Расчет ростверка свайного фундамента

Содержание

Расчет столбчатого фундамента

Калькулятор по расчету столбчатого фундамента из буронабивных столбов (свай). Расчет количества столбов, ростверка, расчет бетона и арматуры, состава бетона и кол-ва замесов в бетономешалке. За основу взяты: СП 22.13330.2011, СП 52-101-2003, книга В.П. Сизова: Руководство для подбора составов тяжелого бетона.

Пример расчета

Входные данные

Вес дома: 150 тонн

Вес дома необходимо указать без учета массы фундамента с учетом снеговой и эксплуатационной нагрузки на перекрытия и с коэф. запаса. Для примера взят одноэтажный каркасный дом.

Грунт: Суглинок. Коэффициент пористости [e]: 0.5. Показатель текучести грунта [IL]: 1

Тип столбов: с уширением пяты (ТИСЭ)

Высота ствола столба [h1]: 2.5м

Диаметр ствола столба [d1]: 0.25м

Высота уширения столба [h2]: 0.3м

Диаметр уширения столба [d2]: 0.6м

Глубина погружения столба в грунт: 1.5м

Конструктивная схема здания: пятистенок (с одной внутренней несущей стеной по длинной стороне дома)

Размеры дома: 10х12м

Высота ростверка: 0.4м

Ширина ростверка: 0.4м

Условия расчета

Для расчета количества столбов нам необходимо знать расчетное сопротивление грунта, нагрузки на фундамент (вес дома со снеговой и эксплуат. нагрузкой) и массу фундамента.

В связи с тем, что масса фундамента нам не известна расчет будем производить в два приема. Изначально находим кол-во столбов без учета массы фундамента (столб + ростверк либо только столбы), а затем, когда масса фундамента становится известной, находим кол-во столбов с учетом его массы.

Расчет столбчатого фундамента будем производить по второй группе предельных состояний (по деформациям основания). За основу взят СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений.

Отступление: Стоит заметить, что многие застройщики называют данный тип свайно-ростверковым фундаментом. Если идти по строгой терминологии то это не верно и для расчета свайного фундамента используется СП 24.13330.2011. По нему будет составлен отдельный калькулятор.

Расчет сопротивление грунта основания

Если характеристики грунтов известны, то для расчета можно воспользоваться формулой из пункта 5.6.7 СП 22.13330.2011.

Определяем ширину подошвы фундамента. В нашем случае это столб, который имеет геометрию подошвы в виде круга. Поэтому в первую очередь находим площадь подошвы столба, которая будет опираться на грунт. Затем вычисляем ширину фундамента.

Площадь подошвы столба = Пи * Диаметр подошвы столба * Диаметр подошвы столба / 4 = 3.14 * 0.6 * 0.6 / 4 = 0.2826 м2 = 2826 см2

Ширина фундамента = квадратный корень (Площадь подошвы столба) = квадратный корень (2826см2) = 0.53 м

При неизвестной ширине фундамента можно найти расчетное сопротивление грунта по формулам через приложения В СП 22.13330.2011. Ширина фундамента в нашем случае задана конструктивно, но за основу можно взять данный расчет за счет минимальных требований к прочностным характеристикам грунта.

Формула при глубине заложения фундамента [d]

[R₀] — расчетное сопротивление грунта основания (при d=2м и b=1м), кПа;

[k1] — коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, кроме пылеватых песков, — k1 = 0,125, пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами — k1 = 0,05;

[b] — ширина проектируемого фундамента, м;

[d] — глубина заложения проектируемого фундамента, м;

[b₀] — ширина фундамента равная 1м (R₀);

[d₀] — глубина заложения фундамента равная 2м (R₀).

R = 350*[1+0.05*(0.53-1)/1]*(1.5+2)/2*2 = 214 кПа = 21.82 т/м2 = 2.2 кг/см2

Точный расчет по расчетному сопротивлению грунта можно найти в калькуляторе в разделе «Расчет».

Расчет столбов

Определение кол-во столбов без учета массы фундамента

Допустимая нагрузка на столб = Площадь подошвы столба * Расчетное сопротивление грунта = 0.2826 м2 * 21.82 т/м2 = 6.2 т

Зная расчетное сопротивление грунта, площадь подошвы столба и вертикальные нагрузки на фундамент (вес дома) можно вычислить количество столбов на дом без учета массы фундамента.

Количество столбов (без фундамента) = Нагрузка на фундамент / Допустимая нагрузка на сваю = 150 т / 6.2 т = 24.2 Округляем = 25 столбов

Читать статью Сколько стоит замена фундамента под деревянным домом — примерные цены

Расчет массы столбов

Для определения массы столбов необходимо вычислить объем столба и умножить на плотность бетонной смеси. Массу арматуры в расчете учитывать не будем. Также стоит учесть, что уширение в калькуляторе имеет больший объем, чем у сваи ТИСЭ, поэтому будет запас по объему столба и, следовательно, по ее массе и расходу бетона.

Объем столба = [Высота ствола столба * Площадь сечения столба] + [Высота уширения столба * Площадь сечения уширения столба] = [2.5 * (3.14 * 0.25 * 0.25 / 4)] + [0.3 * (3.14 * 0.6 * 0.6/ 4)] = 0.21 м3

Расчет бетона осуществлен по методике, описанной в книге В.П. Сизова: Руководство для подбора составов тяжелого бетона. Алгоритм расчета можно посмотреть на странице калькулятора Бетон-Онлайн v.1.0. Для заданных параметров плотность бетонной смеси составила 2309 кг/м3

Масса одного столба = Объем столба * Плотность бетонной смеси = 0.21 м3 * 2309 кг/м3 = 484 кг = 0.48 т

Масса всех столбов = Количество столбов * Массу одного столба = 25 * 0.48т = 12 т

Расчет массы ростверка

Длина ростверка = [2 * Длина АГ] +[3*(Длина12 – 2 * Ширина ростверка)] = [10 * 2] + [3 * (12 – 2 * 0.4)] = 20 + 33.6 = 53.6 м

Длину ростверка можно посчитать и без учета ширины ростверка, но расчет будет менее точным.

Длина ростверка = 2 * 10 + 3 * 12 = 56 м

Объем ростверка = Длина ростверка * Ширина ростверка * Высота ростверка = 53.6 * 0.4 * 0.4 = 8.58 м3

Масса ростверка = Объем ростверка * Плотность бетонной смеси = 8.58 м3 * 2309 кг/м3 = 19 811 кг = 20 т

Массу арматуры не учитываем. Массу ростверка и столбов округляем в большую сторону до целого числа.

Расчет общего количества столбов на дом

Теперь, когда мы знаем не только нагрузки на фундамент, но и массу самого фундамента, можно рассчитать минимальное количество столбов, чтобы было соблюдено условие расчета по деформациям основания p

Минимальное кол-во столбов = [Нагрузки на фундамент + Масса фундамента] / Допустимая нагрузка на один столб = [150т + 12т + 20т] / 6.2 т = 29.35 Округляем 30 столбов

Конструктивно столбов может быть больше, но их минимальное количество мы определили. Расстановка столбов по периметру ростверка должна производиться с учетом нагрузок по осям (у несущих стен шаг столбов будет чаще). Также столбы должны быть размещены по углам дома и в местах пересечения с внутренними стенами.

ГОСТы, книги, программы

Многие ищут данный калькулятор по запросу «Расчет свайного фундамента». По сваям хотел сделать отдельный калькулятор, так как по сваям идет отдельный СП. В целом многие застройщики под сваями имеют ввиду столбы поэтому данный калькулятор также подойдет.

В типе 4 не правильно считает объем столба. Считает как окружность, да еще и округляет в меньшую сторону. Если можно сделайте до 3-его знака.

Сейчас проверил. Вроде все правильно. Входные данные: высота 2м, сторона 0.2м. С учетом что в сечении имеем квадрат то объем = 2 х 0.2 х 0.2 = 0.08м3

Расчет ростверка свайного фундамента

Расчет ростверка

Любое строение должно опираться на прочное, надежное и долговечное основание. Свайно-ростверковый фундамент широко применяется при возведении частных домов. Что он из себя представляет?

Это конструкция, состоящая из двух основных составляющих:

вертикальных свай, погруженных в грунт на необходимую глубину;
пояса обвязки, опирающегося на сваи. Собственно, это и есть ростверк. Выглядит, как традиционная железобетонная лента.

Важное условие — выполнение единого арматурного каркаса со свайным полем.

Воспользовавшись нашим онлайн-калькулятором расчета ростверка, Вы сможете определить его параметры, а также необходимый расход:

арматуры для монтажа укрепляющего каркаса;
бетона для заливки;
древесины для строительства опалубки.

Вычисления не занимают много времени, достаточно ввести необходимые данные.

Параметры

Для расчета ростверка необходимо знать его геометрические характеристики. Это:

Длина и ширина. Показатели зависят от габаритов будущего здания.
Толщина. Необходимо учитывать, что фундамент должен быть шире возводимых стен.
Высота. Расчет производится для высокого (приподнятого над поверхностью земли) ростверка, поэтому в учет не идет высота его заглубления.
Общая длина внутренних перемычек. Параметр учитывается при строительстве здания с внутренними помещениями (комнатами).

После введения метрических данных в калькулятор расчета ростверка программа определит следующие показатели.

Внешний периметр — границы, повторяющие контур строения.
Общую длину — периметр с общей длиной внутренних перемычек.
Площадь подошвы — квадратура контакта фундамента с грунтом. Полученные значения помогут для определения площади гидроизоляции.
Площадь боковой поверхности — поможет в дальнейшем для определения необходимого количества утеплителя для наружной стороны бетонного основания.

Читать статью Облицовочная плитка для цоколя дома (клинкерная, полимерная, керамическая, из натурального камня): инструкция как выбрать и обложить цоколь

Арматура

Расчет армирования ростверка – не менее важный этап строительства. Стальной каркас помогает фундаменту справиться с нагрузками, повышает его упругость, увеличивает период «жизни» основания здания.

Расчет необходимого количества арматуры для ростверка с нашим онлайн-калькулятором очень прост.

Перед этим нужно определить схему каркаса. И после этого занести показатели в соответствующие поля для дальнейшего расчета. Это:

Количество поясов. Как правило, планируется два продольных: верхний и нижний.
Количество рядов в каждом поясе. Это количество продольных стержней в конструкции каждого пояса. Учитываются и дополнительные (промежуточные) пояса, если таковые предусмотрены схемой армирования.
Шаг поперечных и вертикальных стержней. Для создания прочного каркаса применяются вертикальные и поперечные перемычки (стержни). Они усиливают жесткость конструкции и формируют прямоугольное сечение ленты. Шаг — расстояние между соседними поперечными и вертикальными перемычками.

После внесения всех данных Вы получите исчисления, в которых будут указаны длины необходимой арматуры: продольной, поперечной, вертикальной и общей.

Армирование ростверка

Монтаж армопояса для ростверка
Фото из открытых источников

Объем бетона

Определение количества кубометров раствора для заливки фундамента — важная составляющая технологического процесса строительства. Расчет ростверка фундамента дома «на глазок» приведет к нежелательным результатам и дальнейшим негативным последствиям.

Если бетона будет недостаточно, залитый в несколько приемов фундамент потеряет однородность. Физические и химические свойства различных замесов отличаются. Неизрасходованные излишки смеси также нежелательны, так как весь объем оплачен.

Расчет бетона для ростверка с помощью нашего калькулятора прост и удобен, программа выдаст готовый необходимый объем бетона.

Опалубка

Наш калькулятор расчета свайного ростверка поможет определить необходимое количество пиломатериала для сооружения опалубки. Конструкция придаст фундаменту форму и удержит раствор до нужной степени затвердевания.

Для расчета опалубки помимо параметров самой конструкции вносятся геометрические показатели доски: ширина, длина и толщина. По окончанию вычислений сформируются результаты.

Опалубка для ростверка

Опалубка для высокого ростверка
Фото из открытых источников

Строительство свайно-ростверковых фундаментов возможно на торфяниках и наклонном рельефе. Широко применяется на сыпучих грунтах и в сейсмоопасных районах.

Быстро и доступно определить необходимое количество материалов можно, воспользовавшись нашим онлайн-калькулятором расчета ростверка.

Калькулятор для расчета буронабивного фундамента

Среди множества видов фундаментов, одна конструкция сочетает простоту, прочность и низкую стоимость. В ней дорогостоящий котлован заменен несколькими шурфами, а вместо массивного монолита установлен легкий ростверк. Однако его устройство требует точного расчета.

Чем массивнее будет дом, тем на большую глубину нужно бурить шурфы, тем большее количество бетонных столбов потребуется установить. Проектирование – трудоемкий процесс. Предлагаем использовать для расчета буронабивного фундамента калькулятор – программу, позволяющую производить вычисления по произвольно вводимым параметрам.

Проектирование столбчатого фундамента из буронабивных свай. Общие требования

Прочный фундамент должен удерживать строительную конструкцию и сохранять при этом статичное (неподвижное) положение в грунте. Сваи испытывают осевую и поперечную нагрузку. На них действует сила, величина которой зависит от полной массы строительной конструкции.

Способность фундамента к противодействию нагрузкам зависит от характеристик почвы и параметров свай, а именно:

от механических свойств грунтов, их склонности к усадке и расползанию;
от плотности установки опор в грунте;
от глубины залегания свайных подошв;
от площади опорных площадок.

На несущую способность почв влияют:

механические и физические параметры грунтов;
уровень подземных вод;
регулярное промерзание.

Чем сыпучее грунты, чем они влажнее, чем холоднее зимы, тем массивнее должен быть фундамент: шурфы бурятся глубже, а опоры делаются толще.

Тип грунтов определяется гранулометрическими параметрами почвы — удельным и объемным весом, пластичностью, влажностью, пористостью. Наиболее точные характеристики дадут лабораторные исследования образцов грунтов. Усредненные параметры приведены в таблице.

На способность столбов выдерживать нагрузку влияют факторы:

площадь основания сваи;
класс бетона;
степень армирования;
частота расположения.

Общие правила размещения столбов (свай):

Интервал между столбами должен в три раза превышать диаметров сваи;
Максимальный интервал составляет 3 м;
Минимальное сечение пятки сваи при длине элемента ростверка до 3 м составляет 0,3 м.

Определение характеристик и параметров фундамента

Для того, чтобы спроектировать фундамент, необходимо произвести расчеты по следующему алгоритму:

Вычислить общую массу строящегося здания.
Определить типы грунтов и вычислить их физико-механические параметры. Для этого берут образцы грунта на разной глубине из пробных скважин.
Определить силу, с которой дом давит на фундамент.
Произвести расчет несущей способности буронабивной сваи.
Определить общее количество буронабивных свай и их конфигурацию.

Читать статью Как утеплить фундамент пенополистиролом

Определение массы здания

1. Массу подсчитывают для каждого элемента конструкции – стен, перегородок, перекрытий и кровли. Сначала рассчитывают объем:

L, D, H – соответственно длина, ширина и высота элементов дома.

2. Вычисляют вес:

где p – плотность материала.

Для подсчета используют нормативные значения удельных масс. Плотность бетона составляет, к примеру, 2494 кг, а удельный вес древесины – 480–520 кг.

3. Рассчитывают вес полезной нагрузки – добавляют массу полов, штукатурки, декоративных отделочных материалов. Эта величина – постоянная, нормативная. Она зависит от общего размера помещений дома на всех этажах. Значение веса полезной нагрузки равно 150 кг/м2.

4. Увеличивают общую массу на коэффициент запаса прочности: конструкция должна противодействовать давлению снега зимой. Величину коэффициента берут из СП «Нагрузки и воздействия». Для средней полосы России значение коэффициента надежности равно:

1,3 – для бетонных монолитных сооружений;
1,2 – для сборных кирпичных и плитных конструкций;
1,1 – для домов из бруса и бревен;
1,05 – для сооружений из стали.

Определение физико-механических параметров грунтов

1. Несущую способность грунта можно определить по таблице 1:

расчет буронабивного фундамента калькулятор

Свая опирается на грунт не только нижним торцом, но и всей боковой поверхностью. Это сопротивление также учитывается при расчете фундамента.

расчет буронабивной сваи пример

Важно: глубина шурфов должна быть на 0,3–0,5 м большей, чем глубина промерзания. Обобщенные сведения о параметрах промерзания грунтов изложены в СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Для выполнения расчетов пользуются актуализированными данными из СНиП 23-01-99 (действует с 2013 года).

Определение параметров, влияющих на несущую способность свай

Опоры изготавливаются из бетона марки 100 и выше. Для того, чтобы опора выдерживала поперечные нагрузки, ее армируют стальными прутками. Чтобы перераспределить и выровнять между сваями весовую нагрузку, придать конструкции жесткость, вершины опор обвязывают бетонным ростверком. Монолитную ленту армируют стальными прутками.

Определение количества опор фундамента и их конфигурации

Длину внутренних простенков прибавляют к общей величине протяженности фундамента. Впоследствии на базе этой величины будут определены интервалы между осями опор. Вычисления трудоемки, но их можно доверить компьютеру: машина точно рассчитает параметры фундамента.

Минимальное количество опор определено нормативной документацией: их необходимо обязательно установить в углах здания и в точках пересечения несущих стен.

Онлайн калькулятор позволит:

произвести расчет параметров ростверка;
определить необходимый объем бетона;
задать нагрузку, которую может выдержать одна свая;
установить диаметр, глубину залегания и количество опор для фундамента.

Пример: Определение сопротивляемости буронабивной сваи по материалу и по грунту

1) По материалу (Рмат):

Рмат = Кур*Sосн*Rм; (3)

Кур – индекс однородности грунтов (справочно равен 0,6);

Sосн – площадь основания опоры, м2 (определяется расчетным путем – 3,14 * r2); Площадь основания сваи диаметром полметра равна 0,196 м2;

Rм – величина сопротивления бетона (табличная); Для бетона эта величина равна 400 кг/м2.

Подставляя значения в формулу, получаем: Рмат = 47 тонн.

2) По грунту (Ргр):

Ргр = Ког*Кур*(Rгосн*Sосн*p + Кду* Rгбок*h); (4)

Ког – индекс однородности грунта (справочно равен 0,7);

Кур – индекс условий работы (принимается за 1);

p – периметр (для трехметровой сваи с диаметром 0,5 м периметр равен 0,157 м);

Rгосн – сопротивление грунта, приведено в таблице 2; Для глины составляет 90 т/м2;

Sосн – площадь основания опоры, м2 (определена ранее – 0,196 м2);

Rгрп – величина сопротивления грунта под пяткой опоры (табличная); Для твердой глины это – 90 т/м2;

Кду – дополнительный индекс условий – 0,8;

Rгбок – значение несущей способности грунтов сбоку. Определяется как средняя взвешенная для каждой точки поверхности с интервалом в 1 метр. В нашем случае равно 3,85 тонн/м2.

h – толщина первого слоя грунта, прилегающего к фундаменту. Ее расчетное значение составит 2,3м.

Подставляя цифровые величины в формулу (2), получаем сопротивление сваи по грунту – 26,5 тонн. Эта величина – меньше, чем прочность материала. Ее и берут в качестве исходной для определения количества свай.

Пример: Расчет количества опор. Алгоритм вычислений

1) Определяем весовую нагрузку на 1 м ростверка (Нпм). Для этого полную массу дома относим к общему периметру ростверка.

2) Вычисляем межосевое расстояние между опорами: находим отношение значения несущей способность сваи к нагрузке на погонный метр фундамента.

В нашем случае опора способна выдержать вес в 26 тонн. Значит, на каждый метр ростверка, при соблюдении минимального интервала размещения свай в 3 метра, может прийтись до 8,33 тонн. На практике удельное давление, оказываемое обычным одноэтажным строением на фундамент, составляет 5,5–7 тонн.