в зависимости от множества переменных, таких как; состава, температуры и содержания воды.

Источники свойств почвы сильно различаются не потому, что они неверны, а просто потому, что все они разные. Поэтому всегда полезно проверить почву в месте закладки с помощью штифта небольшого диаметра, проникающего на глубину, подходящую для желаемого уровня достоверности. Это относительно недорогой и надежный метод подготовки сваи к размеру перед установкой.К штифту можно применить те же методы расчета, что и к свае.

Указанная несущая способность грунта действительна только при определенных условиях; глубина, пустоты, вовлеченная вода, частицы породы (камни), состав, температура и т. д. — все это способствует изменению прочности в очень малых объемах. Более того, несущая способность обычно зависит от величины и направления нагрузки, т. е. она значительно снижается при растяжении или сжатии вблизи поверхности.

Поскольку прочность грунта увеличивается с глубиной, CalQlata консервативно предполагает, что боковое давление грунта на стенку сваи равно давлению на глубине, умноженному на коэффициент Пуассона грунта (в отличие от его угла сдвига, который также может варьироваться). с глубиной).

Сопротивление сжимающей силе в основании или на конце сваи (рис. 1), которая создает дополнительное проникновение (δd), обычно должно быть равно комбинированному напряжению в грунте на глубине. Однако, поскольку условия на острие сваи изменчивы и в значительной степени неизвестны⁽¹⁾ во время установки, калькулятор свай консервативно использует только несущую способность при расчете ударопрочности оголовка сваи.

Установка свай

Рис. 2. Момент смещения сваи

На Рис. 1 показаны силы сопротивления типичной стальной трубчатой сваи во время установки.

Сваи обычно забивают в землю, сбрасывая на них тяжелый груз с определенной высоты. Сила удара создается за счет потенциальной энергии массы. Если молот падает в плотную среду, такую как вода, его эффективная масса (mₑ) должна использоваться в расчетах энергии удара (см. Входные данные ниже).

Сопротивление трению⁽²⁾ между грунтом и внутренней и внешней вертикальными поверхностями сваи увеличивается с глубиной. Пошаговое заглубление достигается за счет преодоления несущего напряжения в грунте по площади поверхности вершины стенки сваи.Сила, генерируемая энергией удара, которая изменяется при каждом постепенном изменении проникновения в грунт, должна быть достаточной для преодоления обеих этих нагрузок.

По мере увеличения глубины сваи большая часть силы удара теряется при преодолении повышенного сопротивления трения, уменьшая силу, доступную для проникновения. Таким образом, дополнительное проникновение уменьшается с глубиной установки, что увеличивает усилие на сваю при каждом ударе.

Маловероятно, что грунт будет иметь одинаковую несущую способность, сопротивление сдвигу, коэффициент трения и коэффициент Пуассона вплоть до установленной глубины, поэтому маловероятно, что каждое воздействие вызовет ожидаемое проникновение на соответствующей глубине.

Хотя разумно продолжать укладку до тех пор, пока сила удара (F) не станет достаточной для ваших нужд (Ŵ < F < W̌), было бы разумно убедиться, что конечное значение (F) больше, чем (Ŵ+W̌)/2
Сила (F) для каждого удара указана в калькуляторе свай.

Прочность ворса

Стенка сваи должна быть способна выдерживать монтажные и эксплуатационные нагрузки, а для установления целостности сваи требуются отдельные расчеты, основанные на ваших конкретных условиях проектирования.Однако наиболее вероятной причиной разрушения сваи является разрушение стены во время установки.

Разрушение или обрушение стенки сваи происходит из-за чрезмерного мембранного напряжения из-за смещения молота и сваи (рис. 2), достаточно консервативную оценку которого можно найти, используя следующую формулу плоской пластины: σỵ = 6,M/t

Существует множество формул для определения прочности сваи при сжатии, некоторые из них включают классические или сложные формулы, все из которых можно надежно предсказать с помощью расчета потери устойчивости столбца Эйлера-Ренкина, в котором вы добавляете модуль Юнга материала сваи к модулю грунта. (Eᵖ+Eˢ) при создании составной жесткости (EI) для колонны.

Расчетная мощность сваи

Рис. 3. Боковая грузоподъемность

Сопротивление весу достигается за счет комбинации сопротивления трения и несущей способности грунта. Горизонтальным нагрузкам должно противодействовать боковое сжатие грунта, которое зависит от глубины, состава и плотности. Растягивающим нагрузкам от анкеров противодействует масса сваи плюс грунтовая пробка, если она остается внутри, и любое остаточное трение между грунтом и стенкой сваи.

Как и во всех теоретических интерпретациях практических задач, в конечном результате присутствует определенная степень оценки.

Например:

Горизонтальная сила : Сопротивление горизонтальным нагрузкам создает пару моментов (M) на высоте «hᴹ» (рис. 3), величина которой обусловлена комбинацией несущей способности грунта и давления на глубине. Несущая способность при горизонтальной нагрузке не такая, как при сжатии из-за подъема к поверхности, более того, давление создает большее сопротивление горизонтальным силам, чем несущая способность на значительных глубинах (т.е. когда плотность x глубина > несущей способности).Поэтому CalQlata проигнорировала влияние несущей способности для горизонтальных нагрузок в калькуляторе свай и приняла боковое сопротивление, основанное на давлении x глубина⁽⁴⁾. Вам нужно будет убедиться, что ваша свая не сплющивается чуть ниже поверхности почвы в результате горизонтальной силы.

Усилие сжатия : Если свая не забита в подстилающую породу, ее несущая способность (рис. 4; W) будет зависеть от сопротивления трения и несущей способности грунта, которые могут соответствовать или не соответствовать поверхностным условиям. В этом случае вы можете определить несущую способность установленной сваи на основе конечной силы удара. Однако было бы разумно применить соответствующий запас прочности для учета потенциальной ползучести. Эмпирическое правило CalQlata состоит в том, чтобы принять полную несущую способность и ⅔ сопротивления трения (R̂ᵛ). Калькулятор свай предоставляет как теоретические (W̌), так и эмпирические значения (Ŵ) в своих выходных данных.

Суммарная сила : Когда сваи подвергаются комбинированным вертикальным и горизонтальным нагрузкам (рис. 5; W), сопротивление трения от вертикальной составляющей уменьшается, если горизонтальной составляющей достаточно для преодоления напряжения в грунте.Если грунт и свая теряют контакт более чем на 50 % площади внешней поверхности, сопротивлением трения следует пренебречь. Сопротивление вертикальному восхождению будет зависеть только от веса (сваи и грунтовой пробки, если они сохранены), а сопротивление сжатию будет связано только с напряжением смятия (σ) на кончике сваи.

Осторожно

Хотя сопротивление трению в свае может быть включено в несущую способность сваи, следует позаботиться о том, чтобы в течение ее расчетного срока службы учитывались следующие факторы:
1) Определенная ползучесть может возникнуть с течением времени из-за неоднородностей грунта из-за изменения слоев и вибрационных нагрузок
2) Осадка может привести к заползанию сваи в малопрочный слой
3) Подземные воды снизят сопротивление трения и прочность на смятие
4) Скала, частично поддерживающая сваю, может со временем вызвать наклон
5) Деформация стенки сваи при установке может привести к обрушению в процессе эксплуатации
Все вышеперечисленное может быть выполнено с помощью соответствующих испытаний грунта на глубину, превышающую предполагаемую глубину сваи.

Рис. 4. Осевая грузоподъемность

Калькулятор свай — Техническая помощь

Вы можете использовать любые единицы измерения в калькуляторе свай, если вы непротиворечивы. Однако все силы рассчитываются в единицах массы-силы (кгс, фунт-сила и т. д.), поэтому важно, чтобы значения, вводимые для напряжения (σ и τ), были в одинаковых единицах: например, кгс/м², фунт-сила/дюйм² и т. д.

Входное значение ускорения свободного падения (g) используется только для преобразования энергии удара в массовую силу.

Установка

Калькулятор свай прикладывает горизонтальное давление (которое линейно зависит от глубины) к внутренней и внешней стенке сваи из-за коэффициента Пуассона грунта. Сопротивление постепенному проникновению рассчитывается с использованием только напряжения смятия (σ) грунта, напряжение сдвига (τ) используется для расчета угла сдвига для горизонтальной силы (F̌ʰ).

Расчетная мощность

Калькулятор свай предоставляет множество расчетных нагрузок, только минимальные значения которых (R̂ᵛ, F̂ᵛ, Ŵ) можно использовать с высокой степенью достоверности и без проверочных испытаний.Если вы хотите полагаться на более высокие расчетные мощности, чем указанные, рекомендуется провести подходящие тесты на нагрузку, зависящие от времени.

Переменные слои

Если вы не хотите выполнять подробные расчеты для каждого переменного слоя (рис. 6), вы можете консервативно предположить, что ваша свая имеет глубину, равную сумме толщин высокопрочных слоев, полностью игнорируя влияние низкопрочных слоев. . Это также более точный подход, чем предположение о средних свойствах почвы на фактической глубине.

Входные данные

Рис. 5. Объединенные силы

D = максимальная требуемая глубина сваи
Øᵢ = внутренний диаметр сваи
Øₒ = внешний диаметр сваи
ρᵐ = средняя плотность⁽³⁾
ρʰ = плотность молота⁽³⁾
ρᵖ = плотность сваи
ρˢ = плотность грунта
м = масса молота ⁽³⁾
hᵈ = высота падения
σ = опорное напряжение грунта
τ = напряжение сдвига грунта
μᵢ = коэффициент трения при установке⁽²⁾
μₒ = коэффициент трения при эксплуатации⁽²⁾
ν = коэффициент Пуассона (почва)

Выходные данные

мₑ = эффективная масса молота⁽³⁾
E = энергия удара
A = площадь поперечного сечения стенки сваи (острие)
Ď = общая максимальная глубина (d + δd после последнего удара)
n = количество ударов (для достижения Ď )
R̂ᵛ = минимальное сопротивление вертикальному трению при установке⁽⁵⁾ (из-за μᵢ)
Řᵛ = максимальное сопротивление вертикальному трению после осадки⁽⁵⁾ (из-за μₒ)
F̌ʰ = максимальная горизонтальная сила (на поверхности грунта)
F̂ᵛ = минимум подъемная сила сваи (только масса сваи)
F̌ᵛ = максимальная подъемная сила сваи (включая массу пробки и Øᵛ)
Ŵ = минимальная грузоподъемность (от; ⅔μₒ + σ)
W̌ = максимальная грузоподъемность (от; μₒ + σ )
hᴹ = высота от вершины сваи до точки опоры
r₁ = плечо момента над точкой опоры (только для информации)
r₂ = плечо момента ниже точки опоры (только для информации)
M₁ = момент над точкой опоры⁽⁶⁾ (только для информации)
M₂ = Момент ниже точки опоры⁽⁶⁾ (только для информации)

Рис.

6.Переменные слои почвы

Результаты последовательности ударов:
N° = номер удара
δd = глубина удара
d = общая глубина после удара
F = сила удара

См. Свойства материала ниже для некоторых репрезентативных свойств материалов.

Свойства материалов

Среда установки: Если ваша свая устанавливается с помощью молота, опускаемого под воду, вы должны ввести среднюю плотность (ρᵐ) для воды, в противном случае вы должны ввести значение для воздуха или установить это значение равным нулю.

Материал молотка: плотность материала молотка (ρʰ) уменьшается на плотность среды при расчете (ρᵐ) для расчета энергии удара (E). Поэтому важно, чтобы обе плотности были репрезентативными

Материал сваи: плотность материала сваи используется только в расчетах силы, необходимой для выдергивания сваи из земли (Fᵛ)

Материал почвы: Свойства почвы должны быть основаны на результатах испытаний на месте, если это вообще возможно. Это можно установить, вставив штифт в землю на месте сваи, а затем задним числом определив свойства условий грунта с помощью калькулятора свай и изменив свойства грунта (σ, μᵢ и μₒ), убедившись, что:
а) ретроспективные расчеты отражают фактические условия во время установки;
b) Нагрузки по добыче измеряются по крайней мере через 30 дней после оседания. В качестве альтернативы для оценки могут быть использованы следующие данные:

Плотность	Вещество	кг/м³	фунт/дюйм³
номер	воздух	1.256	4.54Е-5
	вода	1000	0,0361
	морская вода	1023	0,037
№	сталь	7850	0,2836
	бетон	2400	0,0867
	гранитный камень	2750	0. 09935
№	сталь	7850	0,2836
	алюминий	2685	0,097
	титан (HT)	4456	0,161
	нержавеющая сталь 316	7941	0,2869
	глина сухая	1590	0.0574
	глина-средняя	1625	0,0587
	глинисто-мокрый	1750	0,0632
	суглинок	1275	0,0461
	илово-сухой	1920	120
	илово-влажный	2163	135
	песок сухой	1600	0.0578
	песочно-мокрый	1900	0,0686

Стресс	Вещество	кг/м²	фунт/кв. дюйм	ν
σˢ	глинистая плотная	от 35 до 55	от 0,05 до 0,08	0,45
	глина-средняя	от 20 до 35	0.от 03 до 0,05	0,35
	глина рыхлая	от 10 до 20	от 0,014 до 0,03	0,3
	суглинок	от 7,5 до 15	от 0,01 до 0,02	0,3
	пылеватый	от 4,5 до 7,5	от 0,0064 до 0,01	0,35
	ил рыхлый	с 1 по 4.5	от 0,001 до 0,0064	0,3
	песок сухой	от 10 до 30	от 0,014 до 0,04	0,4
	песочно-мокрый	от 5 до 10	от 0,007 до 0,014	0,3
τˢ	глинистая плотная	от 29,4 до 46,2	от 0,0418 до 0,0656
	глина-средняя	11. от 5 до 20,2	от 0,0164 до 0,0287
	глина рыхлая	от 3,6 до 7,3	от 0,0052 до 0,0104
	суглинок	от 4,3 до 8,7	от 0,0062 до 0,0123
	пылеватый	от 0,8 до 1,3	от 0,0011 до 0,0019
	ил рыхлый	0.от 1 до 0,4	от 0,0001 до 0,0006
	песок сухой	от 8,4 до 25,2	от 0,0119 до 0,0358
	песочно-мокрый	от 2,9 до 5,8	от 0,0041 до 0,0082

Вещество	мкᵢ	мкₒ
глинисто-плотный	0.225	0,45
глина-средняя	0,2	0,4
глина рыхлая	0,15	0,3
суглинок	0,175	0,35
пылеватый	0,15	0,3
ил рыхлый	0. 125	0,25
песок сухой	0,1	0,2
песочно-мокрый	0,175	0,35

Применимость

Калькулятор свай применим только к трубчатым сваям, заглубленным в грунт

Точность

Точность вычислений в калькуляторе свай зависит от введенной информации.Выходные данные в значительной степени основаны на линейном изменении давления с глубиной и постоянной плотности грунта на этой глубине. В этом случае ожидается, что результаты будут в пределах ±10% от фактических значений.

Если почва изменчива по глубине сваи, следует использовать средние значения свойств почвы, и в этом случае; ожидается, что результаты будут в пределах ±20% от фактических значений.

Крайне маловероятно, что какой-либо расчет сваи даст значительно большую точность, чем ожидалось выше.

Примечания

Ударная вибрация, смещение грунта и переменные условия с глубиной — все это изменяет торцевую нагрузку на сваю во время установки неконтролируемым образом
Сопротивление трению при монтаже меньше, чем при эксплуатации из-за осадки (через ≈30 дней). CalQlata рекомендует, чтобы, если не известны точные значения, коэффициент трения для связных грунтов во время установки был вдвое меньше, чем при эксплуатации, который обычно составляет ≈0,35. Для несвязных грунтов оба значения следует принимать одинаковыми при ≈0.15
Энергия удара использует эффективную массу молотка mₑ = m.(ρʰ-ρᵐ)/ρʰ
Боковая нагрузка на стенки сваи рассчитывается по формуле ν.d.ρˢ
Включая внутренние и внешние вертикальные стенки сваи
Эта информация предоставляется для проверки: M₁ должно быть идентично M₂, если расчет правильный

Дополнительная литература

Дополнительную информацию по этому вопросу можно найти в справочных публикациях ^{(8, 9, 51 и 52)}

Расчет свайного фундамента.Калькулятор онлайн

Расчет свайного фундамента очень важный этап проекта будущего дома. Если допустить даже малейшую ошибку, срок службы конструкции сократится в лучшем случае до двадцати лет. При самом неблагоприятном стечении обстоятельств катастрофа может произойти еще во время строительства.

Если внутри здания имеются неустойчивые грунты, на которых наблюдается повышенная влажность, или какие-либо сложные рельефы, то в этом случае единственным оптимальным решением будет правильный расчет свайного фундамента.Основным преимуществом такой конструкции является исключительно высокая надежность крепления даже в относительно мягком грунте, поскольку опора погружается на довольно большую глубину. Такие конструкции обладают гораздо большей надежностью и долговечностью, а для их реализации требуется не так много бетона, но нужно понимать, что процесс их расчета и возведения довольно трудоемкий.

Причин для расчета свайного фундамента можно найти хоть отбавляй. Во-первых, правильно смоделированная конструкция обладает высокой стойкостью.Во-вторых, забивка свай намного дешевле, чем строительство ленточной или черепичной конструкции. В-третьих, при низкой несущей способности грунта — свайный фундамент — единственный вариант.

Если земля имеет низкую несущую способность, то при правильном расчете свайного фундамента вам не потребуется копать глубокие траншеи, чтобы сделать надежное основание. Для этого используются винтовые сваи. А вот формула расчета при использовании таких материалов намного сложнее.

Плот представляет собой верхнюю часть фундамента, которая объединит в одну торцевые стены свай, а ростверк является опорой для будущего здания.Соединение ростверка и сваи осуществляется с помощью специализированной сварки или путем стандартной заливки бетоном.

По способу монтажа решетки можно разделить на несколько категорий:

Лента объединяет только соседние сваи;
Плитка – связывает каждый отдельный наконечник.

По типу материала:

Бетон с арматурой. Под несущими стенами производится установка свай, а по глубине и ширине ростверка разбиваются траншеи небольшой глубины;
Подвесной бетон.Аналогичен предыдущему варианту, однако отличительной особенностью этого фундамента является то, что бетонная лента не соприкасается с грунтом, а устройство компенсационного зазора одновременно дает возможность предотвратить излом опор в грунте. случай больших колебаний грунта;
Бетон. Изготовление такого фундамента предполагает использование двутавра или широкого металлического швеллера, при этом под несущими стенами монтируется швеллер 30, а остальные опоры связаны швеллером 15-20;
Из дерева.Крайне редкий вариант, который в последнее время практически не используется;
Комбо. Здесь используются не только металлические опорные элементы, но и бетон.

Для проведения правильного расчета свайного фундамента необходимо больше узнать о материале основания. Это позволит точно создать проект, исходя из характеристик свайных конструкций и их свойств.

Все сложить вместе поверх ростверка. Его можно сделать из деревянных и металлических балок.Также можно взять сплошную железобетонную плиту. Но это значительно увеличит вес основной конструкции.

Свайные конструкции для расчета фундамента могут быть изготовлены как самостоятельно, так и под заказ на заводе. При изготовлении на месте строительства их фундамент лучше всего делать плоским.

Для правильного расчета свайного фундамента знать только площадь конструкции недостаточно. Необходимо учитывать трение, возникающее между боковой поверхностью стержня и землей.

Раньше винтовые сваи часто применялись военными инженерами при строительстве фортификационных сооружений. Это было связано с тем, что они позволяют конструкции выдерживать высокие нагрузки в экстремальных условиях.

Внимание! Свайные конструкции по-прежнему незаменимы при создании мостов и переходов.

Основная часть ворса — ствол. Его диаметр от 80 до 130 мм. заканчиваются в виде острого конуса. Он приварен к лезвию. Это позволяет быстро и эффективно ввинчивать сваи в грунтовые конструкции.

Некоторые сваи идут без наконечника. В этом случае на конце ствола имеется отверстие. На него поставили рычаг, позволяющий вращать сваю с нужной скоростью. Эта особенность позволяет при необходимости удлинить ствол. Эта опция очень необходима, когда работы ведутся на неустойчивом грунте.

К преимуществам свайных конструкций можно отнести:

Безопасная технология монтажа, позволяющая быстро возвести фундамент дома.
Возможность использования на любых почвах.Единственным исключением является камень.
При укатывании свай не образуются удары. Благодаря этой особенности свайные фундаменты можно возводить даже в районах плотной застройки, не опасаясь за сохранность близлежащих домов.
После установки винтовых элементов можно сразу монтировать решетки. Разумеется, эта особенность учитывается при расчетах.
Расчет свайного фундамента можно производить как для холмистой местности, так и для неровных участков.
Монтаж осуществляется практически при любых погодных условиях.Неважно, сколько градусов на улице. На качество фундамента это не повлияет.
Возможность перепланировки. Ни один другой тип фундамента не дает столько возможностей для конструктивных изменений, как свайный. При необходимости стальной болт можно выкрутить и вкрутить в другом месте.

Зная преимущества и особенности свайного фундамента можно провести максимально точные расчеты, просчитать все конструкции.

Расчет свайно-винтового фундамента с ростверком включает в себя большое количество моментов, но в первую очередь определяется глубиной заложения свай фундамента, которая зависит от типа и сложности грунта.В первую очередь нужно определить нормативную глубину промерзания грунта в вашем районе проживания, затем замерить ниже 20 на 25 см – это и будет глубина заложения свай фундамента.

После проведенных изыскательских работ необходимо будет определить местонахождение грунтовых вод, возможность их колебания в разные времена года и качественные характеристики грунта на участке. Лучше всего, если проектированием свайных фундаментов и его разработкой займется квалифицированный специалист.

При расчете количества винтовых свай для фундамента в каждом конкретном случае следует учитывать следующие характеристики:

Насколько прочный материал и ростверк;
Присутствует несущая способность грунта, в том числе за счет уплотнения в процессе установки крепи;
При наличии значительных перепадов рельефа местности в этом случае определяется и также учитывается несущая способность опоры основания;
Способы усадки свай под действием вертикальной нагрузки;
Какой вес у конструкции к внутреннему содержимому;
Что такое сезонные, динамические и ветровые нагрузки.

Кроме того, обязательно нужно учитывать осадку свайного фундамента. Свайный фундамент должен быть в соответствии с планом работ, поэтому лучше всего, если его созданием займется профессиональный архитектор.

Важно! Расчет и последующее проектирование свайных фундаментов осуществляется только после окончания всех изыскательских работ на объекте, проводимых квалифицированным специалистом.

Данные для расчетных формул в этом случае будут подбираться в зависимости от качества и типа почвы.Следует отметить, что расчет свайного фундамента на усадку и деформацию требует максимально возможной точности выходных показателей.

Для построения правильных расчетов необходимо на строительной площадке провести геодезическую съемку. В первую очередь под слабыми грунтами необходимо определить глубину залегания слоя, способного выдержать вес постройки.

Важно! Вам нужно сделать расчет, чтобы свайные конструкции были погружены в опорный слой не менее чем на полметра.

Чтобы узнать, на какую глубину нужно закручивать сваю предварительно забурить. Это позволяет определить, где находится уровень грунтовых вод. Также нужно учитывать, как земля промерзает зимой.

Весь процесс строительства делится на следующие этапы:

Во-первых, это разметка и выравнивание. Определяется место, где вы будете устанавливать основные сваи. Затем можно монтировать второстепенные элементы. Расстояние между ними должно быть в пределах двух-трех метров.Стальные болты должны быть размещены под всеми стенами дома.
Завинчивание начинается с угловых свай. В верхнее отверстие стального болта пропускают лом. Удлинить рычаг на изношенном ломе металлической трубы. При бурении отклонение от вертикали не должно превышать двух градусов. Угол наклона при этом контролируется магнитным уровнем.
Расчет свайного фундамента в угловых сваях производится с помощью рукавного уровня. Наносим этикетку. Они определяют горизонтальную плоскость и нижнюю кромку ростверка.
Остальные сваи закатаны.
Глубина ввинчивания должна быть такой, чтобы от верха до земли было 20 см.
Поверхность занавеса усечена на указанных уровнях.
Для замешивания раствора. Одна часть цемента на четыре части песка. Они заполнены сваями.

Правильные расчеты в плане планировки свайного фундамента сделают прочную и надежную конструкцию.

Расчет прочности единичного изделия позволяет определить, сколько в целом вам потребуется свай для фундамента.За константу принимаем расстояние между столбами в два метра. Более того, согласно современным архитектурным тенденциям опоры должны иметь общий ростверк.

Один пример ↑

Диаметр одного металлического болта 30 сантиметров. Расчетный вес здания сто тонн. В формуле расчета свайного фундамента особую роль играет несущая способность грунта. Возьмем самую распространенную цифру – четыре килограмма на квадратный сантиметр.

Важно! Нагрузка не должна превышать несущую способность грунта.

Норма усилия, которое будет действовать на каждую сваю в фундаменте, обозначается как Fсв. Расчет этого параметра производится по следующей формуле:

(πd2/4)*R

Укажите значения всех переменных:

π – неизменная величина, бесконечное число, которое для простоты математического исчисления обозначается как 3,14.
d — диаметр металлического болта (30 см).
R — это радиус, в данном случае четыре килограмма.

Свести все к одной формуле:

Fсв=(πd2/4)?R=707,7?4=2826 кг.

Именно такой вес в грунте способен выдержать один свайный фундамент. На основании этих данных — продолжайте расчет.

Общий вес здания ровно 100 тонн. Эта цифра взята для удобства расчетов. Перед дальнейшим расчетом свайного фундамента необходимо привести показатели к одной метрической системе.Переведите тонны в килограммы и получите значение N (количество опор).

N= 100000/2826=35,4.

Конечно, тридцать пять с половиной столбов крепить никто не будет. Поэтому округлили. Для того, чтобы построить дом весом в сто тонн на грунте с несущей способностью 4 кг/м ^Два нужно не менее 36 опор.

Второй пример ↑

Для понимания алгоритма расчета свайного фундамента закрепите материал и немного доработайте базовый план. Расширьте основание до 50 см.Это повысит удобство использования всей конструкции. Остальные параметры оставляем без изменений.

Fсв=1962,5?4=7850 кг

Рассчитать свайный фундамент и получить 13 опор. Как видите, удлинение базы позволяет значительно уменьшить количество свай, добившись хорошей стабильности работы.

Пример третий ↑

Расчет свайного фундамента, пример которого вы увидите далее, можно использовать как легкий для загородного дома, есть пара коттеджей, только в первом случае используются стандартные винтовые сваи, тогда как при строительстве коттеджей понадобятся использовать массивные буронабивные сваи, которые выдерживают достаточно большие нагрузки.

Для упрощения примера расчет свайного фундамента ведется по винтовым опорам. Следует отметить, что для этих свай малых размеров в процессе расчетов не учитывается боковое трение, которое определяется при возведении тяжелых зданий, оказывающих на сваи значительное воздействие.

В этом случае будет рассмотрен подробный расчет общего количества свай, и шага их установки на одноэтажные дома, размер которых 7х7 м:

Изначально определился с общей массой расходников.Примем, что общий вес бруса крыши и обшивки составит 27526 кг с учетом снеговой нагрузки;
Размер полезной нагрузки 7х7х150=7350;
Величина снеговой нагрузки 7х7х180=8820;
Таким образом, примерный вес нагрузки на фундамент составит 27526+7350+8820=43696 кг;
Теперь массу нужно будет умножить на коэффициент запаса 43696х1,1=48065,6 кг;
Например, предусмотрена установка винтовых опор, размер которых 86х250х2500.Для того, чтобы рассчитать их количество, вам понадобится величина общей нагрузки для распределения той нагрузки, которая прикреплена к сваям. 48065.6/2000=24.03, округляем полученное число до 24 и получаем точное количество необходимого количества свай;
Для установки 24 опор необходимо будет использовать шаг установки 1,2 метра. Для формирования половых лаг нужно будет использовать две дополнительные сваи, которые будут располагаться непосредственно внутри дома.

Таким образом, по вышеизложенной технологии вы сможете рассчитать необходимое количество свай для любого дома вне зависимости от его особенностей.

На видео ниже вы можете увидеть, как производится расчет свайного фундамента специалистами:

Свайный фундамент – экономичный и быстрый способ создания основания под строительство. Он позволяет работать в любых погодных условиях, а также дает возможность возводить постройки даже на самых проблемных грунтах.

Расчет свайного фундамента позволяет заранее определить, сколько нужно свай для дома определенной массы. Используя формулы, описанные в статье, расчеты можно провести быстро и точно.

Связанный с контентом

Калькулятор веса сваи

| ESC Goace (глобальные листовые растворы для сжимания)

- проекты по стране
- Al Ghere
- Al Jeer набережная набережная, ОАЭ
- Остров Барроу Остров, Австралия
- Bascule Highway Cofferdam, Австралия
- Baynoonah Tunnel, UAE
- Eurotank Terminal, Нидерланды
- Kaohsuing Port Combi Wall, Taiwan
- Liquid Bulk Terminal, Нидерланды
- Украшение реки Малакка, Малайзия
- Отвод канала Охау, Новая Зеландия
- 5 Лафито, Гаити
- Порт Эверетт, США
- Порт Веракрус, Мексика
- Расширение порта Рас-Аль-Хайма, ОАЭ
- Stevin Rock Berths New Quay Wall, ОАЭ
- Tankput 19 Терминал Вопак, Нидерланды
- Гавань Виктория, Австралия 9059
- Переборочный причал Watco 3 и 4, США

США вкладка e для навигации по пунктам меню.

График изгиба стержней для свайного фундамента с расчетами

🕑 Время чтения: 1 минута

Чтобы четко понимать график изгиба стержней свайного фундамента, необходимо знать типовые детали армирования свайного фундамента. Свайный фундамент — это распространенный тип глубокого фундамента, используемый для поддержки тяжелонагруженных конструкций, когда рассматриваемый участок имеет очень слабый грунт, сжимаемый по своей природе.

Схема типового свайного фундамента Типичное устройство свайного фундамента имеет несущую конструкцию, поддерживаемую наголовником сваи, который, в свою очередь, поддерживается несколькими сваями, как показано на плане и виде спереди на рисунках ниже.

Рис. 1: Устройство свайного фундамента – надстройка, ростверк и сваи

Структурная спецификация и детали армирования свайного фундамента На рисунке-2 показаны типичные детали армирования и чертеж свайного фундамента. Детали шапки ворса в этой статье не объясняются.

Рис. 2: Детали свайного фундамента

Вся компоновка хорошо понятна из рисунка-2. Каркас сваи имеет вертикальную арматуру, скрепляемую наружным и внутренним кольцами.Армирование в свайном строительстве включает:

Вертикальное усиление
Усиление наружного кольца
Усиление внутреннего кольца

Вышеупомянутые детали упомянуты на рисунке 3 ниже. Внешние кольца выполнены в виде спиральных колец, а внутренние — в виде круглых или спиральных связей.

Рис. 3: Детали поперечного сечения в разрезе A-A рис. 2

Длина развертки ’L _d’ предусмотрена снаружи колонны, врезающейся в оголовок сваи.Рекомендуемая длина анкеровки предусмотрена в нижней части колонны, как показано на рис. 2. С рисунка:

Длина сваи = 20 м
Диаметр сваи = 0,6 м
Диаметр:
1. Вертикальное усиление = 20 мм – 12 шт.
2. Внешнее спиральное кольцо = 8 мм @ 200 мм c/c
3. Внутренние спиральные стяжки = 16 мм @ 2000 мм c/c
Нижняя длина анкерного крепления = 300 мм
Длина разработки = 40 дней
Прозрачная крышка = 75 мм

Расчет графика изгиба стержней свайного фундамента

Шаг 1: Длина вертикальной арматуры В случае графика изгиба стержней колонны или сваи возникает необходимость притирки стержней до достижения длины сваи (20 м).

Следовательно, дополнительно предусмотрена длина притирки, равная 5Dd . Следовательно, Общая длина резки для вертикальной арматуры = длина анкеровки в нижней части сваи + высота сваи + длина развертывания (40d) + длина внахлест (50d) – прозрачная крышка внизу. т. е. L _v = 300 + 20000 + 40d +50d -75 = 300 + 20000+ (40 х 12) + (50 х 12) – 75 Общая длина вертикальной арматуры, L _v = 21,3м Примечание: При обвязке стержня рекомендуется связать посередине, так как вязка на концах стержней будет подвергаться более высоким нагрузкам.

Шаг 2: Внутреннее дистанционное кольцо – количество и длина каждого кольца Здесь мы должны определить длину каждого внутреннего кольца вместе с их номерами. Количество колец (N _r) = [Длина ворса/Шаг] + 1 = [20000/2000] +1 = 11 нет Окружность кольца дает длину каждого кольца. Для этого необходимо определить радиус кольца. С учетом радиуса ворса, чистого покрытия, радиуса внешнего кольца: Радиус кольца = [Радиус сваи – чистая оболочка – диаметр: наружного кольца – диаметр: вертикальной арматуры:]/2 = [600 – 75 – 8 – 12]/2 = 252. 5 мм Следовательно, длина кольца = 2xpixr = 2 х 3,147 х 252,3 = 1584,4 мм = 1,58 м

Этап 3: Наружное спиральное кольцо – количество и длина каждого кольца Для каждой характеристики наружного спирального кольца необходимо определить его радиус. Радиус наружного спирального кольца = [диаметр ворса – прозрачное покрытие]/2 = [600 -75]/2 = 262,5 мм Длина кольца = 2xpixr = 2 х 3,147 х 262,5 = 1648,5 мм = 1,65 м Количество колец (N _r) = [Длина ворса/Шаг] + 1 = [20000/200] +1 = 101 нет

Этап 4: График гибки стержней

Спецификация Диаметр стержней (м) №баров (м) Длина стержней (м) Общая длина (м)

Вертикальная перекладина 12 12 21,3 255,6

Внутреннее кольцо 16 11 1,58 17,4

Внешнее кольцо 8 101 1,65 166,65

Свайные фундаменты.
Руководство по проектированию, строительству и испытаниям
Свайные фундаменты сооружаются, когда невозможно построить строение на мелкозаглубленных фундаментах.В зависимости от характера строения и по ряду причин выбор свайных фундаментов производится так, как рассмотрено в статье.

Мы сосредоточимся на основных темах этой статьи.

Обзор

Good Foundations Design

Строительство Piies

Куча

Начнем с понимания …

Что такое ворс?

Это тип фундамента, который заглубляется в землю, и в строительстве используются в основном круглые сечения.

Фундаменты мелкого заложения опираются на землю и передают вертикальные нагрузки непосредственно на грунт. Емкость грунта представлена как допустимая несущая способность, и если приложенное давление меньше допустимого давления смятия, геотехнический расчет в порядке.

Однако в свайных фундаментах используются разные методы и разные параметры.

При проектировании учитывается поверхностное трение грунта (положительное и отрицательное), поверхностное трение выветренной породы, поверхностное трение в породе и торцевая опора породы.

Почему сваи должны поддерживать конструкцию

Когда вертикальные нагрузки, воздействующие на фундамент, не могут быть выдержаны мелкозаглубленными фундаментами из-за низкой несущей способности.

При наличии слабых слоев грунта, таких как торф, присутствующий в грунте

Для восприятия растягивающих усилий, прилагаемых к фундаменту. Сваи могут быть закреплены в скале, чтобы выдерживать растягивающие усилия.

Для восприятия боковых нагрузок (сжатия), действующих на фундамент. Наклонная свая будет построена таким образом, чтобы воспринимать как сжимающие, так и растягивающие усилия.

При очень высоких вертикальных нагрузках, особенно в высотных зданиях, несущей способности грунта недостаточно для таких нагрузок. нам нужны сваи.

Факторы, влияющие на проектирование и строительство свайных фундаментов

Нагрузки от надстройки

Состояние грунта. В зависимости от характера почвы трение кожи будет различным. При наличии слоев грунта, таких как торф, при геотехническом расчете сваи необходимо учитывать отрицательное поверхностное трение.

Состояние породы. Значения RQD и CR, определенные при исследовании скважины, сильно влияют на грузоподъемность сваи.

Стоимость строительства также является основным фактором, учитываемым при выборе свай в качестве несущей системы.

Необходимо проверить доступность площадки.

Должны быть проверены зазоры от границ

Должны быть проверены ограничения уровня вибрации и звука. Чрезмерная вибрация может привести к повреждению прилегающих объектов.

Типы свайных фундаментов

Эта классификация основана на типе материала, используемого при возведении свай, и на основе характера конструкции.

Скучающие сваи / литые in Situ Pieles

Груды сваи / сваи / сборные

Micro Pieles

листовые груды

древесины свай

винтовые груды

винтовые груды

используемый тип сваи.В большинстве сооружений, построенных на свайных фундаментах, встречаются дощатые сваи.

Свая вбита в скалу. В зависимости от характера нагрузки и величины нагрузки будет варьироваться глубина залегания в породе.

Кроме того, количество свай, необходимых для поддержки колонны, зависит от мощности сваи и приложенной нагрузки.

Во-первых, мы находим геотехническую мощность и структурную мощность сваи. Тогда минимальное из этих значений принимается за вместимость сваи.

Поскольку приложенная нагрузка известна, можно рассчитать количество свай.

Буронабивные сваи изготавливаются в виде одиночных свай или групповых свай в зависимости от приложенных нагрузок. Как правило, групповые сваи необходимы для поддержки ядер сдвига, стенок сдвига, подъемных ядер и т. д.

Забивные сваи / сборные сваи

Это сборные сваи.

Их изготавливают, когда прилагаемая нагрузка сравнительно мала по сравнению с буронабивными сваями.

Кроме того, сборные сваи не забиваются в скалу, а заделываются или вставляются в твердый слой грунта.Должен быть плотный слой почвы для опоры сваи и обеспечения концевой опоры.

Эти сваи в основном представляют собой сваи с преобладающим трением, хотя и имеют концевую опору.

Забивка может производиться вручную путем опускания груза в сваю или с помощью вибрационной сваебойной машины.

Доступны сваи различных размеров, начиная с 400 мм. Далее, в зависимости от характера конструкции, могут быть изготовлены еще меньшие размеры.

Кроме того, эти типы свайных фундаментов широко используются в малоэтажных зданиях, когда они не могут быть построены с мелкозаглубленными фундаментами.

Микросваи

Микросваи широко используются в малоэтажном строительстве.

Когда состояние грунта слабое и нет достаточной несущей способности, чтобы выдерживать нагрузки от надстройки, необходимо построить глубокий фундамент.

В этом фоне, если посмотреть на доступные варианты; мы должны выбрать тип фундамента из буронабивных свай, сборных свай и микросвай.

Из них буронабивные сваи в целом более дороги по сравнению с двумя другими типами.

В зависимости от характера и вида нагрузок от надстройки производится выбор типа сваи.

Кроме того, при сооружении этих типов фундаментов желательно получить рекомендацию инженера-геотехника.

Проект должен быть выполнен на основе параметров, указанных в отчете об исследовании грунта, и эти параметры должны быть проверены после строительства путем проведения необходимых испытаний.

Микросвая представляет собой стальной кожух, заполненный бетоном.При необходимости и по мере увеличения диаметра микросваи внутрь сваи также может быть помещен арматурный каркас для улучшения ее несущей способности.

Микросваи используются в конструкциях устоев и опор мостов. Боковые нагрузки, применяемые на абатменте, могут быть перенесены на землю на наклонные микровые сваи.

При строительстве опор используются три или шесть свай шестиугольной формы, используемые для восприятия вертикальных нагрузок.

Основным риском для данного типа конструкции является коррозия стали.Если подвергнуться воздействию или допустить соответствие требованиям по коррозии, свая может разрушиться.

Однако, с другой стороны, существует меньший риск, так как свая находится под землей, и меньше вероятность попадания всех ингредиентов под коррозию.

Если сооружение должно быть построено в прибрежной зоне, большое внимание следует уделить защите стального корпуса.

Микросваи сооружаются из стальных оболочек 150, 200, 300 мм и т. д.

Шпунтовые сваи

Шпунтовые сваи также можно рассматривать как тип свайного фундамента, хотя они в основном не используются для прямой поддержки конструкций, как другие типы свай.

Например, шпунтовые сваи используются для поддержки грунта вокруг конструкции, а также служат постоянной конструкцией. Удаление или рассмотрение в качестве постоянных работ зависит от характера конструкции и состояния грунта.

Кроме того, шпунтовые сваи широко используются в строительстве для удержания земли при земляных работах. В конструкциях глубоких подвалов, как указано выше, можно использовать правильно закрепленные шпунтовые сваи.

Кроме того, он также используется при строительстве коффердамов.

Существуют различные типы шпунтовых свай в зависимости от профиля и схемы соединения. Кроме того, мы можем выбрать подходящий шпунт на основе требуемого модуля сопротивления сечения в соответствии с проектными требованиями.

В статье подпорная стенка из шпунта обсуждается конструкция устойчивости подпорной стены из шпунта.

Деревянные сваи

Не только нынешнее, но и древнее строительство также использует лучшую технологию.

Они знали, что когда есть слабый грунт, нужно делать сваи. Поэтому они использовали устойчивый материал, чтобы сделать это.

Даже сейчас, когда строительство или расширение завершено, можно наблюдать нагромождение деревянных свай.

В частности, здания и мосты построены на деревянных сваях.

Деревянные сваи долговечны, экономичны и устойчивы.

Специальная древесина с хорошей износостойкостью.

Перенесите нагрузку от обшивки трения и торцевого подшипника.

Конструкции в очень слабых местах, где нельзя подъехать к тяжелым машинам, используются деревянные сваи.

Винтовые сваи

Свая похожа на винт, как показано на следующем рисунке.

Тип винта зависит от типа конструкции.

Кроме того, существуют различные типы винтовых свай.

Винтовые сваи можно использовать для соединения зданий или любых других конструкций, таких как строительство мостов.

Проектирование свайных фундаментов

После выбора свай в качестве типа фундамента в соответствии с рекомендациями отчета о геотехнических исследованиях проводится оценка количества свай.

Затем нам нужна вместимость сваи.

В свайных фундаментах есть двухкомпонентные для оценки несущей способности слоев.

Берем меньшее из нижеприведенных.

Геотехнический дизайн

структурный дизайн

Геотехнический дизайн сваи

Оценка геотехнического потенциала кучей осуществляется на основе состояния почвы, и состояние рок-рок закреплено в рок.

Геотехническая мощность сваи может быть представлена следующим уравнением – Предельное поверхностное трение сваи

Допустимая нагрузка (Qall) может быть рассчитана как

Qall = Qu / FoS

FoS – Коэффициент запаса прочности; варьируется 2,5 -4

Кроме того, существуют различные методы расчета допустимой мощности сваи.Метод применения коэффициента безопасности может различаться в разных странах в зависимости от местных стандартов.

Иногда применяется отдельный коэффициент запаса прочности как для торцевого подшипника, так и для поверхностного трения, а также используется единый коэффициент запаса прочности.

Отмечается, что низкий коэффициент безопасности, такой как 2,0, также используется для трения кожи. При проектировании настоятельно рекомендуется использовать местные стандарты.

В основном существует пять компонентов, связанных с геотехнической емкостью сваи.

Поверхностное трение о грунт (положительное поверхностное трение и отрицательное поверхностное трение)

Поверхностное трение выветренной породы

Поверхностное трение о породу

Торцевая опора породы

Торцевая опора грунта

Если свая заканчивается в грунте (твердом слое), в случае сборных свай используется торцевая опора в грунте. Если свая вбита в скалу (залитые на месте буронабивные сваи), то для расчета несущей способности сваи используется торцевая опора в скале.

Вышеуказанные пять параметров предусмотрены геотехнической рекомендацией, основанной на данных скважинных исследований.

Если мы знаем параметры почвы, мы можем рассчитать значения поверхностного трения в соответствии с уравнениями.

Для расчета поверхностного трения о грунт доступны следующие методы.

Поверхностное трение в песке

На основе вскрышных пород и угла трения между грунтом и сваей

Корреляция со стандартным испытанием на проникновение (SPT)

Корреляция с испытанием на конусное проникновение (CPT)

Поверхностное трение в глине λ
905 метод

α метод

β метод

Корреляция с CPT

Торцевая опора грунта также может быть рассчитана с помощью различных предложенных методов.Следующие методы широко используются дизайнерами.

Подшипник почвы

Метод Meyerhof (песок / глиняный)

метод Васика (песок / глина)

метод Coyle и Castello (песок)

корреляция с SPT и CPT

трение кожи Rock

корка породы определяется в зависимости от состояния и типа породы.

Как правило, предельное поверхностное трение свежей породы и выветренной породы указывается в отчете о геотехнических исследованиях.

Мы должны применить коэффициент безопасности для расчета допустимой мощности. Если указана допустимая мощность, мы можем использовать ее напрямую.

Точечный подшипник (концевой подшипник)

Оценка основана на результатах испытаний. В большинстве случаев для определения прочности породы проводится испытание на прочность при одноосном сжатии (UCS).

Соотношение между ПСК и концевым подшипником используется для определения окончательного значения.

Значения RQD и CR также должны быть проверены при определении грузоподъемности свай и длины раструбов, поскольку они отражают состояние породы.

Таким образом, мы получим необходимые геотехнические параметры, такие как поверхностное трение и значения торцевого подшипника, из отчета о геотехнических исследованиях. Что нам нужно сделать, так это применить необходимый запас прочности и рассчитать геотехническую мощность.

Конструктивный расчет сваи

Допустимое напряжение бетона в буронабивных сваях, залитых на месте, рассматривается как 0,25fcu в большинстве стандартов. Есть только небольшие отклонения.

ACI 318 : 0,25 fcu

EC2 : 0,26 fcu

CP4 : 0,25 fcu

Однако сваи необходимо проверять на коробление, особенно если они установлены на слабом основании. Таким образом, выполняется расчет устойчивости свайных фундаментов.

И, учитывая то же самое, может быть выполнен структурный проект или проект армирования.

Существует два метода/шага проектирования сваи.

Рассчитайте критическую нагрузку потери устойчивости и проверьте, превышает ли она приложенную нагрузку.

Проведение более тщательного анализа потери устойчивости и выполнение проекта.

Ниже приводится сводка шагов расчета. Дальнейшее чтение должно быть сделано перед выполнением проектирования.

Шаг 01

Рассчитайте критическую нагрузку потери устойчивости (Pcr).

Этап 02

На основе Pcr, пружин грунта, вращения в верхней части сваи (может иметь некоторую фиксацию вращения) и т. д., найдите эффективную длину (Lcr).

Шаг 03

Поскольку нам известны приложенные нагрузки, эффективная длина и диаметр сваи, мы можем рассчитать сваю обычным методом или с помощью программного обеспечения.

Ключевые факторы, которые необходимо учитывать при проектировании свайных фундаментов, приведены ниже.

Оцените геотехническую и структурную мощность сваи и примите меньшую из них как мощность сваи.

Разделите грузоподъемность сваи на приложенную нагрузку (нагрузка на колонну или приложенная нагрузка; предельное состояние пригодности к эксплуатации), чтобы найти количество свай.

При проектировании группы свай индивидуальная нагрузка рассчитывается на основе центра нагрузки и геометрического центра каждой сваи. Нагрузки должны распределяться в зависимости от положения сваи.

При наличии более одной сваи минимальный зазор между сваями должен составлять 2,5 диаметра сваи.

Увеличение зазора между сваями не позволит использовать ферменный аналог конструкция оголовка сваи . Поэтому зазор между сваями выдерживают в 2,5-3 раза больше диаметра сваи.

Следует обратить внимание на отрицательное трение кожи при наличии органических загрязнений. В противном случае оценка емкости сваи будет неверной.

Раскряжевка свай должна быть проверена при наличии очень слабых грунтов, таких как торф, на большую глубину.

Внимание к значениям RQD и CR следует обратить при выборе длины раструба.

Как правило, в соответствии с большинством стандартов допустимый допуск на отклонение конструкции составляет 75 мм. Это необходимо учитывать при проектировании оголовка сваи. Особое внимание следует уделить при наличии одной стопки. Момент центробежности должен восприниматься заземляющими балками.Следовательно, это должно быть учтено при проектировании заземляющей балки.

Строительство свайных фундаментов

Рассмотрим основные этапы строительства свай. Следующая процедура обсуждается в отношении залитых на месте свай.

Следующие допуски допускаются различными стандартами в качестве допустимых отклонений при строительстве.

Код Допустимое отклонение

ACI-336 4% диаметра или 75 мм; в зависимости от того, что меньше

BS EN 1536 100 мм; для сваи диаметром (D) ≤ 1000 мм
0.1D для 1000
150 мм D>1500

Исполнение с передним углом менее 1 из 15 пределов до 20 мм/м

Исполнение с передним углом от 1 из 4 до 1 из 15 пределов до 40 мм/м

CP4 75 мм 75 мм 75 мм

BS 8004 не более 1 в 75 от вертикального или 75 мм
Отклонение до 1 в 25 допускается для скучных свай, пробуренных на граблях до 1 в 4

Этапы строительства свай и основные аспекты, на которые следует обратить внимание

Выполнение установки

Начать удаление верхнего слоя почвы до уровня камня. Он всегда должен стараться поддерживать положение сваи, как указано на чертежах, хотя обычно допустимый допуск составляет 75 мм.

Начать отбор керна и следить за глубиной залегания керна. В этом случае он должен удостовериться, что отбор проб производится в свежей породе, а не в выветрившейся породе.

Должны быть измерены образцы, скорость проходки, данные каротажа скважины, другие глубины свай, если таковые имеются.

Из-за трудностей с поиском свежей породы первый слой будет залит ближе к скважине.Затем можно оценить другие параметры. Исходя из этого, мы можем приступить к укладке.

Производится визуальный осмотр для проверки качества породы.

Кроме того, для проверки прочности породы можно использовать такие методы испытаний, как испытание точечной нагрузкой. Результаты испытаний точечной нагрузкой могут быть сопоставлены для определения концевой опоры сваи. Если результат неудовлетворительный, необходимо производить отбор керна до тех пор, пока не будет найдена здоровая порода. Для получения дополнительной информации об испытаниях можно обратиться к статье о методах испытаний строительных материалов .

После завершения отбора керна в породе в соответствии с длиной раструба будет выполнена очистка.

Основной целью очистки является удаление грязи, песка и т. д. в бентоните для удаления. Это также называется промывкой.

Есть параметры, которые необходимо проверить, чтобы убедиться, что ворс достаточно чистый. На следующем рисунке показаны предельные значения. Эти значения будут меняться от спецификации к спецификации.

Как только содержание бентонита в выемке достигает заданных пределов, промывка прекращается.

Затем в котлован помещается тремая труба.

Затем в треми медленно заливается бетон. Как только он заполнен, треми приподнимается на очень небольшую величину, позволяя бетону вытекать.

Этот бетон будет постепенно подниматься со всей грязью и примесями на дне кучи. Затем снова заполняют бетоном и дают бетону вытечь.

Он должен следить за тем, чтобы конец трехтрубной трубы всегда находился в свежем бетоне.Это позволяет всегда свежему бетону смешиваться со свежим бетоном и постепенно поднимать верхний слой бетона.

Кроме того, очень важно контролировать скорость заливки бетона, чтобы избежать подъема арматурного каркаса. Если скорость выше, клетка будет поднята.

Повторяйте это до завершения бетонирования.

Испытание свайных фундаментов

В отличие от других фундаментов, мы не можем видеть, что происходит под землей.

Ничего не видно…

Как определить, правильно ли мы построили сваю..

Адекватный чехол для арматуры

без шеи

без выпуклости

без бетонных смеси с бентонитом

без полостей (например, сотами) в бетоне

без грязи в нижней части кучи

и т. Д.

Поэтому нам необходимо провести испытания сваи, чтобы убедиться, что она построена правильно.

Подрядчик несет ответственность за проведение испытаний свай в консультации с консультантом проекта и сторонним испытательным агентством.

Методы испытания свай

В основном существует четыре типа методов испытания свай.

Испытание сваи на целостность (испытание на целостность при низкой деформации)

Испытание на динамическую нагрузку (динамическое испытание на высокую деформацию)

Испытание на статическую нагрузку

Испытание на акустическое воздействие через отверстия

Испытание на целостность сваи

Самый простой метод сваи.

С помощью этого теста можно предсказать вздутия, сужения, впадины и т. д.

Это наилучший метод выявления дефектного файла, но не позволяет оценить емкость стопки.

Выдает начальное предупреждение о неисправности сваи.

Испытание на целостность сваи используется для идентификации свай, подлежащих испытанию другими методами, такими как динамическое испытание сваи и испытание сваи на статическую нагрузку.

Кроме того, этот метод тестирования не требует больших затрат по сравнению с другими тестами. Далее все сваи тестируются этим методом.

Испытание динамической нагрузкой

Наиболее широко используемый метод определения несущей способности сваи в современном строительстве.

Не похоже на испытание статической нагрузкой, оно дает результаты мгновенно. Емкость плие можно получить на месте сразу после испытаний. Тем не менее, после анализа с помощью программного обеспечения, такого как CAPWAP, будет проведен дальнейший анализ, чтобы дать точные ответы.

Мы можем получить поверхностное трение сваи и торцевую опору, разработанную для испытательной нагрузки.

Первоначально тестирование сваи будет смоделировано с помощью программного обеспечения, а высота падения молота будет определена таким образом, чтобы он не создавал растягивающих напряжений, превышающих допустимые или которые могут выдержать арматуру сваи.

Это называется анализом волновых уравнений (WEAP). При этом методе не требуется применять ударную нагрузку несколько раз, пока мы не найдем испытательную нагрузку.

WEAP обеспечивает взаимосвязь между испытательной нагрузкой, напряжением сжатия и развитием напряжения растяжения.

Таким образом, тестирование может быть выполнено очень легко.

Испытание статической нагрузкой

Это более надежный и традиционный метод, используемый при испытании свай. Поскольку все измерения проводятся вручную, мы имеем представление о том, что происходит при увеличении нагрузки.

Нагрузку на сваю увеличиваем до испытательной нагрузки, указанной в проекте сваи, и постепенно уменьшаем ее.

Деформация сваи контролируется и проверяется, находится ли она в допустимых пределах.

Акустический тест поперечного отверстия

Этот тест используется для проверки состояния сваи. Его можно использовать для проверки состояния соответствующей работы в отверстиях, размещенных в свае.

Трубопроводы укладываются в кучу. Затем в стопку помещают испытательный прибор и проверяют.Передатчик и приемник используются для проверки состояния сваи.

На основе скорости волны прогнозирует состояние сваи. Дополнительную информацию о методе испытаний можно найти в статье Википедии межскважинный акустический каротаж .

Расчет бокового трения сваи с помощью многопараметрического статистического анализа

В этой статье для изучения значения бокового трения сваи в различных слоях грунта в лёссовой области используются испытание статической нагрузкой и метод многопараметрического статистического анализа.В настоящее время испытание на статическую нагрузку является наиболее распространенным методом определения несущей способности свайного фундамента. Во время испытания к вершине сваи прикладывают вертикальную нагрузку, записывают данные для каждого уровня нагрузки и строят кривую Q-S для получения предельной несущей способности одиночной сваи. На разных участках тела сваи устанавливаются датчики напряжения арматуры, после чего рассчитываются осевая сила и боковое трение сваи каждой секции. В нескольких исследованиях изучался расчет бокового трения сваи в различных слоях грунта с использованием метода многопараметрического статистического анализа.Получение точных результатов с помощью этого метода станет важным дополнением к расчету бокового трения сваи, а также будет способствовать развитию теоретического расчета бокового трения сваи. Поэтому, взяв в качестве примера проект Wuding Expressway в лёссовой области, сопротивление боковому трению шести тестовых свай изучается с помощью испытаний на статическую нагрузку и многопараметрического статистического анализа. Метод многопараметрического статистического анализа сравнивается с результатами испытаний на статическую нагрузку, а погрешность контролируется в пределах 20%.Результаты показывают, что результаты расчетов многопараметрического статистического анализа в основном удовлетворяют техническим требованиям.

1. Введение

Лессовые отложения покрывают большую часть земного шара, составляя одну десятую часть суши во всем мире. Лесс распространен в Китае, с полными пластами и большой мощностью, занимая площадь около 630 000 км ² [1, 2]. Лесс представляет собой желтые илистые отложения, переносившиеся в основном ветром в четвертичный период.Он богат карбонатами, с большими пустотами, выраженными вертикальными трещинами и в целом низким уровнем грунтовых вод [3, 4]. В условиях непрерывного развития экономики Китая быстро развиваются автомобильные перевозки в лёссовых районах, увеличивается строительство крупных автомагистралей и мостов [5–10].

В настоящее время свайный фундамент является наиболее часто используемой формой фундамента в строительстве автомобильных мостов и представляет собой прочную и эффективную инфраструктуру [11–15]. В лёссовом районе провинции Шэньси буронабивные сваи получили широкое распространение благодаря отработанной технологии возведения и высокой несущей способности [16–21].Большинство свай имеют длину 30–70 м и диаметр более 1 м. Также широко используются висячие сваи или торцевые висячие сваи. Для длинных свай сопротивление трению стороны сваи составляет более 80 % несущей способности сваи, а для коротких свай сопротивление обычно составляет более 60 % [22-26]. Поэтому расчет бокового сопротивления в лессовых районах имеет большое значение для строительства автодорожных мостов в таких районах Китая [27, 28].

В настоящее время метод испытаний на статическую нагрузку является одним из наиболее широко используемых методов определения бокового трения сваи [29–31]. Было проведено большое количество исследований в области испытаний на статическую нагрузку. Испытание двух свай из стальных труб толщиной 0,45 м статической нагрузкой для анализа закона распределения бокового трения сваи показало, что метод эффективного напряжения можно использовать для выражения сопротивления трению вокруг свай [32]. На основании испытания двух забивных свай статической нагрузкой была также предложена формула для расчета бокового трения сваи о связный грунт и переформованный грунт [33].В результате испытаний свай большого диаметра и сверхдлинных свай на статическую нагрузку в районе мягкого грунта вокруг озера Дунтин было обнаружено, что сваи демонстрируют очевидные характеристики висячих свай, и была получена формула для расчета модели передачи поперечной нагрузки линейных упруго-полностью пластичных свай. представлены [34]. Проведены статические испытания буронабивных свай большого диаметра и сверхдлинных буронабивных свай в слабых грунтах для анализа закона передачи нагрузки и несущих характеристик этих свай, а также относительных смещений свай и грунтов при достижении предельного значения бокового трения сваи о разные слои грунта. был представлен [35].В результате испытаний концевой сваи на статическую нагрузку был сделан вывод, что боковое трение сваи в определенной степени влияет на несущую способность концевой несущей сваи, а несущая способность превышает расчетную несущую способность одиночной сваи [36]. Взаимосвязь между общим боковым сопротивлением свай и осадкой на концах свай при разных уровнях опирания была получена при испытании статической нагрузкой буронабивных свай, которое показало, что общее боковое сопротивление свай можно увеличить за счет увеличения прочность породы или грунта на концах свай [37].Также были проведены нагрузочные испытания сверхдлинных монолитных свай, получены кривые осевых усилий испытательных свай при различных уровнях нагрузки, а также зависимость между удельным трением и относительным перемещением сваи и грунта. В ходе этого эксперимента было показано, что единичное сопротивление трению при сжимающей нагрузке можно рассчитать, разделив разность двух непрерывных осевых сил на площадь тела сваи между тензорезисторами [38].

Метод многопараметрического статистического анализа собирает данные со многих тестовых свай и устанавливает взаимосвязь между боковым трением сваи, сцеплением и углом внутреннего трения слоя грунта [39, 40].Однако было проведено мало исследований по расчету бокового трения сваи методом многопараметрического статистического анализа. Поэтому, взяв в качестве примера шоссе Вудинг на Лёссовом плато, в этой статье проводятся испытания статической нагрузки на шести испытательных сваях и измеряется размер и распределение бокового трения сваи. Затем методом многопараметрического статистического анализа рассчитывается боковое трение сваи в различных слоях грунта. Наконец, два результата сравниваются. Получение разумного результата с использованием этого метода станет важным дополнением к расчету трения свай, а также будет способствовать развитию теоретического расчета трения свай.

2. Проектирование испытательного полигона

Скоростная автомагистраль Удин расположена в городах Яньань и Юлинь в провинции Шэньси, Китай (рис. 1). Он начинается с востока округа Уци, заканчивается в Шицзинцзы, к юго-востоку от округа Динбянь, и имеет длину примерно 922,17 км. Устои с обеих сторон расположены в подрайоне Лёсс Лянхэ, а топография устоя относительно невелика. Высота уровня земли составляет от 1629,60 м до 1644,59 м, а относительная разница высот составляет примерно 14.99 м. Испытательный полигон, показанный на рисунке 1, расположен на отдельном перекрестке деревни Сункелан, города Янцзин и округа Динбянь. Рельеф полигона небольшой, поверхностные воды отсутствуют, грунтовые воды очень глубокие, грунтовые воды в процессе бурения отсутствуют. Слои полигона состоят из следующих слоев: (1) Лессовая почва (): почва коричнево-желтая, относительно однородная, содержит макропоры, червоточины, корневища растений, небольшое количество гравия и твердого пластика.(2) Старый лёсс (): почва коричнево-желтая и относительно несложная. В почве присутствует небольшое количество гиф, сопровождаемых червоточинами, точечными отверстиями, некоторыми моллюсками и твердым пластиком.

3. Содержание испытаний

3.1. Испытание в помещении

Лабораторные испытания грунтов в испытательной зоне в основном включали испытание на содержание влаги (рис. 2(а)), испытание на сжатие (рис. 2(б)) и испытание на прямой сдвиг (рис. 2(в)). ). Метод сушки использовался в тесте на содержание влаги в почве, а коэффициент пустотности почвы был получен в тесте на сжатие.Путем анализа данных испытаний на влагосодержание и сжатие были получены пластовые характеристики и основные физические свойства слоя грунта на испытательном участке, представленные в таблице 1. деление слоев Глубина (м) Толщина слоя (м) Плотность (г/см ³ ) Влагосодержание (%) Коэффициент пустотности МПа 1 )
Лессовая почва () 0~6. 5 1.8~6.5 1,68 16,3 0,883 0,37 0,35 Старый лесс () 6.5~50 24~43.5 1,85 7,9 0,586 0,26 0,12

Когезия и угол внутреннего трения являются важными параметрами, используемыми в этой статье. Таким образом, испытанием на прямой сдвиг было испытано 34 группы образцов, в том числе восемь групп образцов лёссовых почв и 26 групп образцов старых лёссов.В тесте на прямой сдвиг верхний и нижний ящики выравнивали, вставляли фиксированные штифты, а пропускающие камни и фильтровальную бумагу помещали в нижние ящики. Лезвия кольцевого ножа с образцами располагались вверх, задняя часть ножа была направлена вниз, а горловина режущего ящика была выровнена. Затем помещали фильтровальную бумагу и верхние проницаемые камни, и образцы медленно вталкивали в коробку сдвига. После этого кольцевой нож был удален, и была добавлена накладка для передачи усилия.Затем были установлены скользящие стальные шарики вместе с коробкой сдвига и кольцом для измерения усилия. Прикладывали предварительную нагрузку 0,01, вращали маховик и обнуляли показания циферблата кольца измерения силы. После приложения вертикального давления фиксированный штифт немедленно вынимали, включали секундомер и маховик вращали с постоянной скоростью 0,8 мм/мин (смещение при сдвиге составляло 0,2 мм за цикл вращения), так что образец срезался и разрушается в течение 3–5 мин. При каждом повороте маховика показания шкалы в измерительном кольце фиксировались один раз до разрушения образца грунта при сдвиге.Рассчитанная сплоченная сила и внутренний угол трения предусмотрены в таблице 2.

9174 девяносто одна тысяча семьсот двадцать-один +

Отдел почвенного слоя Количество образцов Количество образцов (KPA) Угол внутреннего трения (°)

максимум минимум Средний максимум минимум Минимум Средняя

Бесс-почва () 8 8. 3 5,4 6,8 29,4 25,9 28,4

Старый лесс () 26 43,0 11,8 30,5 32,9 18,6 25,8

3.2. Испытание на статическую нагрузку

Для испытания на статическую нагрузку анкерные сваи и испытательные сваи были расположены в виде четырех анкерных свай, окружающих одну испытательную сваю.Расстояние между анкерной и испытательной сваями показано на рис. 3. На испытательной площадке были установлены шесть испытательных свай диаметром 1,5 м и длиной 25 м, а также анкерные сваи диаметром 1,5 м и длиной 30 м. Тело сваи было построено из бетона С30, а бетон С40 использовался для усиления части на расстоянии 1,5 м от вершины сваи. По данным предварительных полевых исследований, грунтовые воды на этом участке глубоко залегают, поверхностных вод нет. Таким образом, для бурения пробных свай и анкерных свай применялся метод сухого вращательного бурения.Проверив качество отверстия, каркас армокаркаса подняли и в сваю засыпали сваи. Весь процесс испытаний состоял из трех частей: установка и размещение испытательных элементов перед испытанием, строительство испытательных свай и анкерных свай, испытательная нагрузка и сбор данных. Конкретный процесс для каждого соответствующего компонента подробно описан ниже: (1) В соответствии с требованиями к испытаниям необходимо было измерить осевую силу и поперечное сопротивление сваи при различных нагрузках в процессе испытания.Поэтому перед сооружением анкерных свай и испытательных свай в сваю заделывали определенное количество арматурных тензодатчиков. Принимая во внимание целостность набора данных испытаний, вдоль основной арматуры в свае были выбраны семь секций для размещения тензорезисторов арматуры. Так как верхняя часть сваи при нагружении находилась в непосредственном контакте с домкратом, деформация была большой, поэтому первый слой тензометра располагали на 0,5 м ниже вершины сваи, а глубина заложения равнялась 3. 5 м, 6,5 м, 11 м, 15,5 м, 20 м и 24,5 м по очереди (рис. 4), причем каждая секция соединена с тремя датчиками напряжения арматуры. Датчики напряжения в нижней части 24,5 м были расположены в конце испытательной сваи и использовались для измерения внутренней силы в нижней части сваи и сопротивления на конце сваи. Датчики напряжения арматуры в средней части измеряли внутреннюю силу сваи в каждом слое грунта и на границе слоя грунта. В прошлом датчики напряжения арматуры приваривались непосредственно последовательно к основной арматуре сваи.Однако высокие температуры, возникающие во время сварки, могут легко повредить датчик напряжения арматуры, что повлияет на результаты испытаний. Следовательно, при укладке стальных стержней следует избегать повреждения стальных стержней, чтобы не повредить датчики напряжения. В этом эксперименте арматура, соединяющая два конца датчика напряжения, была обработана, а затем цилиндрические гайки из высокопрочной углеродистой стали на двух концах датчика напряжения были соединены с арматурой для защиты датчика напряжения арматуры, и это было убедиться, что он может легко собрать соответствующие данные. (2) С развитием машин и оборудования буронабивные сваи вращательного бурения все чаще используются при строительстве свайных фундаментов (висячих свай) в лессовых районах. По сравнению с ручным бурением и ударным бурением роторное бурение имеет положительные характеристики, в том числе высокую производительность бурения, при средней скорости бурения 10 м/ч. Если уровень грунтовых вод в лёссовой зоне относительно низок, можно использовать сухое бурение, чтобы предотвратить потерю прочности лёссового слоя вокруг сваи или увеличение гравитации при контакте с водой.Вращательное бурение в лёссовых зонах не требует устройства защиты от бурового раствора, так как долото для вращательного бурения будет производить буровой раствор в процессе бурения, который будет поддерживать стабильность стенки скважины и выполнять защиту, образующую стенку скважины. По сравнению с ударным бурением вращательное бурение оказывает меньшее влияние на уплотнение почвы со стороны скважины. При вращательном бурении долото перемещается вперед и назад по дну скважины и грунту, что делает стенку скважины более шероховатой. Более высокая шероховатость почвы вокруг вращающейся выемочной сваи может лучше отражать взаимодействие между сваей и грунтом.Согласно китайским нормам [41], при бурении вращательным бурением всухую (рис. 5, а) толщина донных отложений висячих свай диаметром менее 1,5 мм должна быть менее 300 мм, а наклон сваи отверстий не должно быть менее 1%; диаметр не должен быть меньше проектного значения диаметра сваи; а глубина отверстия не должна быть меньше проектной. Таким образом, после проверки соответствия качества формовки отверстий стальной каркас каркаса был поднят (рис. 5(б)) и залит в сваи (рис. 5(в)).В процессе бурения отверстий вращательным бурением используется защитный ствол. Защитная бочка поднимается на 1,5 м над землей в процессе заливки бетоном каждой испытательной сваи. После завершения заливки бетоном защитную бочку каждой испытательной сваи не вытаскивают для последующего нагружения, чтобы предотвратить повреждение верхнего бетона от сжатия из-за большой нагрузки в процессе нагружения. (3) Испытание на статическую нагрузку было проведено. осуществляется с использованием реактивного устройства с анкерной сваей, как показано на рис. 6(а).Во-первых, восемь гидравлических домкратов (рис. 6(б)) были равномерно установлены на стальной подушке с достаточной прочностью и жесткостью, а затем были подняты главная и второстепенная балки (рис. 6(в)) соответственно со средней главной балки, расположенной на гидравлическом домкрате, насколько это возможно. При подъеме второстепенной балки необходимо было убедиться, что два конца второстепенной балки совпали с положением анкерной сваи. После того, как опорная балка была установлена на место, на стальной лист с магнитной рамой был установлен индикатор смещения (рис. 6(d)) и в режиме реального времени измерялась осадка вершины сваи.

Загрузка производилась медленным методом. Для этого эксперимента одноступенчатое нагружение составляло 1000 кН, максимальная нагрузка составляла 12000 кН, а количество ступеней нагружения составляло 11. различных нагрузках и происходит многократно, осадку пробной сваи можно считать относительно стабильной. Когда свая находится в процессе испытания, нагружение может быть остановлено при выполнении одного из следующих условий [42]: общая осадка вершины сваи составляет более 40 мм и (2) когда максимальное значение нагрузки, требуемое конструкцией, достигнуто, осадка вершины сваи достигает относительно стабильного стандарта.

В этом исследовании разгрузочная нагрузка испытательной сваи была в два раза больше, чем градуированная нагрузка, когда процесс загрузки был завершен, и разгрузочная нагрузка продолжалась в течение одного часа на каждом этапе. При этом измеряли осадку в верхней части сваи и стержневой калибр. После завершения процесса разгрузки остаточная осадка измерялась в течение трех часов.

4. Анализ результатов испытания статической нагрузкой

4.1. Расчет осадки вершины сваи

Несущая способность нескольких испытательных свай одного и того же типа испытательной площадки и одинакового размера варьировалась, и для проведения анализа результатов испытаний на статическую нагрузку бралось среднее значение [39, 40]. Для измерения осадки верхушки сваи при различных нагрузках в режиме реального времени были установлены четыре измерителя перемещений, а затем за осадку вершины сваи при различных нагрузках принималась средняя осадка четырех вершин свай.

Результаты расчетов представлены в таблице 3. Кривая Q-S построена путем расчета величины осадки верха сваи. Кривая Q-S является интуитивно понятным проявлением процесса нагружения при испытании сваи на статическую нагрузку, как показано на рисунке 7. Анализ рисунка 7 показывает, что осадка испытательной сваи резко увеличивается в процессе нагружения.Кривая Q-S показывает острую точку падения, которая может иллюстрировать предельную несущую способность сваи. Предельная несущая способность испытательной сваи составляет 9000 кН.

Serial Number нагрузка (KN) Время загрузки (мин) Расчет (мм) Расчет (мм)

Время загрузки на этом уровне (мин) Мин) Урегулирование на этом уровне (мм) Накопленные расчеты (мм)

1 2000 120 120 02050 0,2050

2 3000 120 240 0,3625 0,5675

3 4000 120 360 0,3800 0,9475

4 5000 120 480 480 480 0. 4375 1.3850

5 6000 120 600 0,0700 1.4550

6 7000 150 750 0,8325 2,2875

7 8000 150 900 1,1550 3,4425

8 9000 150 один тысяча пятьдесят 3,7850 7,2275

9 10000 150 1200 14,7425 21,9700

10 11000 120 1320 20.7725 42.7425

11 12 000 150 1470 30.1241 72,8666

4.2. Расчет осевой силы тела сваи

При расчете осевой силы тела сваи предполагается, что тело сваи имеет одинаковое поперечное сечение и тело сваи изготовлено из линейно-упругого материала. При действии произвольной нагрузки первого порядка напряжение каждого сечения сваи можно получить, измеряя значение частоты тензометров в основной арматуре и вычисляя значение напряжения [27, 43, 44] с помощью соответствующую формулу.Тогда по соответствующей формуле можно получить величину деформации тела сваи на каждом сечении. Осевое усилие стального стержня на каждом сечении тела сваи можно определить по следующей формуле: где p _si — осевое усилие стальных стержней, K — калибровочный коэффициент, F _и — частота колебаний стальной колонны на участке и под нагрузкой, F ₀ — начальная частота колебаний стальной колонны, В — расчетное значение коррекции, которое составляет 0 в этой статье.Значения деформации соответствующих сечений задаются по следующей формуле: где ε _si — деформация стального стержня, а E _s — модуль упругости стального стержня, который в данном случае составляет 200 ГПа. контрольная работа. Кроме того, A _s — это площадь сечения стального стержня, равная 0,0004909 м ² . В процессе расчета, если принять деформации бетона и стальных стержней гармоничными друг с другом, осевое усилие сваи на сечении можно получить следующим образом: где Q _i — осевая сила тела сваи в сечении i и E _c – модуль упругости бетона.Поскольку класс прочности свайного бетона составляет C30, согласно китайскому стандарту [45], значение E _c в этом испытании составляет 30 ГПа, а A _c — это площадь сечения бетона. С помощью приведенных выше формул (1)–(3) построена кривая осевого усилия тела сваи, представленная на рис. 8. Из рис. 8 видно, что в процессе передачи нагрузки от верхушки сваи сопротивление вершины сваи очень мало и медленно увеличивается при нагрузках первых пяти ступеней, что указывает на то, что вертикальная нагрузка на вершину сваи в основном распределяется грунтом вокруг сваи, поэтому боковое сопротивление сваи начинает играть роль раньше, чем сопротивление вершины сваи. По мере увеличения нагрузки сопротивление кончика сваи значительно возрастает. Если нагрузка продолжает увеличиваться, кривая изменения верхней части сваи почти параллельна, указывая на то, что боковое трение сваи полностью задействовано. Как показано на Рисунке 8, когда испытательная свая нагружена до 9000 кН, сопротивление кончика сваи составляет 1708 кН, а коэффициент сопротивления конца сваи составляет 18,98%. Следовательно, свая относится к концевым висячим сваям [46].

4.3. Расчет бокового трения сваи

В ходе испытаний сопротивление боковому трению между двумя соседними секциями можно считать примерно равным изменению осевой силы тела сваи между секциями [27, 47–50].Поэтому формула расчета сопротивления боковому трению сваи выглядит следующим образом: где U – периметр тела сваи, Q _{i −1} – значение осевой силы в сечении i − 1, Q _i — значение осевой силы в сечении i , а l _i — высота между верхней и нижней секциями. Кривая бокового трения сваи построена и представлена на рисунке 9.Как показано на рисунке 9, боковое трение сваи постепенно увеличивается в диапазоне от 0 м до 11 м, достигает пикового значения на высоте 11 м, а затем постепенно уменьшается. Это связано с тем, что в процессе передачи нагрузки по мере увеличения глубины сопротивление бокового трения сваи постепенно увеличивается и достигает предельного значения на отметке 11 м. И тогда нагрузка на вершину сваи начинает в основном приходиться на сопротивление вершины сваи, а сопротивление трения со стороны сваи постепенно уменьшается.

5. Многопараметрический статистический анализ

Методы статистического анализа включают два вида.Первый – это пробный алгоритм (метод интерполяции), в котором максимальное и минимальное значения, заданные исходным кодом, используются для пробного расчета, а значение бокового трения сваи корректируется по результатам пробного расчета. Существующий код в Китае [51] принимает этот пробный алгоритм для анализа [40, 52]. Второй используемый метод — статистический анализ методом наименьших квадратов, при котором за количество неизвестных параметров принимается количество классифицированных слоев почвы со сходными геологическими характеристиками (возраст, толща и генезис).Поскольку общее боковое трение каждой испытательной сваи может быть выражено боковым трением каждого слоистого грунта, каждую испытательную сваю можно представить в виде уравнения. Когда количество испытательных свай равно количеству слоев, можно решить систему уравнений. Когда количество тестовых свай больше, чем количество слоев, можно использовать метод наименьших квадратов для упрощения системы уравнений, чтобы количество уравнений было таким же, как количество слоев, и можно было получить неизвестное значение, а затем подставить его .Боковое трение свай можно рассчитать по формуле (6) [40].

5.1. Основные уравнения

По распределению слоев грунта и общему сопротивлению каждой сваи, равному сумме боковых сопротивлений каждого слоистого грунта, можно определить уравнение бокового сопротивления каждой испытательной сваи [39, 40]: где Q _f – полное сопротивление трению стороны сваи, U – длина окружности сваи, q _si – единичное поверхностное сопротивление трению в грунтовом слое, l _i — длина сваи каждого слоя грунта, а м — номер слоя грунта.

В соответствии с зависимостью между силой сцепления, углом внутреннего трения индекса прочности на сдвиг и сопротивлением трению можно сформулировать следующее уравнение [40]: где a и b — эмпирические коэффициенты, основанные на существующих результатах [ 39, 40], a и b должны быть между 0 и 1. коэффициент бокового трения сваи в разных слоях грунта.

Подставим уравнение (6) в (5) и получим

Уравнение (7) можно упростить следующим образом [39, 40]: делится на м слоев. Если n > m , уравнение можно решить. Таким образом, из формулы (9) [39, 40] можно получить следующую формулу:

В данной работе для расчета поперечного трения свай применен принцип метода наименьших квадратов.Используя принцип метода наименьших квадратов, уравнения (10) могут быть оптимизированы в m стандартных уравнений (13) [39, 40]. Конкретный процесс оптимизации выглядит следующим образом: (1) Построить функцию ошибки (2) Чтобы минимизировать значение ошибки, make (3) Оптимизированные стандартные уравнения выглядят следующим образом:

Путем решения формул в (13) эмпирические коэффициенты различных слоев почвы F _i можно получить. Однако в формуле (13) остаются два неизвестных эмпирических коэффициента a и b .Согласно существующим результатам [39, 40], a и b находятся между 0 и 1. Следовательно, необходимо предположить, что существуют различные комбинации a и b для получения различных комбинаций F. _и . Среди значений F _i различных сочетаний в качестве оптимального решения для формулы (13) следует выбрать набор значений, поэтому стандартное отклонение σ формулы следует рассчитывать по следующей формуле [39, 40].Когда стандартное отклонение σ является минимальным, a и b являются наиболее подходящими значениями для получения оптимального решения F _i [39, 40]:

Статистический анализ

В соответствии с основным принципом многопараметрической статистики и данными испытаний свай, собранными выше, имеется шесть испытательных свай и два слоя грунта на стороне сваи. Тогда из формулы (10) можно составить шесть условных уравнений (15):

В этой системе шесть уравнений и два неизвестных параметра.Количество уравнений больше неизвестного числа, поэтому его можно решить методом наименьших квадратов. Используя принцип наименьших квадратов, уравнения в (15) можно оптимизировать до двух стандартных уравнений следующим образом: . F ₁ и F ₂ — эмпирические коэффициенты бокового трения сваи в различных слоях грунта. В процессе решения необходимо предположить разные комбинации a и b , чтобы получить разные F _i .Затем их стандартные отклонения можно рассчитать по формуле (14), а оптимальное решение F _i можно определить, взяв значения a и b , когда стандартное отклонение σ равно самый маленький. Изменяя комбинации a и b , приведенные выше методы расчета стандартного отклонения компилируются в программу MATLAB, и стандартное отклонение σ при различных комбинациях a и b получается, как показано на рис. Таблица 4.
98.80 131.25 122.90

90 158
91 722

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

91 722

0.1 123.17 117.08 111.25 105.7 105.7 100.53 95.760 97,668 100.15 102.75

0,2 124,78 118,71 112,88 107,33 102,10 97,26 100,10 102,63 105,27

0,3 126,39 120,34 114,52 108.96 103.71 98.80 102.62 105.19 107.85

0.4 128.01 121.9 116.18 110,62 105,33 100,38 105,22 107,82 110,50

0,5 129,62 123,64 117,85 112,29 106,98 101,99 107,89 110,51 113. 20

0,6 131.25 125.30 11953 113.97 108,66 103.63 110.64 113,26 115,95

0,7 132,87 126,26 121,22 115,67 110,35 105,29 113,43 116,06 118,74

0,8 134,50 128,62 122.90 117.38 112.07 106.99 116.29 116.29 118.91 121.57

0.9 136.12 130,30 124,62 119,11 113,80 108,71 119,18 121,79 124,44

девяносто один тысяча семьсот двадцать две

Результаты показывают, что минимальное стандартное отклонение составляет σ = 95,76, когда a = 0,1 и b = 0,6. Тогда F ₁ = 31,4 и F ₂ = 38,2 могут быть получены путем решения уравнений в (16).Расчетные параметры заменены формулой (6), в которой угол внутреннего трения и сцепление каждого слоя грунта усреднены [40], как показано в табл. 2. Например, расчетные значения бокового трения сваи при глубине сваи 6,5 м и при глубине сваи 24,5 м следующие: (1) Лессовый грунт (): (2) Старый лёсс ():

Поскольку размеры шести тестовых свай одинаковы и они расположены в одном проекте, взвешенные среднее значение бокового трения сваи различных слоев грунта при максимальном значении нагрузки 12 000 кН при испытании на статическую нагрузку принимается в качестве измеренного значения, и процесс расчета выглядит следующим образом: (1) Лессовый грунт (): (2) Старый лесс ( ):

Точно так же расчет сопротивления бокового трения сваи каждого слоя грунта также является средневзвешенным.Рассчитанные значения сравниваются с измеренными значениями различных слоев грунта при испытании на статическую нагрузку, и ошибка представлена в таблице 5. Согласно таблице 5 делается вывод, что ошибка между двумя методами находится в пределах 20%. При разумных параметрах результаты расчетов методом многопараметрического статистического анализа могут в значительной степени удовлетворить инженерным требованиям.

9274 Лессовый грунт ()

Почвенные классификации Толщина слоя (M) Измеренное значение (KPA) Рассчитанное значение (KPA) Ошибка (%)

6.5 54 54 53 53 1,85

18.5 91 80 91 80 91 12.09

При расчете трения ворса методом статистического анализа, без учета изменения показателей прочности на сдвиг по глубине сваи в одном и том же грунте, для расчета бокового трения сваи используется среднее их значение [40]. Результаты расчетов представлены на рисунке 10.Из рисунка 10 видно, что боковое трение сваи одного и того же слоя грунта мало меняется по глубине сваи, в то время как боковое трение разных слоев грунта явно меняется по глубине сваи. Таким образом, в многопараметрическом методе статистического анализа без учета изменения показателя прочности на сдвиг одного и того же слоя грунта по глубине сваи сопротивление боковому трению сваи одного и того же слоя грунта изменяется очень мало, в то время как показатель прочности на сдвиг разных грунтов слоев различно, и сопротивление боковому трению сваи различных слоев грунта явно меняется по глубине сваи.

7. Выводы

В этой статье были проведены испытания статической нагрузки на шести испытательных сваях, а также были измерены размер и распределение бокового трения сваи. Затем методом многопараметрического статистического анализа рассчитывали боковое трение сваи в различных слоях грунта. Основные результаты резюмируются следующим образом: (1) Результаты испытаний на статическую нагрузку показывают, что боковое сопротивление сваи и сопротивление конца сваи не полностью синхронизированы до максимума. В процессе передачи нагрузки вершины сваи сопротивление стороны сваи опережает сопротивление вершины сваи.По мере того, как нагрузка продолжает увеличиваться, сопротивление со стороны сваи проявляется полностью, сопротивление на конце сваи значительно увеличивается, а сопротивление трения со стороны сваи сначала увеличивается, а затем уменьшается сверху вниз. (2) Метод многопараметрического статистического анализа, основанный на сдвиге. Индекс прочности позволяет рассчитать боковое трение сваи о различных слоях грунта в лёссовых зонах. Если параметры являются разумными, ошибка между расчетным значением и измеренным значением метода испытания статической нагрузкой может контролироваться в пределах 20%.(3) В существующих китайских нормах [51] значение бокового трения сваи определяется типом сваи и индексом параметра грунта (коэффициентом пустотности и индексом жидкости). В данной работе рассчитано боковое трение сваи методом многопараметрического статистического анализа. Установлено, что боковое трение сваи связано не только с типом сваи и параметрами грунта, но и с показателем прочности на сдвиг.

Доступность данных

Данные, использованные для поддержки результатов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в связи с публикацией данной статьи.

Благодарности

Это исследование финансировалось Национальной ключевой программой исследований и разработок Китая (№ 2018YFC0808606) и Проектом социального развития науки провинции Шэньси (№ 2018SF-378 и 2018SF-382).

Исследование метода расчета напряжений в зонах сильных ограничений бетонной конструкции на свайном фундаменте на основе эквивалентной теории включения Эшелби

3.1. Зависимость упругого напряжения от деформации

На основе гипотезы и анализа метода Мори-Танака механические свойства грунтового основания со сваями сравниваются с ортотропной анизотропией. Анизотропия является одной из важнейших характеристик инженерно-геологических материалов. Чжан и др. [20] и Li et al. [21] изучали взаимосвязь между динамической реакцией плиты и фундамента; Ян и др. [22] и Reccia et al. [23] рассчитали несущую способность и осадку анизотропного фундамента.На упругом этапе зависимость между напряжением и деформацией может быть выражена следующим образом:

{ε}=[S]{σ} или {σ}=[C]{ε}

(4)

где {ε}={ε11,ε22,ε33,ε23,ε31,ε12}T, {σ}={σ11,σ22,σ33,σ23,σ31,σ12}T. [S] — матрица гибкости, [C] — матрица жесткости, [S]=[C]−1 — матрица, обратная матрице жесткости [C]. Для ортотропных анизотропных материалов матрица гибкости имеет вид:

[S]={S11S12S13000S21S22S23000S31S32S33000000S44000000S55000000S66}

(5)

Коэффициенты гибкости, приведенные выше, содержат девять независимых уравнений.В технике инженерная упругая константа часто используется для выражения упругой константы композитных материалов. Отношения между инженерной эластичной постоянной и коэффициентом гибкости могут быть выражены как [24]:

[S] = [1E11-ν12e22-ν13e33000-ν21E111E22-ν2333000-ν31E11-ν32E2221E330000001G230000001G310000001G12]

(6)

где E11,E22,E33,v12,v13,v21,v23,v31,v32,G23,G31,G12 составляют механическую упругую постоянную грунтового основания со сваями. Для ортотропных материалов существует только девять независимых упругих параметров, поскольку Sij=Sji, то есть:

v21E11=v12E22v31E11=v13E33v32E22=v23E33}, ≠ к)

(7)

где vij всего шесть, но три из них могут быть представлены еще тремя пуассоновскими и E11,E22,E33. Обычно три соотношения в уравнении (7) называются теоремой Максвелла.

Согласно матричному анализу, {ε}=[S]{σ} может быть выражено двумя следующими выражениями: σ11σ22σ33}

(8)

{ε23ε31ε12}=[1G230001G310001G12]{σ23σ31σ12}

(9)

3.2. Определение упругих постоянных

Чжао ввел теорию эквивалентного включения Эшелби в определение упругих постоянных массива горных пород с анкером [11]; эта статья относится к его практике и вводит теорию в определение упругой константы грунтового основания со сваями.

Согласно анализу механики упругости, в композиционном материале со свайно-грунтовым основанием константы упругости грунтового основания и сваи могут быть выражены в виде [11]:

Hinkl0=λ0⋅δin⋅δkl+µ0( δin⋅δkl+δil⋅δnk)

(10)

где Hinkl0 и Hinkl1 — тензоры коэффициентов упругости грунтового основания и сваи соответственно, а λ0 и μ0 — константы ламе грунтового основания, а λ0=v0⋅E0(1+v0)(1−2v0), μ0=E02 (1+v0), v0, E0 – коэффициент Пуассона и модуль упругости грунтового основания соответственно. δij, δkl, δil, δjk — тензорные символы.

На границе композиционного материала со свайным и грунтовым основанием прикладывают однородное напряжение, а изотропный материал такой же формы и размера и с такими же упруго-механическими свойствами, как у материала грунта (матрицы) в свае – закладывается грунтовый фундамент. При той же внешней силе зависимость напряжения от деформации грунтового основания может быть выражена как [11]:

где C0 – упругая постоянная грунтового основания со сваями.Из-за наличия свай средняя деформация, создаваемая в грунтовом основании, не равна ε0, а взаимодействие между сваями будет создавать возмущающую деформацию ε˜, а соответствующее возмущенное напряжение равно σ˜. Следовательно, определяющая связь грунтового основания со сваями может быть представлена в виде [11]: Эквивалентная теория включения Эшелби указывает на то, что возмущенное поле деформации, вызванное различными механическими свойствами материалов, может быть смоделировано возмущенным полем, создаваемым собственной деформацией ε* в области включения. То есть включение и матрицу можно рассматривать как один и тот же материал, что выражается в виде [11]:

σ(1)=σ0+σ˜+σ′=C1(ε0+ε˜+ε ′)=C0(ε0+ε˜+ε′−ε*)

(14)

где C1 — тензор постоянной упругости сваи в грунтовом основании со сваей, а ε* — эквивалентная собственная деформация сваи в грунтовом основании со сваей. ε′ и σ′ — возмущающее напряжение и деформация, соответственно, из-за наличия свай. Следуйте эквивалентной теории включения Эшелби, чтобы экспортировать результаты:

где S — тензор Эшелби четвертого порядка.

Подстановка уравнений (13) и (14) в (15) может быть выражена как: где I — тензор четвертого порядка.

Предположим, что n – это коэффициент замещения объема, то есть отношение объема сваи к объему грунтового основания со сваями. Согласно принципу эквивалентного включения среднее напряжение σ композиционного материала со свайно-грунтовым основанием равно приложенному на границе однородному напряжению σ0.

σ=σ0=(1−n)⋅σ0+n⋅σ(1)

(17)

Уравнения (16) и (17) можно представить в виде:

σ˜=−n⋅σ′ ε˜=−n1⋅(ε′−ε*)=−n⋅(S−I)ε*}

(18)

Подставляя уравнения (16) и (18) в (14) соответственно, можно получить выражается как:

ε*={C0+(C1−C0)⋅[nI+(1−n)S]}−1⋅(C0−C1)⋅ε0

(19)

Предположим, что P={C0+(C1 −C0)⋅[nI+(1−n)S]}−1⋅(C0−C1), приведенные выше уравнения можно представить в виде:

Для грунтового основания со сваями, подставив уравнения (10), (11), ( 15) и (18) в уравнение (14) можно представить в виде [11]: где [D1D2D3D4D5D6D7D8D9] — матрица модулей упругости грунтового основания со сваями, [L1111L1111L1] — матрица модулей упругости однородного грунтового основания, {ε11*ε22*ε33*} — эквивалентная собственная деформация грунтового основания со сваями, {ε110ε220ε330} — деформация однородного грунтового основания, где: =n+L3+(1−n)⋅(S2233+S3333)D4=n+L3+(1−n)⋅(L1⋅S2211+S3311)D5=n⋅L1+L2+(1−n)⋅(L1⋅S2222 +S3322)D6=n+L3+(1−n)⋅(L1⋅S2233+S2211)D7=n+L3+(1−n)⋅(L1⋅S3322+S2222)D8=n+L3+(1−n)⋅ (L1⋅S3322+S2222)D9=n⋅L1+L2+(1−n)⋅(L1⋅S3333+S2233)

где L1=1+2(µ1−µ0)(λ1−λ0), L2=(λ1+2µ0)(λ1−λ0), L3=λ0(λ1−λ0).

Уравнение (20) показывает связь между эквивалентным эффектом ξij* композиционного материала со свайно-грунтовым основанием и грунтовым основанием ξij0, согласно которому εij*=P⋅εij0 можно выразить в виде [11]:

{ε11* ε22*ε33*}=1p{Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8Q9}{ε110ε220ε330}

(22)

где:

Q1=L1⋅(D6⋅D8−D5⋅D9)+D3⋅(D5−D8)+D2⋅(D9−D5)Q2=L1⋅(D2⋅D9−D3⋅D8)+D6⋅( D8−D2)+D5⋅(D3−D9)Q3=L1⋅(D3⋅D5−D2⋅D6)+D8⋅(D6−D3)+D9⋅(D2−D5)Q4=L1⋅(D4⋅D9− D6⋅D7)+D1⋅(D6−D9)+D3⋅(D7−D4)Q5=L1⋅(D3⋅D7−D1⋅D9)+D4⋅(D9−D3)+D6⋅(D1−D7)Q6 =L1⋅(D1⋅D6−D3⋅D4)+D9⋅(D4−D1)+D7⋅(D3−D6)Q7=L1⋅(D5⋅D7−D4⋅D8)+D2⋅(D4−D7)+ D1⋅(D8−D5)Q8=L1⋅(D1⋅D8−D2⋅D7)+D5⋅(D7−D1)+D4⋅(D2−D8)Q9=L1⋅(D2⋅D4−D1⋅D5)+ D7⋅(D5−D2)+D8⋅(D1−D4)P=D1⋅(D5⋅D9−D6⋅D8)+D2⋅(D6⋅D7−D4⋅D9)+D3⋅(D4⋅D8−D5⋅ D7)

Дальнейший вывод можно представить в виде [11]: )

ε13*=−(μ1−μ0)μ0+(μ1−μ0)⋅[n+2(1−n)⋅S1313]⋅ε130

(24)

ε12*=−(μ1−μ0)μ0+ (μ1−μ0)⋅[n+2(1−n)⋅S2323]⋅ε230

(25)

Из приведенного выше вывода соотношение между эквивалентной деформацией грунтового основания со сваей и собственной деформацией получается грунтовое основание. Кроме того, могут быть получены соответствующие инженерные упругие константы в матрице упругости грунтового основания со сваями.

(1)

Осевой модуль упругости E11 равен:

E11=ε110ε110+n⋅ε11*⋅E0=E01+n⋅[Q1−v0⋅(Q2+Q3)]/P
90 )

(2)

Модули упругости Е22 и Е33 грунтового основания со сваями равны по радиусу направления свай. Радиальный модуль упругости E22 и E33 составляет:

E22=E33=E01+n⋅[Q5−v0⋅(Q4+Q6)]/P

(27)

(3)

Модуль осевого сдвига G23:

G23=1+G02(1−n)S2323+G0/(G1−G0)

(28)

Модули сдвига G12 и G13 грунтового основания со сваями равны по радиусу сваи.Модули радиального сдвига G12 и G13 составляют:

G12=G13=1+G02(1−n)S1212+G0/(G1−G0)

(29)

(4)

Коэффициенты Пуассона v12 и v13 грунтового основания со сваями равны по осевому направлению свай. Осевые коэффициенты Пуассона v12 и v13 равны:

v12=v13=v0−n⋅[Q4−v0⋅(Q5+Q6)]/P1+n⋅[Q1−v0⋅(Q2+Q3)]/P

(30)

В соответствии с выводом теоремы Максвелла в уравнении (7), следующее может быть выражено как: −v0⋅(Q4+Q5)]/P1+n⋅[Q9−v0⋅(Q7+Q8)]/P

(33)

Согласно выводу теоремы Максвелла в уравнении (7):

Из E22 = E33 уравнение (35) выражается как:

Из приведенного выше выводятся девять механических параметров в матрице гибкости грунтового основания со сваями, а определяющая связь грунтового основания со сваями в упругой стадии Установлено.

Разное

Спецификация	Диаметр стержней (м)	№баров (м)	Длина стержней (м)	Общая длина (м)
Вертикальная перекладина	12	12	21,3	255,6
Внутреннее кольцо	16	11	1,58	17,4
Внешнее кольцо	8	101	1,65	166,65

Код	Допустимое отклонение
ACI-336	4% диаметра или 75 мм; в зависимости от того, что меньше
BS EN 1536	100 мм; для сваи диаметром (D) ≤ 1000 мм 0.1D для 1000 150 мм D>1500 Исполнение с передним углом менее 1 из 15 пределов до 20 мм/м Исполнение с передним углом от 1 из 4 до 1 из 15 пределов до 40 мм/м
CP4	75 мм	75 мм	75 мм
BS 8004	не более 1 в 75 от вертикального или 75 мм Отклонение до 1 в 25 допускается для скучных свай, пробуренных на граблях до 1 в 4

90 158
91 722

	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
91 722
0.1	123.17	117.08	111.25	105.7	105.7	100.53	95.760	97,668	100.15	102.75
0,2	124,78	118,71	112,88	107,33	102,10	97,26	100,10	102,63	105,27
0,3	126,39	120,34	114,52	108.96	103.71	98.80	102.62	105.19	107.85
0.4	128.01	121.9	116.18	110,62	105,33	100,38	105,22	107,82	110,50
0,5	129,62	123,64	117,85	112,29	106,98	101,99	107,89	110,51	113. 20
0,6	131.25	125.30	11953	113.97	108,66	103.63	110.64	113,26	115,95
0,7	132,87	126,26	121,22	115,67	110,35	105,29	113,43	116,06	118,74
0,8	134,50	128,62	122.90	117.38	112.07	106.99	116.29	116.29	118.91	121.57
0.9	136.12	130,30	124,62	119,11	113,80	108,71	119,18	121,79	124,44
девяносто один тысяча семьсот двадцать две