Расчет буронабивных свай: пример | 

Пример расчета буронабивных свай

Бурение буронабивных свай стало популярным благодаря быстроте и удобству их применения.

Буронабивные железобетонные трубы отличаются параметрами: от 0.5 до 1.5 м — в диаметре и до 40 м – в длину. Они эффективны при больших нагрузках.

Технология обустройства свайного фундамента

Перед тем, как рассмотреть пример исчисления буронабивных опор, необходимо познакомиться с технологией обустройства свайного основания. Для начала необходимо выполнить бурение скважины, а затем заполнить ее бетонным раствором.

Если строительство ведется на плотных грунтах, тогда можно обойтись без обустройства опалубки. Во всех оставшихся случаях опалубка обязательна. Она может быть сделана из рубероида или трубы из асбестоцемента.

Так как опора подвергается нагрузке на разрыв со стороны почвы, ее полость должна армироваться. С этой целью применяют прутки стальной арматуры. Их необходимо установить вертикально, а затем соединить по горизонтали более узкими стержнями.

Для установки вертикальных стержней используются прутки 10-12 мм. Чтобы сделать железобетонные трубы жесткими, применяется горизонтальное крепление гладкой арматурой 6-8 мм. Шаг между ними должен составлять около 1 метра.

Если планируется обустройство ростверка, необходимо оставить припуск прутьев, чтобы они торчали из опор. Выступающие элементы потом выступят в качестве связки свай с опорами.

При строительстве дома монтаж буронабивных свай происходит рядами под всеми несущими стенами, обязательно под углами сооружения, в местах пресечения стен и между ними. Чтобы выполнить расчет буронабивного фундамента, определить количество и диаметр опор, а также расстояние между ними, необходимо учесть вес дома.

Чем дом массивнее, тем больше свай потребуется с меньшим шагом.

Существуют правила минимальных показателей схемы монтажа опор. Например, они не должны устанавливаться чаще, чем через три значения собственного диаметра. Слишком густое расположение опор снижает показатели несущей способности.

Устройство буронабивных свай

Устройство буронабивных свай

К примеру, при диаметре опорных элементов в 40 см, наименьший шаг между опорами должен быть равен 120 см.

С чего начать расчет?

Решив использовать при строительстве собственного дома буронабивную технологию, необходимо выполнить следующие аналитические манипуляции:

  • оценить структуру почвы;
  • рассчитать нагрузку будущей постройки;
  • вычислить площадь подошвы основания;
  • рассчитать размер буронабивных свай и их количество;
  • рассчитать расстояние между буронабивными сваями под бурение трубы.

Что касается грунта, то, как указывает таблица, наилучшими показателями несущей способности отличается скальная и полускальная почва. Остальные типы грунта (глинистый, песчаный, супесь, суглинок и т.д.) характеризуются высокой степенью пучения, то есть способностью выталкивать фундамент во время промерзания почвы.

Для расчета нагрузки, которую будет давать будущая постройка на грунт и фундамент, необходимо просуммировать количество стройматериалов, которые будут использованы в строительстве здания. С этой целью применяется таблица их среднего удельного веса.

Для начала вычисляется квадратура каждого строительного элемента. Затем нужно посмотреть вес каждого стройматериала и умножить на квадратуру.

Например, крыша из листовой стали весит 20-30 кг/м2. При квадратуре кровли 100 м2 получится, что ее общий вес составляет 2000—3000 кг.

Чтобы выполнить расчет буронабивных свай, их количества и параметров необходимо учесть площадь их подошвы. Возьмем следующий пример: диаметр трубы равен 300 мм, ее подошва с расширением имеет размер 500 мм.

Площадь сваи S = piхD2/4= 3,14×50×50/4=1960 см2. Если давление на фундамент F равна 100000 кг, R = 4, тогда согласно формуле R=F/(S×n), где n – количество опор, получится общее количество свай 13 шт.

Для каждого типа грунта значение несущей способности свайной трубы будет разным. Для быстрого и точного вычисления параметров применяется специальная таблица. В ней указано соотношение расчетного сопротивления почвы, диаметр сваи и примерные показатели ее несущей способности.

Например, параметры для опоры диаметром 400 мм на гравелистых грунтах плотностью 4.5 кг/см2 составляет 5600 кг.

Расчет несущей способности сваи

Расчет несущей способности, которую демонстрируют забивные сваи, базируется не только на ее диаметре и площади подошвы, но также и марке бетона. Возьмем такой пример: сечение буронабивной трубы равно 20×20 см, а площадь поперечного сечения — 400 см2. При использовании бетона марки М100, такая опора сможет выдержать 100 кг/см2. Это означает, что допустимый вес на одну опору составляет 40 т.

В таком случае, забивные сваи демонстрируют показатели несущей способности гораздо больше, чем несущая способность почвы. По этой причине, рассчитывая количество опор и несущей способности фундамента, стоит учитывать плотность почвы. В среднем она составляет 6 кг/см2, при условии заложения свай на глубину ниже уровня замерзания грунта (от 2 м) и при условии сухого состояния почвы.

Диаметр сваи влияет на опорную площадь основания и показатели ее несущей способности.

Для расчета буронабивных свай с учетом упомянутых критериев, используется таблица, в которой показано соотношение плотности бетона, диаметра опоры, ее площади, несущей способности. Например таблица указывает, что при диаметре сваи 15 см, площади опоры 177 см2 и объеме бетона 0.0354 м2, несущая способность опоры будет равна 1062 кг.

Технологическая карта методики «CFA»

Технологическая модель применения буронабивных свай, как альтернативу традиционному бурению предлагает технологию «CFA», которая не требует обсадные трубы. Бурение способом «CFA» оправдано на территориях с плотной застройкой, где обычное бурение может привести к конструктивным изменениям в фундаментах соседних зданий.

Метод «CFA» носит второе название – метод полого шнека. Технологическая карта метода «CFA» предусматривает бурение без извлечения почвы.

Бурение почвы по «CFA» происходит постепенно. После достижения проектных показателей, технологическая карта указывает, что скважина заливается через полный шнек с применением бетононасоса. Одновременно с этим осуществляется процесс извлечения шнека из выемки.

Каркас армирования для железобетонной сваи

Каркас армирования для железобетонной сваи

Технологическая карта предусматривает, что после заливки монтируются армокаркасы для придания конструкции жесткости.

Использование метода «CFA» при строительстве зданий исключает вибрацию грунта, а подачу бетона наносом под высоким давлением делает забивные сваи более крепкими за счет усиления стенок конструкции. Особые требования выставляются к армированному каркасу по методу «CFA». Среди них:

  • монтаж каркаса должен проводиться так, как указывает технологическая карта и проектная документация;
  • внешний диаметр конструкции должен быть меньше шнека;
  • по всей длине каркаса необходим монтаж пластиковых центраторов;
  • как показывает технологическая модель, нижняя часть каркаса должна иметь форму конуса. Для этого требуется монтаж последнего кольца диаметром меньше предыдущих.

Бурение методом «CFA» имеет несколько преимуществ, среди которых возможность проведения работ, не используя обсадные трубы. Это значительно уменьшает затраты на строительство.

Обустройство свайного фундамента (видео)

https://www.youtube.com/watch?v=lwqyOqDHOIs

Пример расчета буронабивных свай

Перед тем, как выполнить бурение скважин под сваи, необходимо выполнить их расчет. Как это сделать, показано в примере.

Исходные размеры:

  • диаметр опоры (d) – 5 м;
  • длина – 0 м;
  • нагрузка на одну опору – х м умножить на 5.5 тонн (давление на 1 метр длины фундамента);

Несущая способность опоры вычисляется по формуле:

P = 0.7 х RH x F + u x 0.8 x fiн x li, где

  • Р – несущая способность опоры;
  • Rн – нормативное сопротивление грунта;
  • F – площадь подошвы сваи;
  • u – периметр сваи;
  • 8 – коэффициент условий работы;
  • 7 – коэффициент однородности почвы;
  • Fін – сопротивление грунта по внешней стороне опоры;
  • li – толщина слоя грунта, которая соприкасается с опорой.

Площадка с готовыми железобетонными сваями

Площадка с готовыми железобетонными сваями

Несущая способность влажного грунта, как показывает соответствующая таблица, равна 70 т/м2 (Rн). Площадь сечения опоры (S) = 3.14 D2/4 = 3,14 х 0,25 / 4 = 0,785/4 = 0,196 м2. Периметр опоры (u) = 3,14 D = 3,14 x 0,5 = 1,57 м.

Коэффициент условий работы, как показывает соответствующая таблица, 0.8.

Несущая способность опоры равна Р = 0,7 х 1 [70 х 0,196 + 1,57 х 0,8 (1,2 х 2 + 4,2 х 1)] = 15,4 т.

Минимальное расстояние между опорами составляет 15,4 тонны / 5,5 тонн/м =2,8 метра.




Автор
IMG_

Вазянов
Евгений Викторович

Инженер-строитель

Сделаем расчет или подберем лучшее предложение

Строительные калькуляторы

Самое интересное и полезное из рубрики: