Минимальное расстояние между сваями

Минимальное расстояние между сваями

Виды ростверков

Сборный ростверк

Сборный ростверк, например из стальных балок (швеллера, двутавра и др.) обычно сварной. Его недостаток – в сложности монтажа на сваях тяжелых балок, в малой прочности соединения отдельных балок (стыки слабее балок) и в высокой коррозии незащищенного металла, находящегося в зоне высокой влажности (снег, влажный приземный слой воздуха) и материала швов. Удобен для недолговечного строительства (дачные домики, веранды, беседки) с планируемым сроком службы максимум 10-20 лет.

Сборные ростверки могут просто укладываться на гидроизолированные оголовки свай сверху и прикрепляться к ним без омоноличивания. В деревянных домах роль ростверка “доверена” нижнему венцу или нижней обвязке.

Типы сборных ростверков (изображение принадлежит компании Фундэкс)

Сборно-монолитный ростверк

Сборно-монолитный ростверк чаще применяют в промышленном строительстве, строительстве многоэтажных зданий. Это своеобразный «конструктор» из отлитых заранее деталей с «замками» и шпоночными соединениями, омоноличиваемый в процессе (или после) сборки. Стоит дорого, собирается на месте с помощью тяжелого оборудования и требует высокой точности в установке свай. Для частного домостроения невыгоден.

Монолитно-литой ростверк

Монолитно-литой (в дальнейшем – «монолитный») железобетонный ростверк отливается в виде балки (ленты, замкнутого периметра, незамкнутого контура) или монолитной плиты. В любом варианте конструкции ростверк соединяет сваи – будучи прикрепленным к ним или включая их в свою толщу. Плита обычно высокая, лента может быть высокой, повышенной, заглубленной. Монолитный ростверк – наиболее удобный для малоэтажного строительства вариант.

Типы ростверков по положению ленты

По положению ленты (и монтируемой опалубки) относительно поверхности земли выделяют три вида ростверка:

  1. высокий
  2. повышенный
  3. заглубленный

Высокий ростверк

Самый рациональный – высокий ростверк, его нижняя плоскость выше уровня грунта на 10-15 см и выше. Это нужно, чтобы зимой грунт, даже поднимаясь вдоль свай, не давил на ленту. Иначе, поднимая ростверк, промерзший грунт начнет вырывать сваи или (вероятнее второе) оторвет от них ростверк.

Недостаток этого типа ростверка для российской средней полосы – незагерметизированная пустота между грунтом и нижним перекрытием. Фактически, под полом отсутствует утепляющая неподвижная воздушная подушка, поэтому его приходится дополнительно утеплять, и в доме не может быть полноценного подвала. Можно предусмотреть опускающиеся на зиму щиты, по типу швертов, закрывающие щели между ростверком и землей.

Для района субтропического климата и для деревянного строительства, наоборот, такое проветривание пространства под полом очень удобно, так как способствует снижению влажности в доме и летнему охлаждению помещения. Так строят дома в Японии и Китае. Кроме того, при высокой ленте ростверка, это удобный вариант для устройства небольшого заглубленного вентилируемого пространства под домом для непродолжительного летнего хранения инвентаря, игрушек, собранного урожая.

За счет затенения и вентиляции в этом пространстве летом довольно прохладно, а выполненная с наклоном от дома отмостка (особенно заходящая под ростверк), надежно защитит от дождя и грязи. Чтобы зайти под дом, можно сделать между двух свай небольшую арку в ростверке и выкопать под дом лестницу и траншею-коридор по типу гаражной смотровой ямы, по сторонам от которого на земле размещают инвентарь. Такой доступ в пространство под домом удобен, чтобы периодически осматривать ростверк и нижнее перекрытие, при необходимости корректировать их состояние. В деревнях это одно из любимых мест летного обитания для всякой живности вроде кур, собак и кошек, поэтому щель можно закрыть сеткой.

Повышенный ростверк

Повышенный ростверк устраивают так, что его подошва оказывается вровень с землей. Из-под опалубки выбирают 10-15 см грунта, так что готовый ростверк висит над воздушной подушкой. Это убирает щель, в которой гуляет ветер и до некоторой степени делает воздушную подушку неподвижной.

Но поскольку доступ в пространство под домом в этом случае почти невозможен, нужно обязательно защитить пространство воздушной подушки швертами или просто листами шифера, пластика и т.д., свободно установленными снаружи ростверка и доходящими до дна траншеи, от осыпания в эту полость земли. Иначе вскоре ростверк окажется лежащим на земле и на него начнет действовать зимнее пучение грунта.

Нельзя и закреплять на ростверке защитные щитки-шверты – они должны быть самостоятельны, тогда грунт сможет поднимать и опускать их, никак при этом не влияя на ростверк.

Заглубленный ростверк

Фундамент с заглубленным ростверком одновременно наиболее популярен и наименее рационален. По периметру здания, непосредственно по линии проекции его будущих стен выкапывается неглубокая траншея, из дна которой оказываются торчащими оголовки свай. Затем делается опалубка-желоб, её дно расположено ниже уровня земли, но под ней также имеется воздушная подушка (можно положить желоб на бруски или отсыпать временную песчаную подушку). Такой фундамент тоже предполагает защитные шверты, и дает практически неподвижную воздушную подушку под полом, это утепляет дом.

Монолитный железобетонный ростверк для свайного и столбчатого фундамента своими руками – как правильно сделать опалубку, армирование и заливка бетоном.

Руководство по возведению свайного фундамента с ростверком – выбор типа сваи, бурение скважины, заливка и возведение ростверка.

Выводу по ростверку

Опалубка для ростверка предусматривает съемное дно, формирующее гладкую нижнюю поверхность висящей в воздухе балки. В целом же принципиальных различий в отливке разных видов ростверков нет, различия лишь в трудоемкости земляных работ или подъема бетонной смеси в более высокий желоб опалубки. Армирование и заливка бетоном опалубки ростверка также не имеет особых отличий с заливкой ленточных фундаментов.

Ростверк часто называют столбчато-ленточным фундаментом, поскольку он внешне похож на ленточный. Это некорректное название, так как есть серьёзное различие в конструкции, назначении и свойствах. Лента у ленточного фундамента сама, всей поверхностью равномерно передает полную нагрузку на грунт, так как всей поверхностью плотно лежит на земле. Если у неё и есть столбы, то они скорее нужны для увеличения боковой работающей поверхности и особой роли в передаче нагрузок на грунт не играют.

Смысл ростверка – только объединение свай, работающих для передачи точечной нагрузки на грунт, и перераспределение на них общей нагрузки, сам он при этом на грунт нагрузку не передает и никогда не опирается на него, так как связан со сваями относительно слабо и при зимнем пучении грунта от свай его может просто оторвать.

Ростверк используют для относительно нетяжелых 1-3 этажных зданий, а в сейсмоопасных районах только для очень легких и одновременно прочных деревянных, каркасных и сип-панельных домов.

Как сделать расчет ростверка на продавливание?

Для того чтобы ростверковый фундамент был прочным и служил долго, понадобится грамотно выполнить его расчет. Результаты расчетов ростверка под колонны должны заноситься в план. Данные действия обязательно выполнять людям, которые занимаются строительными работами.

Выполнение расчета свайного фундамента осуществляется по предельным состояниям 1 и 2 группы.

К 1 группе подобных состояний можно отнести:

Рисунки 1-3. Формулы для расчета конструкции на продавливание колонной из стали

  1. Прочность материалов, из которых изготавливаются ростверковые изделия под фундамент.
  2. Несущая способность имеющегося грунта.
  3. Несущая способность оснований, если имеются большие нагрузки по горизонтали.

Ко 2 группе подобных состояний следует отнести:

  1. Осадки основания от вертикальных нагрузок.
  2. Смещения или повороты несущих элементов по горизонтали с присутствующим грунтом, если имеются нагрузки по горизонтали и моменты.
  3. Появление или открытие трещин в устройстве свайного фундамента из железобетона.

Расчетная нагрузка по горизонтали на 1 сваю определяется с учетом равномерного разделения усилий на установленные сваи. Ростверковая плита под фундамент при этом по отношению ко всем сваям принимается бесконечно жесткой.

Ростверки под колонны, которые размещаются рядом друг с другом, а также ленточные изделия подобного типа рассчитываются с учетом всех требований СНиП II-В.1-62 по 1-му предельному состоянию на главное, второстепенное и особое сочетание усилия, которое рассчитывается. Если есть необходимость, выполняется расчет по открытию трещин на главное и второстепенное сочетание нагрузки по нормативам.

Расчет по открытию трещин выполняется согласно требованиям, которые описываются в пункте 10.4 СНиП II-В.1-62. Ширина открытия трещин должна быть не более 0,3 мм.

Расчет ростверков под фундамент на сваях с круглым сечением выполняется так же, как и на свайных изделиях с квадратным сечением.

Рисунки 4-5. Формулы для расчета момента изгиба для каждого из сечений.

Сооружения из железобетона сборного и монолитного типа, которые устанавливаются в свайный фундамент, делаются из бетона, имеющего проектную марку М200 или М150. Наиболее подходящая марка бетона — М200.

Высота ростверков свайных фундаментов на несущих элементах из железобетона может быть определена формулой. Минимальная высота данной данного изделия — 35 см, а ширина — 45 см. Габариты подошвы ростверка под колонну, ступеньки и подколонник понадобится принимать по 300 мм или меньше. Высота плитной части, ступенек и подколонника должны составлять 150 мм или меньше.

Форма монолитного ростверка под фундамент будет зависеть от размера всех частей изготавливаемой постройки и от количества несущих элементов. Высота сооружения должна иметь возможность безопасно передавать усилие на свайные изделия и их прочную анкеровку.

Различается 2 вида вертикальных сил, которые действуют на ростверковый фундамент:

  1. Осевая нагрузка. Сила проходит через центральную точку тяжести основания под фундамент.
  2. Эксцентрическая нагрузка. Сила смещается относительно центра тяжести.

При эксцентрической нагрузке изделие подобного типа будет находиться под воздействием момента, потому сваи необходимо размещать так, чтобы центр их тяжести совпал с равнодействующей сил, которые прикладываются к ростверку под фундамент.

Если эксцентрическая нагрузка является переменной, то понадобится расположить сваи так, чтобы нагрузка на них во всех местах была равномерной. Для каждой системы нагрузки необходимо проверять, не превышают ли максимально возможные нагрузки несущую способность сооружения.

Что понадобится учесть при расчете свайного фундамента?

При расчете ростверковых фундаментов подобного типа понадобится учитывать следующие моменты:

Рисунки 6-7. Формулы расчета площади арматурного сечения.

  1. Все существующие нагрузки и воздействия на основание подобного типа необходимо рассчитывать исходя из СНиПа. Значения, которые в нем указываются, понадобится умножить на коэффициент надежности, который определяется в «Правилах учета ответственности сооружений подобного типа в процессе проектирования зданий».
  2. Несущая способность ростверковой конструкции рассчитывается с учетом главных и особых нагрузок. Расчет деформаций понадобится выполнять с учетом исключительно основных нагрузок.
  3. В расчетах следует использовать существующие значения характеристик используемых материалов и имеющегося грунта на территории строительства (исходя из исследований грунта и существующих различных испытаний сооружения). Исходить надо из значений, которые указываются в СНиПе.
  4. Обязательно понадобится учитывать тип свайных изделий, которые используются (висячие конструкции или стойки). Принимается во внимание вес изделий, а также показатели кренового усилия.
  5. В процессе расчета основания под фундамент на сваях необходимо рассматривать единое сооружение, которое воспринимает различные нагрузки.
  6. В случае больших нагрузок по проекту и в условиях проблемных грунтов в расчетах следует учитывать негативные силы трения в процессе осадки строения. К сложным грунтам относятся и те, которые имеют высокий уровень земляных вод.

Рисунки 8-10. Формулы для расчета сечения наклона для свайно ростверкового фундамента на изгиб.

Выполнение расчета ростверка на продавливание колонной тяжелой конструкции свайного фундамента с 4 или большим количеством свай производится по формуле (рис. 17). Формула подразумевает, что продавливание будет выполняться сбоку сооружения. Ее высота определяется как расстояние по вертикали от установленной арматуры плиты до нижней части колонны. Боковые грани, проходящие от внешних граней колонны до граней свай, должны иметь угол наклона в 40° или больше. Максимальный угол можно определить по формуле (рис. 18), где Fper — сила продавливания, которая равняется сумме реакций установленных изделий, которые располагаются за территорией основания. Fper определяется по данной формуле (рис. 19).

Как рассчитывать конструкцию на продавливание колонной из стали?

Если планируется установить стальные ростверки под колонны, понадобится выполнить такие расчеты:

  • расчеты ростверка на продавливание колонной;
  • расчет на продавливание данной конструкции угловыми сваями;
  • на изгиб;
  • на локальное продавливание изделием из стали.

В случае колонны из стали со сплошным сечением или сквозной колонны, которая имеет общую жесткую базу из стали, расчет конструкций на продавливание колонной можно выполнить по формуле (рис. 1), где:

Рисунки 11-13. Формулы расчета арматурной анкеровки.

  1. Fper — сила продавливания. Величину Fper при тяжелом ростверке под фундамент необходимо принимать за значение, которое равняется сумме реакций установленных свай, которые располагаются за территорией основания от воздействующей силы в колонне у грани конструкции сверху, которая располагается горизонтально.
  2. Если ростверки нагружаются не центрально, значение силы продавливания следует определять по формуле (рис. 2). ∑Fi — сумма реакций установленных свай, которые располагаются с одной стороны от оси в части конструкции, которая имеет максимальную нагрузку. В данном случае необходимо вычесть сваи, которые располагаются с той же стороны от оси постройки.
  3. abas и bbas — размеры плиты для опоры колонной базы из стали.
  4. h0 — высота ростверка, которая учитывается от верха рабочих арматурных прутьев до подошвы плиты опоры колонной базы, которая изготавливается из стали.
  5. c1 — расстояние от грани плиты для опоры колонной базы из стали до плоскости, которая проходит по внутренней грани ближнего ряда свай.
  6. c2 — расстояние от грани до плоскости, которая проходит по внутренней грани ближнего ряда свай.

В случае сквозной колонны из стали, которая имеет свою базу под каждую из ветвей, выполнение расчета ростверка на продавливание колонной по всей плите из стали данной ветви производится по формуле (рис. 1). В данном случае за расчетную величину силы продавливания следует принимать (рис. 3), где ∑Fi — сумма реакций установленных свай, которые располагаются с наружной стороны от оси. Необходимо вычесть реакции изделий, которые располагаются с внешней стороны от колонной конструкции.

Как рассчитать свайно ростверковый фундамент на изгиб?

Расчет прочности конструкции на изгиб выполняется в сечении по грани колонны и по внешней грани ступенек конструкции.

Расчетный момент изгиба для каждого из сечений ростверка можно определить как сумму моментов от реакций установленных свай и от локальных нагрузок, которые прикладываются к свесу конструкции по 1 сторону от рассматриваемого сечения. Формулы выглядят следующим образом: (рис. 4, 5), где Mxi, Myi — изгиб в сечениях, которые рассматриваются.

Рисунки 14-16. Формулы для расчета стаканной части и прочность сечения наклона ростверковой конструкции на воздействия поперечной силы.

Расчет прочности конструкции на изгиб в случае установленных колонн из стали выполняется в сечениях по осям колонн. В изделии подобного типа из ступенек расчет выполняется в сечениях по граням ступенек ростверковой конструкции подобного типа.

Для каждого из возможных сечений момент изгиба можно определить как сумму моментов от реакций (от нагрузок на постройку) и нагрузок, которые прикладываются к свесу конструкции по 1 сторону от сечения.

Величину с следует принять равной расстоянию между плоскостью граней боковых свай и ближней боковой гранью плиты для опоры колонной базы из стали. Если имеется ступенчатое изделие, то величина с определяется расстоянием между плоскостью подобных граней свай и гранью ступеньки.

Площадь арматурного сечения, которое является параллельным стороне а, можно определить по формуле (рис. 6).

Площадь арматурного сечения, которое параллельно стороне b, на всю длину конструкции можно определить по формуле (рис. 7).

Прочность сечения наклона можно определить по формуле (рис. 8). Оно должно быть в 1,5 раза меньше поперечной силы. Минимальное значение при этом можно узнать исходя из формулы (рис. 9). Оно должно быть равным 0,5.

Если данное условие соблюдаться не будет, понадобится проверить арматурную анкеровку в месте размещения крайних свай с помощью расчета прочности сечения наклона по моменту изгиба, который можно узнать исходя из формулы (рис. 10), где:

  • c — расстояние между плоскостью граней свай, которые располагаются в крайнем ряду, и ближней гранью подколонника или ступенькой изготавливаемой постройки;
  • dsv — размер сечения ростверка;
  • ∑Fi — сумма реакций установленных в крайнем ряду свай со стороны ростверковой части из плит;
  • Mf — момент изгиба от локальной нагрузки (вес конструкции, земляная засыпка на часть ростверковой плиты и так далее).

Длина арматурной анкеровки может быть определена по данной формуле (рис. 11), где:

  • lan содержится в СНиП 2.03.01-84 (lan = 8);
  • As,cal — необходимая площадь арматурного сечения ростверка и его плиты;
  • As,fac — фактическая площадь арматурного сечения подобной плиты;
  • диаметр установленных арматурных прутьев.

Формула арматурной анкеровки имеет подобный вид (рис. 12), при этом lfac можно определить по формуле (рис. 13).

На длине арматурной анкеровки к продольным арматурным прутьям необходимо приварить хотя бы 1 поперечную арматуру.

Как рассчитать стаканную часть?

Рисунки 17-19. Формулы расчета ростверка на продавливание колонной тяжелой конструкции.

Стены стакана должны быть рассчитаны в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84. Данные конструкции рассчитываются так же, как и железобетонные. В данном случае существуют дополнительные требования, излагающиеся в пунктах 2.6.9-2.6.13.

Стены стакана можно не армировать, если отношение толщины стен стакана к высоте уступа и к глубине стакана равняется 0,8 или больше.

Конструктивно может быть назначено поперечное армирование стен, если действует продольная сила в пределах ядра сечения ростверка колонн (рис. 14).

В процессе проектирования ростверка свайного фундамента под колонну из железобетона надо проверить прочность конструкций на локальное сжатие под торцами колонн.

Рассчитывать конструкцию на локальное сжатие под торцами монолитных колонн из железобетона, имеющие прямоугольное или квадратное сечение ростверка, необходимо исходя из рекомендаций, указанных в пособии по строительству оснований на имеющемся грунте под колонны конструкций.

Как рассчитать прочность сечения наклона ростверковой конструкции на воздействия поперечной силы?

Прочность сечения ростверка свайного фундамента на воздействия поперечной силы рассчитывается по данной формуле (рис. 8), где:

  • Q = ∑Fi — сумма реакций установленных свай, которые находятся за территорией нагруженной части конструкции. В данном случае нужно учитывать максимально возможный момент изгиба;
  • b — ширина подошвы конструкции свайного фундамента;
  • высота в расчетном сечении конструкции;
  • длина проекции сечения наклона, которая равняется расстоянию между плоскостью граней установленных свай и ближней гранью подколонника или ступеньки. Если устанавливается плитный свайно ростверковый фундамент, то длина проекции равняется расстоянию между плоскостью граней и ближней гранью ростверка под колонны.

Значение (рис. 15) следует принимать 0,6 или более. Qmin = 0,6h0Rbt, Qmax = 2,5*b*h0*Rbt.

Если рассчитывается прочность наклонных сечений ростверка, который пересекают 2 ступеньки, за b необходимо принимать имеющуюся величину bred, которую можно определить по следующей формуле (рис. 16), где:

  • b — ширина ступеньки, которая располагается снизу (подошва ростверка свайного фундамента);
  • b2 — ширина 2-ой ступеньки;
  • h0 — высота ступеньки ростверковой конструкции, которая располагается снизу;
  • h2 — высота 2-ой ступеньки ростверка свайного фундамента.

Выполнить расчет всех необходимых показателей не так и просто. Облегчить задачу можно, если знать все необходимые формулы и показатели. Не лишней в данном случае будет помощь специалиста, имеющего большой опыт работы в проведении расчетов ростверков свайных фундаментов.

Буронабивные сваи являются основой глубоких фундаментов многоэтажных строений. Это цилиндрические железобетонные конструкции, которые заливаются непосредственно на месте строительства в пробуренные скважины. Для устройства свай выполняют следующие технологические операции:

  1. Бурение скважины. В сухих плотных породах бурение выполняется без использования обсадных труб. В водонасыщенных и сыпучих грунтах для защиты стен от осыпания применяются обсадные трубы или глинистый (или полимерный) раствор. При бурении в водонасыщенном грунте в скважину подаётся вода под напором свыше 4 м. Полимерный раствор должен располагаться не ниже, чем 2 м до подземных грунтовых вод. Для запроектированного уширения пяты используют винтовые насадки или камуфлетные взрывы.
  2. Очистка скважины от рыхлой земли. Уплотнение грунта (для рыхлых пород) выполняется сбрасыванием трамбовки.
  3. Погружение арматуры и её крепление (предупреждает выдавливание металлического каркаса вверх при бетонировании).
  4. Заливка бетона – выполняется по технологии ВПТ (вертикально перемещаемая труба). Труба для транспортировки бетона погружается на дно скважины. Для увеличения несущей способности свай, подача бетона осуществляется под давлением. Одновременно с заливкой выполняется подъём трубы. Заглубление нижнего торца трубы в бетон должно быть не меньше 1 м.

Основные технологии устройства буронабивных свай

Скорость строительства и качество работ и свай определяет техника для буронабивных свай – машины с бурильным и грузоподъёмным оборудованием. В строительстве используется около десяти технологий бурения и заливки бетона.

Технология CFA

Технология CFA или НПШ (непрерывный полый шнек) формирует колонну из буровых полых шнеков с заглушкой на торце. Грунт поднимается на поверхность земли по спиральной навивке (ребордам). Заглушка и уплотнитель на нижнем торце колонны защищают внутреннюю полость от проникновения грунта. Скважина заполняется бетоном после выдавливания заглушки давлением бетонного раствора. Наполнение скважины бетонным раствором поднимает буровую колонну вверх. После заливки бетона в скважину погружают каркас, для облегчения погружения используют вибропогружатель. Плотность заполнения скважины бетоном контролируется датчиками в автоматическом режиме. Глубина свай по технологии CFA достигает 30 м.

Технология Double Rotary

В данной технологии для бурения скважины вращается не только шнек, но и обсадная труба. При бурении грунт достают на поверхность. Глубина бурения – до 25 м.

Технология CSP

Технология CSP использует двойной вращатель и непрерывный полый шнек. Таким образом, CSP объединяет две технологии – Double Rotary и CFA. Глубина бурения – до 22 м.

Технология Фундекс

Использует расходуемые наконечники, бурение без выемки грунта и заливку бетоном с постепенным поднятием обсадной трубы. Оригинальная техника Фундекс бурит сваи глубиной до 45 м.

Сваи с обсадной трубой и келли-штангой

Обсадную трубу одновременно вращают и вдавливают в грунт. По мере погружения трубу наращивают следующими секциями. Грунт вынимают шнеком на телескопической штанге через каждые 1,5 – 2 м. После бурения и очистки внутренней полости обсадной трубы в скважину опускают каркас и заливают сваю бетоном. Глубина сваи может достигать – до 80 м.

Вибрационный способ

Вибрационная технология использует колебания обсадной трубы, чтобы снизить коэффициент трения. Вибропогружатель крепится к верхнему торцу трубы. На нижнем торце трубы крепится наконечник. После бурения он остаётся в скважине, а труба поднимается вверх. Глубина вибросвай – до 25 м.


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *