Тонкости расчета свайно-ленточного фундамента и формулы для вычисления

На этапе проектирования свайного основания необходимо выбрать и рассчитать конструктивные характеристики несущих элементов.

Несмотря на сложность методики и необходимость соблюдения нормативных требований. Некоторые собственники в целях экономии не обращаются в специализированные компании, а сами проводят инженерные расчеты.

В статье мы подробно разберем нюансы расчета, формулы расчета и какие сервисы можно использовать для получения точных значений.

Исходные данные

Перед проектированием любого типа фундамента необходимо провести геологические изыскания грунта на участке.

Информация, которая понадобится для расчета основных параметров:

• физико-механические свойства почвы;
• наличие в грунте слоев, подверженных всплыванию, очагов атмосферных воздействий;
• уровень грунтовых вод;
• глубина сезонного промерзания;
• возможность размыва слоев возле фундамента и т д

• 

  тип почвы;

Результаты исследования позволят судить о несущей способности площадки и, соответственно, выбрать количество опорных элементов, а также опорную площадь фундамента.

На значение параметров также влияют общие нагрузки от давления на грунт проектной конструкции. При этом учитывается вес стен, потолков, крыш, а также полезная нагрузка и снег.

Требования к расчетам изложены в нормативной документации на устройство свайно-решетчатых фундаментов:

1. СП 63.13330.2018;
2. СНиП 3.03.01-87;
3. СНиП 2.02.03-85.

Сколько необходимо свай?

Глубина сваи определяется исходя из расположения в грунте твердого несущего слоя, а также линии сезонного промерзания грунта. Если ток промерзания грунта расположен на глубине не более 2,5 м, его величина (определяется по формуле:

d_fn = d_0 √ (M_t), где:

1. M_t — сумма среднемесячных отрицательных температур за всю зиму;
2. d_0 — коэффициент, учитывающий тип почвы на участке.

Чтобы исключить влияние морозных подъемных сил на фундамент, сваю заглубляют на 30 см ниже точки промерзания.

Ременная сетка может лежать на земле, быть заглубленной или выступать за пределы площадки.

В последнем случае высота волос зависит от следующих факторов:

• количество осадков;
• уровень снега;
• температурный режим в помещении.
• вероятность затопления;
• глубина подземных источников;

Минимально возможная высота подвала — 20 см при условии, что конструкция спроектирована на плотных грунтах. В противном случае выбирайте высоту в диапазоне 35-45 см, проверяя уровень подъема несущей конструкции на предмет деформаций.

Для этого рассчитайте величину деформации F по формуле:

F = a × R_bt × u × h, где:

• а — коэффициент, зависящий от качества бетона (выбирается от 1 до 0,8 в зависимости от жесткости и крупности);
• Rbt — класс прочности бетона;
• h — высота сваи.
• u — периметр опорной конструкции;

Если полученное значение больше расчетных нагрузок на грунт, высота опорных элементов подобрана правильно. В противном случае необходимо просмотреть значение параметра.

Описание расчета деформации основания полюсного винта на пробивку приведено в СНиП 2.02.03-85.

Как правило, средний шаг между опорами в таком фундаменте составляет 1,5 — 2,5 м. Несущие элементы размещают по углам конструкции и под точками пересечения несущих стен, где преобладают расчетные нагрузки.

Количество опор определяется исходя из общего веса конструкции и несущей способности опоры. За счет уменьшения шага между несущими элементами можно при необходимости увеличить допустимую нагрузку на фундамент.

Как рассчитать количество ленты?

При строительстве домов из бетонных блоков и кирпича ширина ленты выбирается в пределах от 40 до 60 см. При этом высота сетки должна быть не менее 45 см с учетом того, что 10 см — это отложите, чтобы погрузить стопку в ленту.

Инженерные расчеты для определения параметров сетки основаны на расчете устойчивости конструкции при различных деформациях, возникающих при монтаже и эксплуатации. Поэтому расчет сетки по принципам, описанным в СНиП, — это кропотливая и кропотливая работа, которую следует доверить профессионалам.

Для строительства частного жилья можно использовать упрощенную формулу:

B = M / (L x R), где

• Б — минимально возможная ширина сетки (принимается на 20 см больше толщины опор и при этом не должна быть меньше ширины несущих стен);
• M — суммарные нагрузки на конструкцию (без веса фундамента);
• R — допустимая нагрузка на грунт на поверхность.
• L — периметр сетки;

Вычисление осадки

Перед определением осадки необходимо сравнить напряжение под подошвой (p) с допустимой нагрузкой на грунт (R). При соблюдении условия можно использовать линейную модель и рассчитать осадку методом послойного суммирования.

Рассчитайте ординаты диаграмм естественного давления для первого слоя почвы:

Q_n = γ_n × h_n, где:

1. γ_n — коэффициент, зависящий от типа грунта;
2. h_n — высота уровня;
3. n — порядковый номер уровня.

Следующий шаг — найти значение параметра для каждого последующего уровня, добавив к основной формуле: Q_ (n-1).

Расчет стабилизированной осадки проводится по формуле:

S = β / E ∑ (Q_n + Q_ (n + 1)) / 2 h_i, где :

• β — коэффициент, принятый исходя из условий, установленных нормативной документацией;
• Е — модуль деформации грунта (определяется по результатам изысканий).

Подробнее о расчетах можно прочитать в документе СП 24.13330.2011, а также в Методических рекомендациях по проектированию фундаментов гражданских зданий, которые можно скачать по ссылке.

Вычисление с помощью программ

Исходя из вышесказанного, очевидно, что самостоятельно провести расчеты довольно сложно.

На практике можно использовать онлайн-ресурсы:

1. 

   Сервис по расчету размеров несущей конструкции, подбору характеристик арматуры, а также определению потребности в расходном бетоне.

2. Онлайн-калькулятор. Программа помогает выбрать количество и качество арматуры, узнать необходимый объем бетона. Для этого необходимо ввести в соответствующие поля начальные параметры, такие как: марка бетона, количество свай и т.д.
3. Программа для расчета просадок основания методом послойного суммирования.

Заключение

Из-за кропотливости инженерных расчетов полосатого основания для жилых домов желательно воспользоваться услугами профессионалов.

Только так можно гарантировать, что выбранные параметры гарантируют долговечность и надежность опорной конструкции. Расчеты по упрощенным схемам рекомендуется проводить только для хозяйственных построек и других сооружений III степени ответственности.