Несущая способность сваи формула: РАСЧЕТ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ЗАБИВНОЙ СВАИ

Как определить несущую способность свай

• 
  с 9:00 до 18:00 (пн.-пт.)

• 
  8 (925) 544 37 77

• 
  [email protected]

Написать нам

Написать нам

Несущая способность свай

Определение несущей способности свай необходимо для понимания предельной величины нагрузки, которую должна выдерживать опора после погружения в плотные слои грунта. В процессе исследования этой характеристики учитывают два основных признака – материал изготовления сваи и свойства почв на площадке застройки.

Способы определения несущей способности свайных опор

Максимальная нагрузка на опорное основание рассчитывается еще на этапе разработки проекта и выбора типа свайного фундамента. Специалисты применяют разные методики:

Расчетный способ – с применением формулы

Fd = Yc х (Ycr х R х A + U х ∑ Ycri х fi х li)

Где:

• Yc – общий коэффициент условий работы,
• Ycr – коэффициент сопротивления грунта под основанием сваи,
• R – сопротивление грунта под основанием сваи,
• А – диаметр основания сваи,
• U – периметр сечения сваи,
• Ycri – коэффициент условий работы грунта по боковым поверхностям сваи,
• fi – сопротивление грунта по боковым поверхностям сваи,
• li – длина боковых поверхностей.
  Параметры расчета принимаются, как предварительные результаты, и могут быть изменены на основе сведений о свойствах грунта.

Полевой метод пробной статической нагрузки

Через несколько дней после погружения на опору направляется статическая нагрузка ступенчатым домкратом. Затем проводятся измерения прогибометром и рассчитывается значение усадки сваи. Такое исследование – достаточно достоверный вариант определения несущей способности.

Полевой метод динамической (ударной) нагрузки

Измерения также начинают после перерыва («отдыха») сваи. Тяжелая нагрузка – до 10 ударов дизель-молота воздействует на опорный элемент. Затем прогибометром фиксируют изменение положения сваи после каждого удара. Этот вариант обычно используется в сочетании с предыдущим способом статической нагрузки.

Метод зондирования

Выполняется пробное погружение опоры, на которой закреплены специальные датчики, по ударной технологии или вибропогружателями на глубину, предусмотренную проектом. По сигналам датчиков измеряют сопротивление грунта с разных сторон опоры, чтобы получить несущую способность свай для конкретного объекта.

Варианты повышения несущей способности свай

Для опорных конструкций разработаны универсальные способы увеличения несущей способности:

• инъектирование – эффективная технология для грунтов низкой плотности. Свободное пространство вокруг сваи заполняется бетонной смесью на глубину ниже крайней точки опоры (до 2-х м). Для подачи смеси используются специальные инъекторы (насосы). Причем смесь подается с постепенным нарастающим давлением (2 – 10 атмосфер), что обеспечивает формирование в грунте заполненных сегментов. Инъекции выполняются по всему свайному полю, чтобы такие заполненные участки примыкали к соседним элементам. После их затвердевания повышается несущая способность опор примерно в 2 раза,
• увеличение размера основания сваи (пяты) – опорной подошвы, которая заглубляется в грунт до проектной отметки. При разработке проекта свайного фундамента на слабых грунтах (с низкой несущей способностью) целесообразно закладывать сваи с увеличенной опорной подошвой, чтобы значительно увеличить характеристики прочности конструкции. Если в проекте предусмотрено обустройство фундамента на винтовых сваях, металлические опоры с увеличенной подошвой завинчиваются по технологии механического погружения. При забивке железобетонных свай используется 2 варианта создания увеличенного основания опоры – камуфлетирование с образованием камуфлетной пяты и лидерное бурение скважин специальным буром-расширителем.

ООО «Точка опоры» – надежный помощник в организации свайных работ. Продажа и доставка свай на объекты, погружение свай – профессионально и оперативно.

PrevНазадУльтразвуковой контроль цельности свай

ВперёдСваи 40 на 40, железобетонные забивныеNext

ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ

КОНТАКТЫ

Тел.: 8 (925) 544 37 77
Адрес: Московская область, городской округ Мытищи, деревня Высоково, ул. Центральная, д. 40

правила определения, размещение свай и калькулятор

Сваи широко применяют в строительстве. Они позволяют устраивать фундамент на неустойчивых почвах, ограждать котлованы, возводить подпорные стенки и укреплять грунт.

Это экономичный, устойчивый вариант установки фундамента, применяемый практически в любых условиях.

В статье мы расскажем о видах свай, порядке и различных методах расчета фундамента.

Содержание

• 1 Виды
• 2 Проектирование свайного фундамента
• 3 Расчет ростверка
• 4 Алгоритм расчета свайного фундамента
• 5 Расчет несущей способности по грунту
• 6 Расчет сваи-стойки, опирающейся на несжимаемое основание
• 7 Заключение

Виды

Расчет свай начинается с выбора их типа.

По способу заглубления в грунт различают:

• Забивные сваи. Самый популярный вид. Погружаются в грунт путем забивки пневматическим молотом на рассчитанную глубину;
• Буронабивные сваи устанавливаются в самые короткие сроки. Сначала методом шнекового бурения разрабатывают скважину и уплотняют грунт вокруг нее. Потом одновременно с извлечением бура под давлением закачивают в скважину бетонную смесь. Сразу после этого в ней устанавливают армирующий каркас. Его изготавливают из металлических стержней на заводе или строительной площадке;
• Вибропогружаемые опускаются в толщу пород под действием собственного веса. Специальная установка передает вибрацию через сваю на грунт, за счет этого уменьшается сила трения между конструкцией и частицами почвы и свая постепенно погружаются в породу. Метод применяется на площадках с песчаным или насыщенным влагой грунтом;
• Винтовые конструкции имеют лопасти на концах, благодаря им конструкция погружается в землю. Хорошо работают на неустойчивых грунтах и плывунах при наличии недалеко от поверхности прочной породы. При монтаже не издают шума, не повреждают почву, могут устанавливаться на площадках с плотной застройкой. Монтаж осуществляется вручную или с применением легкой техники;
• Вдавливаемые устанавливаются без сильных толчков и вибраций, создают минимальную нагрузку на почву и фундаменты расположенных вблизи сооружений. Подходят для строительства крупных объектов в местах с плотной застройкой и вблизи зданий с неустойчивыми или старыми фундаментами.

По виду материала:

• Железобетон. Самый популярный материал для возведения крупных объектов. Металл, составляющий каркас обеспечивает стойкость к изгибающим нагрузкам, а бетон защищает металлоконструкцию от воздействия окружающей среды, обеспечивает стойкость к вертикальным нагрузкам и увеличивает силу трения с грунтом;
• Дерево. Применяется в индивидуальном строительстве на сухих почвах. Дешевый и доступный материал, но требует дополнительной гидроизоляции;
• Металл. Из этого материала выполняют винтовые сваи. После изготовления их покрывают специальным составом, защищающим их от коррозии.

Сваи отличаются по виду конструкции и форме. Это могут быть квадратные, прямоугольные, многоугольные и круглые сечения. Последний вид приобрел наибольшую популярность благодаря простоте изготовления и расчета нагрузки на такую конструкцию.

По характеру работы:

• Сваи-стойки работают за счет установки их нижней части на прочную породу. Они передают нагрузку на устойчивое основание, миную другие, менее надежные слои;
• Висячие сваи работают за счет силы трения между ними и сжатыми грунтами вокруг.

На выбор типа конструкции влияют условия работы, особенности грунтов, конструкция и вес здания. Для правильного расчета необходимо обратиться к специалистам, способным провести все необходимые измерения и изыскания.

Проектирование свайного фундамента

При проектировании свайного фундамента необходимо участь ряд факторов, влияющих на его устойчивость:

• Глубина залегания толщина и надежность пород;
• Масса здания;
• Условия строительства и эксплуатации;
• Конструктивные особенности здания.

При проектировании инженеры опираются на данные геологических изысканий и на их основе определяют возможность строительства, рассчитывают количество свай, выбирают их вид, форму и материал.

Второй важный фактор — это нагрузка от здания.

Она складывается из нескольких видов нагрузки:

• Постоянная. Включает в себя вес самого здания;
• Долгосрочная временная — это вес станков, оборудования и других тяжелых конструкций;
• Краткосрочная временная складывается из веса мебели и людей в здании;
• Снеговая и ветровая нагрузки рассчитываются отдельно для каждого здания на основании климатических данных региона согласно СП 131.13330.2012 «Строительная климатология».

Карта снеговых районов России

Вид сваи зависит от технико-экономических показателей строительства. Подбирается самый дешевый вариант, удовлетворяющий все требования и обеспечивающий надежность конструкции.

На этапе проектирования инженеры предусматривают запас прочности, обеспечивающий длительный срок эксплуатации фундамента даже при больших нагрузках.

Расчет ростверка

Важный показатель для строительства — количество свай в ростверке. Этот показатель напрямую влияет на способность конструкции правильно передавать нагрузку на основание и обеспечивать прочность фундамента.

Ростверк — это балка, соединяющая верхние части свай и равномерно распределяющая между ними нагрузку.

Крепление ростверка к разным видам свай

Количество свай в ростверке находят по формуле:

где:

• dp — заглубление ростверка;
• N0I — максимальное значение суммы нагрузок от веса здания;
• Yk — коэффициент надежности;
• F — максимальная нагрузка на одну сваю;
• A — площадь ростверка;
• Ymt — усредненный вес ростверков и грунта на его обрезах.

Полученное в результате вычислений число округляется всегда в большую сторону до целого значения.

Сваи распределяют согласно правилам:

• В шахматном порядке, в два ряда или в одну линию с равными промежутками;
• Расстояние между соседними сваями не менее трех их диаметров;
• Минимальное расстояние от края ростверка до ближайшей сваи равно одному ее диаметру;
• При возникновении только вертикальных нагрузок сваи заглубляют в ростверк всего на 5–10 см, в иных случаях соединение делают более надежным и дополнительно рассчитывают.

При расчетах ростверков инженеры работают, основываясь на СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции».

Алгоритм расчета свайного фундамента

Процесс расчета начинается с определения общего веса здания.

Он состоит из суммы массы всех конструкций:

• Кровля;
• Стены;
• Перекрытия;
• Железобетонный каркас.

При расчете толщина каждого слоя конструкции умножается на ее высоту и на плотность. В результате рассчитывается нагрузка на 1 м2 конструкции.

Кратковременные равномерно распределенные нагрузки (вес людей и мебели) берутся с расчетом 150 кг/м2. Сумма нагрузок вычисляется путем умножения значения на общую площадь здания. После этого определяется нагрузка от веса снега. Она будет зависеть от климатического района и форму крыши.

Чем больше угол наклона крыши, тем меньше будет снеговая нагрузка.

После этого определяется несущая способность каждой сваи и их количество в ростверках. Полученные значения дополнительно проверяют и только после этого приступают к дальнейшему проектированию и строительству здания.

Расчет несущей способности по грунту

Несущая способность — это значение, необходимое для выполнения правильных расчетов. Выполнить расчет можно с помощью нескольких методов.

Предварительный теоретический расчет по формуле Fd = Yc * (Ycr * R * A + U * ∑ Ycri * fi * li), где:

• А — площадь опирания на грунт нижней части единицы конструкции;
• Yc, Ycr, Ycri — коэффициенты, учитывающие условия работы фундамента, основания, сил трения;
• U — периметр разреза сваи;
• fi — сила трения на боковых стенках;
• R — величина несущей способности грунта в месте опирания;
• li — длина боковых частей.

Метод статических нагрузок — это комплекс полевых работ, связанных с практическим нахождением несущей способности.

Это наиболее точный метод:

• На площадке устанавливают пробную сваю;
• Дают конструкции набраться прочности в течение положенного срока;
• Установленный на сваю ступенчатый домкрат передает на нее нагрузку;
• Специальный прибор замеряет усадку сваи;
• На основе полученных данных проводятся расчеты.

Метод динамической нагрузки -на уже установленный свайный фундамент передают ударную нагрузку и после каждого удара определяют усадку и проводят необходимые расчеты.

Метод зондирования — пробную сваю оснащают датчиками, погружают на расчетную глубину и определяют сопротивление грунтов.

После выполнения теоретического расчета необходимо дополнительно выполнить одно или несколько полевых испытаний и дополнительных расчетов на их основании. Это поможет проверить правильность расчетов и изысканий на практике.

Для упрощения расчетов инженерами был создан калькулятор несущей способности грунта с использованием макросов в Excel.

Он способен:

• Построить график изменения несущей способности;
• Разбить толщу пород на слои, основываясь на введенных данных;
• Найти коэффициент работы всей поверхности сваи;
• Учесть коэффициенты, уменьшающие несущую способность.

Расчет сваи-стойки, опирающейся на несжимаемое основание

Данные для расчета берут в СП 24. 13330.2011 «Свайные фундаменты».

В таблице указаны значения расчетных сопротивлений свай:

Табличные значения сопротивлений для разных типов грунта

Формула для расчета сваи-стойки:

Fd=gcRA, где:

• gc — коэффициент, учитывающий работу грунта;
• R — взятое из таблицы сопротивление грунта;
• А — площадь разреза сваи.

Результат расчета используется для дальнейшего нахождения количества свай в ростверке.

Заключение

Расчет несущей способности сваи по грунту — это непростой процесс, требующий опыта и внимания со стороны инженеров. Расчет выполняется в несколько этапов, теоретически полученные значения проверяют в ходе полевых испытаний, полностью исключая возможность ошибки.

Расчет свайного фундамента могут выполнять только профессионалы с инженерным образованием и разрешением на подобную деятельность.

КАК РАСЧЕТ НЕСУЩУЮ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬ СВАИ? (СТАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ)

Сурьяканта | 9 марта 2015 г. | Геотехника, Как | 11 комментариев

Предельная несущая способность сваи – это максимальная нагрузка, которую она может выдержать без разрушения или чрезмерной осадки грунта.

Несущая способность сваи зависит главным образом от 3 факторов, указанных ниже:

1. Тип грунта, в который забивается свая
2. Способ установки свай
3. Размер сваи (поперечное сечение и длина сваи)

При расчете несущей способности свай для монолитных железобетонных свай с использованием статического анализа необходимо использовать параметр прочности грунта на сдвиг и размер сваи.

Свая передает нагрузку на грунт двумя способами. Во-первых, за счет сжатия наконечника, называемого «концевой подшипник » или «концевой подшипник »; во-вторых, сдвигом по поверхности, называемой « поверхностное трение 9».0022».

Несущая способность монолитных свай в связном грунте

Предельная несущая способность (Q _u ) сваи в связном грунте определяется по приведенной ниже формуле, где первый член представляет конец сопротивление смятию (Q _b ), а второй член дает сопротивление поверхностному трению (Q _s ).

Где,

Q _u  = Предельная грузоподъемность, кН

A _p  = Площадь поперечного сечения вершины сваи, м ²

N _c  = Коэффициент несущей способности, может быть принят равным 9

α _я  = Коэффициент сцепления i-го слоя в зависимости от консистенции грунта. Это зависит от прочности недренированного грунта на сдвиг и может быть получено из рисунка, приведенного ниже.

Изменение альфа в зависимости от сцепления

c _i  = Среднее сцепление для i-го слоя, в кН/м ²

A _si = площадь поверхности ствола сваи в i-м слое, м от предельной грузоподъемности (Q _u ).

Q _safe  = Q _u /2,5

Несущая способность забивных свай в несвязном грунте

Предельная несущая способность сваи, “Q _{u 90 034», состоит из двух части. Одна часть возникает из-за трения, называемой поверхностное трение или трение вала или боковой сдвиг , обозначаемый как «Q s », а другой связан с концевым подшипником в основании или на конце носка сваи, «Q b ».}

Приведенное ниже уравнение используется для расчета предельной несущей способности сваи.

Где,

A _p = площадь поперечного сечения основания сваи, м ²

D = диаметр ствола сваи, м кН /м ³

Н _γ = коэффициент несущей способности

Н _q  = коэффициент несущей способности

Φ = угол внутреннего трения на вершине сваи

P _D  = Эффективное давление вскрышных пород на кончике сваи, кН /м ²

K _i  = Коэффициент давления грунта, применимый для i-го слоя

P _Di  = Эффективное давление вскрыши для i-го слоя, кН/м ²

9 0002 δ _я = Угол трения стенки сваи о грунт для i-го слоя

A _si = Площадь поверхности ствола сваи в i-м слое, м выражение для поверхностного трения сваи ( Q _s ).

Минимальный коэффициент безопасности 2,5 используется для получения безопасной грузоподъемности сваи (Q _safe ) из предельной грузоподъемности (Q _u ).

Q _сейф   = Q _u / 2,5

Важные замечания

• Значение коэффициента несущей способности Н _q получается из приведенного ниже рисунка.

Значение коэффициента несущей способности

• Значение коэффициента несущей способности N _γ вычисляется с использованием приведенного ниже уравнения.

• Для забивных свай в рыхлом или плотном песке с φ в пределах 30 9От 0061 0 до 40 ⁰  , k _i могут использоваться значения в диапазоне от 1 до 1,5.
• δ угол трения стенки можно принять равным углу трения грунта вокруг ствола сваи.
• Максимальная эффективная вскрыша в основании сваи должна соответствовать критической глубине, которую можно принять равной 15-кратному диаметру ствола сваи для φ ≤ 30 ⁰ и увеличить до 20-кратного значения для φ ≥ 40 ⁰
• Для свай, проходящих через связные слои и оканчивающихся в зернистом слое, глубина проникновения в зернистый слой должна быть не менее чем в два раза больше диаметра ствола сваи.

Теги:Фундамент, Свайный фундамент, Грузоподъемность свай

Об авторе

Сурьяканта

Инженер-геотехник-материаловед. Вы можете связать меня в Google +. Чтобы узнать обо мне больше, просто посетите страницу AboutMe

.

Copyright © 2023 CivilBlog.Org.

Тема от MyThemeShop.

Расчет несущей способности сваи для одинарной и групповой свай

🕑 Время чтения: 1 минута

Расчет несущей способности сваи определяет предельную нагрузку, которую может выдержать свайный фундамент в условиях эксплуатационной нагрузки. Эту способность также называют несущей способностью свай.
Устанавливаемые сваи могут быть одинарными или групповыми. Следовательно, расчет нагрузки для одиночной сваи и групповой сваи будет отличаться. Это делается для заданного состояния нагрузки или размера фундамента.
Здесь производится расчет несущей способности как для одиночных свай, так и для групповых свай.

Содержание:

• Расчет несущей способности одиночной сваи
  • Расчет вертикальной нагрузки
  •  Расчет горизонтальной нагрузки
• Расчет несущей способности групповой сваи

Расчет несущей способности одиночной сваи

Здесь необходимо определить вертикальную нагрузку и горизонтальную нагрузку, действующую на сваю.

Расчет вертикальной нагрузки

Рис.1: Вертикальная нагрузка на сваю

Допустимое сопротивление сжатию R _ac одиночной сваи обеспечивается концевой опорой, F _eb , и поверхностным трением для каждого слоя, F _sf . Таким образом,

Rac = Feb + Total (Fsf )         Уравнение 1

Таким образом, максимальная сжимающая эксплуатационная нагрузка, которую может выдержать одиночная свая, равна ее общему сопротивлению R _{ac ,} минус собственный вес сваи, Вт. Таким образом,

Nser  < Rac -W = Rnet  Уравнение 2

Свая также может выдерживать растягивающую нагрузку. Максимальная растягивающая рабочая нагрузка, которую может выдержать свая, равна

Rat = Total (Fsf )+ W   Eq.3

Детали исследования почвы предоставят подробную информацию о концевом подшипнике и значении поверхностного трения. Эти значения получаются с помощью тестовых нагрузок и процедур забивки свай. Эти предельные значения делятся на частный коэффициент безопасности от 2 до 3, чтобы получить допустимые значения F _eb и F _сф .

 Расчет горизонтальной нагрузки

Рис. 2: Горизонтальная нагрузка на сваи

Двумя основными факторами, ограничивающими горизонтальную мощность сваи, являются:

1. Максимальный прогиб на конструкции
2. Конструктивная мощность сваи

Максимальная горизонтальная несущая способность для данного прогиба определяется по модулю реакции грунтового основания (кН/м3). Существует несколько методов определения модуля реакции грунтового основания.

Расчет несущей способности групповой сваи

Чтобы выдерживать большие нагрузки, сваи располагают группами. Сваи располагаются группами таким образом, чтобы можно было уменьшить размер и стоимость возведения ростверка.