Расчет ленточного фундамента — нагрузка, расход бетона, расчет осадки
Самый сложный этап в строительстве бани – это, бесспорно, возведение нулевого уровня. С одной только сметы на его уходит более 20% — и не менее времени и сил. И, с одной стороны, легко, когда фундаментом занимаются нанятые строители, которых и наняли для всех этапов работ – с другой стороны, самые серьезные проблемы уже через год-другой начинаются у тех, кто им доверился. И самое безобидное из всех зол, когда рабочие вместо бетона заливают смесь неизвестного происхождения или «забывают» положить гидроизоляцию.
Вот почему знать, как правильно рассчитывать строительные материалы на ленточный фундамент и как его грамотно строить, будет полезно и тем, кто все делает своими руками, и тем, кто просто наблюдает за нанятой бригадой. Естественно, стопроцентно точного расчета сделать не сможет даже опытный архитектор или прораб – но достоверные примерные данные получить можно. Ведь самое главное – это правильный расчет ленточного фундамента в плане нагрузки на будущий фундамент, его кубатура, или объем, и геометрические размеры.
Итак, по стандарту во время строительства во внимание берутся две важных позиции – расчет деформации грунта и расчет по его несущей способности. А, в общем, все можно разделить на такие этапы:
Этап I. Определение типа грунта
Чтобы определить тип грунта на участке, сегодня существует более десятка верных способов – и дедовских, и с привлечением современной техники. Самый простой из них – сделать несколько глубоких ям по всему участку и рассмотреть так называемый срез почвы. Причем буквально в пару метрах земля уже может быть другой – это нормально. И вот по таким результатам нужно сложить для себя геологическую картину – от нее и будет зависеть и глубина закладывания фундамента, и его вид.
А любой сухой грунт, хоть он песчаный или глинистый, имеет стандартную несущую способность от 2кг/см2. Вот на эту цифру и нужно ориентироваться при расчете ленточного фундамента. Так нагрузка и от бревенчатой, и от кирпичной бани остается все-таки в пределах нормы – еще и с каким-то запасом.
Если же у вас получается, что вес бани будет явно превышать это значение, и вы сомневаетесь, выдержит ли фундамент нагрузку – просто увеличьте ширину его ленты, и все, ведь нужно будет учитывать еще и расчет осадки ленточного фундамента с годами. Только после этого еще раз пересчитайте нагрузку на грунт – вес фундамента в этом случае изменится, и общее значение будет уже другим.
К слову, тяжелыми называются те грунты, что тяжело копаются – и их называют «плотными», т.е. обладающими низкой пористостью и неэластичность. А вот те, что копаются легко – это среднеплотные грунты, которые еще могут зваться пористыми, пластичными и текучими.
Немаловажное значение имеет и глубина промерзания почвы. Дело в том, что та земля, что находится ниже этой точки, уже уплотнена, как говорится, «дальше некуда» — и в этом состоянии она находится сотни лет. А вот тот грунт, что выше этой точки, всегда насыщен влагой и при сезонном размораживании увеличивается в объеме – пучится. Причем не менее чем на 10% — для фундамента это довольно ощутимо, как, впрочем, и для стен бани. Вот откуда взялось понятие максимальной деформации строительного материала, и вот почему так важно вычислить характеристику почвы и ее возможное пучение к весне, и на основе чего делается расчет ленточного монолитного фундамента – точный и надежный.
Подробнее о том, как выбирать фундамент в зависимости от типа почвы, можно узнать тут: http://stroy-banya.com/fundament/fundament-na-razlichnyx-tipax-pochv.html
Этап II. Определение примерной массы постройки
И сюда обязательно нужно вписать массу мебели и всех других предметов, что будут находиться в бане, а также снег, который осядет на крыше и который весить может даже тонну.
Если вы хотите сделать мебель своими руками, советуем прочитать статью http://stroy-banya.com/otdelka_interier/mebel-dlya-bani-iz-dereva.html
Всего проверка выбранного типа фундамента будет проходить по трем параметрам:
- Несущая способность грунта – выше удельной нагрузки.
Что такое несущая способность грунтов? Это характеристика выбранного участка, которая показывает, какую именно нагрузку может выдержать единица площади грунта и какой должна быть общая площадь фундамента бани – чем хуже, как оказалось, грунт может выдерживать давление, тем больше должна быть площадь нулевого уровня. Как определить несущую способность грунта? Вот как: на способность грунтов «держать» фундамент оказывает влияние одновременно целый ряд факторов. Это и тип грунта основания, и его плотность, и сезонная влажность, и близость расположения подземных вод. Это – только пример расчета ленточного фундамента, ведь для каждого участка нужно учитывать свои природные и техногенные факторы.
- Деформация морозного пучения грунта значительно меньше предельно допустимой для данного фундамента и самой конструкции бани.
- Напряжения на фундамент, которые могут быть, не больше тех напряжений, при которых потеря упругости в арматуре фундамента может оказаться необратимой.
Так, самые хрупкие и склонные к трещинам – это кирпич и блоки без армирования. Для них показатель деформации не может превышать значения 0,0005. То есть при длине фундамента в 15 метров выгиб стены не может быть более 7,5 мм, в зависимости от чего и делается расчет арматуры для ленточного фундамента.
Этап III. Корректировка размеров фундамента
Итак, остается только расчет бетона на ленточный фундамент – его объем будет равен кубатуре самого фундамента. Как ее вычислить? Очень просто – ширину ленты умножить на высоту и на общую длину. Обычно ширина ленты не превышает 40 см, длина – это сумма дли всех стен бани, которые являются несущими, а высота – это значение надземной части плюс подземная.
Вот и все: подготовка к возведению нулевого уровня бани всегда, конечно, кропотливая и отнимает немало времени и сил, зато минимум три поколения будут париться в любимой парной со спокойной душой.
Правильно просчитанный и спроектированный фундамент
- Автор: Владимир
- Распечатать
Оцените статью:
(5 голосов, среднее: 3. 6 из 5)
Поделитесь с друзьями!
Расчет нагрузки на фундамент — Самая лучшая система расчета нагрузки
Содержание
- 1 Определение глубины заложения фундамента
- 2 Расчет нагрузки кровли
- 3 Расчет снеговой нагрузки
- 4 Расчет нагрузки перекрытий
- 5 Расчет нагрузки стен
- 6 Предварительный расчет нагрузки фундамента на грунт
- 7 Расчет общей нагрузки на 1 м2 грунта
Расчет нагрузки на фундамент необходим для правильного выбора его геометрических размеров и площади подошвы фундамента. В конечном итоге, от правильного расчета фундамента зависит прочность и долговечность всего здания. Расчет сводится к определению нагрузки на квадратный метр грунта и сравнению его с допустимыми значениями.
Для расчета необходимо знать:
- Регион, в котором строится здание;
- Тип почвы и глубину залегания грунтовых вод;
- Материал, из которого будут выполнены конструктивные элементы здания;
- Планировку здания, этажность, тип кровли.
Исходя из требуемых данных, расчет фундамента или его окончательная проверка производится после проектирования строения.
Попробуем рассчитать нагрузку на фундамент для одноэтажного дома, выполненного из полнотелого кирпича сплошной кладки, с толщиной стен 40 см. Габариты дома – 10х8 метров. Перекрытие подвального помещения – железобетонные плиты, перекрытие 1 этажа – деревянное по стальным балкам. Крыша двускатная, покрытая металлочерепицей, с уклоном 25 градусов. Регион – Подмосковье, тип грунта – влажные суглинки с коэффициентом пористости 0,5. Фундамент выполняется из мелкозернистого бетона, толщина стенки фундамента для расчета равна толщине стены.
Определение глубины заложения фундамента
Глубина заложения зависит от глубины промерзания и типа грунта. В таблице приведены справочные величины глубины промерзания грунта в различных регионах.
Таблица 1 – Справочные данные о глубине промерзания грунта
Справочная таблица для определения глубины заложения фундамента по регионам
Глубина заложения фундамента в общем случае должна быть больше глубины промерзания, но есть исключения, обусловленные типом грунта, они указаны в таблице 2.
Таблица 2 – Зависимость глубины заложения фундамента от типа грунта
Зависимость глубины заложения фундамента от типа грунта
Глубина заложения фундамента необходима для последующего расчета нагрузки на почву и определения его размеров.
Определяем глубину промерзания грунта по таблице 1. Для Москвы она составляет 140 см. По таблице 2 находим тип почвы – суглинки. Глубина заложения должна быть не менее расчетной глубины промерзания. Исходя из этого глубина заложения фундамента для дома выбирается 1,4 метра.
Расчет нагрузки кровли
Нагрузка кровли распределяется между теми сторонами фундамента, на которые через стены опирается стропильная система. Для обычной двускатной крыши это обычно две противоположные стороны фундамента, для четырехскатной – все четыре стороны. Распределенная нагрузка кровли определяется по площади проекции крыши, отнесенной к площади нагруженных сторон фундамента, и умноженной на удельный вес материала.
Таблица 3 – Удельный вес разных видов кровли
Справочная таблица – Удельный вес разных видов кровли
- Определяем площадь проекции кровли. Габариты дома – 10х8 метров, площадь проекции двускатной крыши равна площади дома: 10·8=80 м2.
- Длина фундамента равна сумме двух длинных его сторон, так как двускатная крыша опирается на две длинные противоположные стороны. Поэтому длину нагруженного фундамента определяем как 10·2=20 м.
- Площадь нагруженного кровлей фундамента толщиной 0,4 м: 20·0,4=8 м2.
- Тип покрытия – металлочерепица, угол уклона – 25 градусов, значит расчетная нагрузка по таблице 3 равна 30 кг/м2.
- Нагрузка кровли на фундамент равна 80/8·30 = 300 кг/м2.
Расчет снеговой нагрузки
Снеговая нагрузка передается на фундамент через кровлю и стены, поэтому нагружены оказываются те же стороны фундамента, что и при расчете крыши. Вычисляется площадь снежного покрова, равная площади крыши. Полученное значение делят на площадь нагруженных сторон фундамента и умножают на удельную снеговую нагрузку, определенную по карте.
Таблица – расчет снеговой нагрузки на фундамент
- Длина ската для крыши с уклоном в 25 градусов равна (8/2)/cos25° = 4,4 м.
- Площадь крыши равна длине конька умноженной на длину ската (4,4·10)·2=88 м2.
- Снеговая нагрузка для Подмосковья по карте равна 126 кг/м2. Умножаем ее на площадь крыши и делим на площадь нагруженной части фундамента 88·126/8=1386 кг/м2.
Расчет нагрузки перекрытий
Перекрытия, как и крыша, опираются обычно на две противоположные стороны фундамента, поэтому расчет ведется с учетом площади этих сторон. Площадь перекрытий равна площади здания. Для расчета нагрузки перекрытий нужно учитывать количество этажей и перекрытие подвала, то есть пол первого этажа.
Площадь каждого перекрытия умножают на удельный вес материала из таблицы 4 и делят на площадь нагруженной части фундамента.
Таблица 4 – Удельный вес перекрытий
Таблица расчет веса перекрытий и их нагрузка на фундамент
- Площадь перекрытий равна площади дома – 80 м2. В доме два перекрытия: одно из железобетона и одно – деревянное по стальным балкам.
- Умножаем площадь железобетонного перекрытия на удельный вес из таблицы 4: 80·500=40000 кг.
- Умножаем площадь деревянного перекрытия на удельный вес из таблицы 4: 80·200=16000 кг.
- Суммируем их и находим нагрузку на 1 м2 нагружаемой части фундамента: (40000+16000)/8=7000 кг/м2.
Расчет нагрузки стен
Нагрузка стен определяется как объем стен, умноженный на удельный вес из таблицы 5, полученный результат делят на длину всех сторон фундамента, умноженную на его толщину.
Таблица 5 – Удельный вес материалов стен
Таблица – Удельный вес стен
- Площадь стен равна высоте здания, умноженной на периметр дома: 3·(10·2+8·2)=108 м2.
- Объем стен – это площадь, умноженная на толщину, он равен 108·0,4=43,2 м3.
- Находим вес стен, умножив объем на удельный вес материала из таблицы 5: 43,2·1800=77760 кг.
- Площадь всех сторон фундамента равна периметру, умноженному на толщину: (10·2+8·2)·0,4=14,4 м2.
- Удельная нагрузка стен на фундамент равна 77760/14,4=5400 кг.
Предварительный расчет нагрузки фундамента на грунт
Нагрузку фундамента на грунт расчитывают как произведение объема фундамента на удельную плотность материала, из которого он выполнен, разделенное на 1 м2 площади его основания. Объем можно найти как произведение глубины заложения на толщину фундамента. Толщину фундамента принимают при предварительном расчете равной толщине стен.
Таблица 6 – Удельная плотность материалов фундамента
Таблица – удельная плотность материало для грунта
- Площадь фундамента – 14,4 м2, глубина заложения – 1,4 м. Объем фундамента равен 14,4·1,4=20,2 м3.
- Масса фундамента из мелкозернистого бетона равна: 20,2·1800=36360 кг.
- Нагрузка на грунт: 36360/14,4=2525 кг/м2.
Расчет общей нагрузки на 1 м
2 грунта
Результаты предыдущих расчетов суммируются, при этом вычисляется максимальная нагрузка на фундамент, которая будет больше для тех его сторон, на которые опирается крыша.
Условное расчетное сопротивление грунта R0 определяют по таблицам СНиП 2.02.01—83 «Основания зданий и сооружений».
- Суммируем вес крыши, снеговую нагрузку, вес перекрытий и стен, а также фундамента на грунт: 300+1386+7000+5400+2525=16 611 кг/м2=17 т/м2.
- Определяем условное расчетное сопротивление грунта по таблицам СНиП 2.02.01—83. Для влажных суглинков с коэффициентом пористости 0,5 R0 составляет 2,5 кг/см2, или 25 т/м2.
Из расчета видно, что нагрузка на грунт находится в пределах допустимой.
фондов
фондов
Фундаменты
Типы фундамента
- мелкозаглубленные фундаменты
- Глубокие фундаменты
Неглубокие фундаменты (иногда называемые «распорными фундаментами») включают подушки («изолированные фундаменты»), ленточные фундаменты и плоты.
Глубокие фундаменты включают сваи, свайные стены, диафрагменные стены и кессоны.
Типы фундаментов
Неглубокие фундаменты
- Фундаментные подушки
- ленточные фундаменты
- Сплошные фундаменты
Фундаменты неглубокого заложения — фундаменты, заложенные близко к готовой поверхности земли; обычно там, где глубина фундамента (D f ) меньше ширины основания и менее 3 м. Это не строгие правила, а просто рекомендации: в основном, если поверхностная нагрузка или другие условия поверхности будут влиять на несущую способность фундамента, он является «неглубоким». Неглубокие фундаменты (иногда называемые «распорными фундаментами») включают подушки («изолированные фундаменты»), ленточные фундаменты и плоты.
Фундаменты мелководья используются, когда поверхностные грунты достаточно прочны и жестки, чтобы выдерживать возложенные нагрузки; как правило, они не подходят для слабых или сильно сжимаемых грунтов, таких как плохо уплотненная насыпь, торф, современные озерные и аллювиальные отложения и т. д.
Неглубокие фундаменты
Фундаментные подушки
Фундаменты
используются для поддержки отдельных точечных нагрузок, например, из-за несущей колонны. Они могут быть круглыми, квадратными или прямоугольными. Обычно они состоят из блока или плиты одинаковой толщины, но могут быть ступенчатыми или изогнутыми, если требуется распределить нагрузку от тяжелой колонны. Насыпные фундаменты обычно неглубокие, но можно использовать и глубокие насыпные фундаменты.
Неглубокие фундаменты
Ленточные фундаменты
Ленточные фундаменты используются для поддержки линии нагрузок либо из-за несущей стены, либо если линия колонн нуждается в поддержке, когда позиции колонн настолько близки, что отдельные фундаментные плиты были бы неуместны.
Неглубокие фундаменты
Сплошные фундаменты
Сплошные фундаменты используются для распределения нагрузки от конструкции на большую площадь, обычно на всю площадь конструкции. Они используются, когда нагрузки на колонны или другие структурные нагрузки близки друг к другу и отдельные подушки фундамента будут взаимодействовать.
Сплошной фундамент обычно состоит из бетонной плиты, занимающей всю нагруженную площадь. Он может быть усилен ребрами жесткости или балками, встроенными в фундамент.
Сплошные фундаменты имеют то преимущество, что уменьшают неравномерные осадки, поскольку бетонная плита сопротивляется дифференциальным перемещениям между положениями нагрузки. Они часто необходимы на мягких или рыхлых грунтах с низкой несущей способностью, поскольку они могут распределять нагрузки на большую площадь.
Типы фундаментов
Глубокие фундаменты
- Сваи
Глубокие фундаменты закладываются слишком глубоко под чистую поверхность земли, чтобы на их несущую способность могли повлиять поверхностные условия, обычно это происходит на глубине более 3 м ниже готового уровня земли. Они включают в себя сваи, опоры и кессоны или компенсированные фундаменты с использованием глубоких подвалов, а также фундаменты из глубоких подушек или лент. Глубокие фундаменты можно использовать для передачи нагрузки на более глубокие, более прочные слои на глубине, если вблизи поверхности присутствуют непригодные грунты.
Сваи представляют собой относительно длинные тонкие элементы, которые передают нагрузки фундамента через слои грунта с низкой несущей способностью на более глубокие слои грунта или породы с высокой несущей способностью. Они используются, когда по экономическим, строительным или почвенным соображениям желательно передавать нагрузки на пласты за пределами практической досягаемости мелкозаглубленных фундаментов. В дополнение к опорным конструкциям сваи также используются для закрепления конструкций против подъемных сил и для оказания помощи конструкциям в сопротивлении боковым силам и силам опрокидывания.
Опоры представляют собой фундаменты для несущих тяжелых структурных нагрузок, которые сооружаются на месте в глубоких котлованах.
Кессон представляет собой форму глубокого фундамента, который сооружается над уровнем земли, а затем заглубляется до необходимого уровня путем выемки грунта или дноуглубления внутри кессона.
Фундаменты с компенсацией представляют собой фундаменты глубокого заложения, в которых снятие напряжения, вызванного земляными работами, приблизительно уравновешивается приложенным напряжением, вызванным фундаментом. Таким образом, приложенное чистое напряжение очень мало. Компенсированный фундамент обычно представляет собой глубокий подвал.
Глубокие фундаменты
Сваи
- Типы свай
- Типы конструкции
- Факторы, влияющие на выбор
- Группы свай
Свайные фундаменты можно классифицировать по
тип сваи
(разные конструкции, которые должны поддерживаться, и разные грунтовые условия требуют разных типов сопротивления) и
тип конструкции
(можно использовать различные материалы, конструкции и процессы).
Сваи
Типы свай
- Концевые опорные сваи
- Висячие сваи
- Сваи уменьшающие осадку
- Натяжные сваи
- Сваи с боковой нагрузкой
- Сваи засыпные
Часто используются сваи, потому что на достаточно малой глубине невозможно найти достаточную несущую способность, чтобы выдерживать структурные нагрузки. Важно понимать, что сваи опираются как на концевой подшипник и обшивка трения . Доля несущей способности, создаваемой торцевым подшипником или поверхностным трением, зависит от состояния почвы. Сваи могут использоваться для поддержки различных типов структурных нагрузок.
Типы свай
Концевые опорные сваи
Опорные сваи — это сваи, которые заканчиваются твердым, относительно непроницаемым материалом, таким как камень или очень плотный песок и гравий. Они получают большую часть своей несущей способности за счет сопротивления слоя у основания сваи.
Типы свай
Висячие сваи
Висячие сваи получают большую часть своей несущей способности за счет поверхностного трения или сцепления. Обычно это происходит, когда сваи не достигают непроницаемого слоя, а забиваются на некоторое расстояние в проницаемый грунт. Их грузоподъемность частично определяется торцевой опорой и частично поверхностным трением между заглубленной поверхностью грунта и окружающим грунтом.
Типы свай
Сваи уменьшающие осадку
Сваи, уменьшающие осадку, обычно встраиваются под центральную часть фундамента, чтобы уменьшить дифференциальную осадку до приемлемого уровня. Такие сваи служат для укрепления почвы под плотом и помогают предотвратить выпуклость плота в центре.
Типы свай
Натяжные сваи
Такие конструкции, как высокие дымоходы, опоры линий электропередач и причалы, могут подвергаться большим опрокидывающим моментам, поэтому сваи часто используются для сопротивления возникающим в результате подъемным силам фундамента. В таких случаях результирующие усилия передаются на грунт по всей длине заглубленной сваи. Силу сопротивления буронабивных свай можно увеличить за счет дополнительного расширения. При проектировании натянутых свай необходимо учитывать эффект радиального сжатия сваи, так как это может привести к снижению сопротивления ствола примерно на 10–20 %.
Типы свай
Сваи с боковой нагрузкой
Почти все свайные фундаменты в той или иной степени подвергаются горизонтальной нагрузке. Величина нагрузок по отношению к приложенной вертикальной осевой нагрузке, как правило, невелика, и, как правило, не требуется никаких дополнительных проектных расчетов. Однако в случае причалов и пристаней, воспринимающих ударные нагрузки пришвартованных судов, свайных фундаментов мостовых опор, эстакад мостовых кранов, высоких дымовых труб и подпорных стен, горизонтальная составляющая относительно велика и может оказаться критической при проектировании. Традиционно в таких случаях сваи устанавливали под углом к вертикали, обеспечивая достаточное горизонтальное сопротивление за счет составляющей осевой несущей способности сваи, действующей горизонтально. Однако способность вертикальной сваи выдерживать нагрузки, приложенные нормально к оси, хотя и значительно меньшая, чем осевая нагрузка этой сваи, может быть достаточной, чтобы избежать необходимости в таких «гребенчатых» или «вбитых» сваях, которые более дороги в установке. . Поэтому при проектировании свай с учетом боковых сил важно это учитывать.
Типы свай
Сваи засыпные
Сваи, проходящие через слои заполнителя с умеренной или слабой плотностью, будут подвергаться отрицательному поверхностному трению , которое создает нисходящее сопротивление вдоль ствола сваи и, следовательно, дополнительную нагрузку на сваю. Это происходит по мере уплотнения наполнителя под собственным весом.
Сваи
Типы свайных конструкций
- Сваи смещения
- Несмещаемые сваи
Смещаемые сваи вызывают смещение грунта как в радиальном, так и в вертикальном направлении, когда ствол сваи забивается или забивается домкратом в землю. При использовании несмещаемых свай (или сменных свай) грунт удаляется, а полученное отверстие заполняется бетоном или сборная железобетонная свая вбрасывается в отверстие и заливается цементным раствором.
Типы свайных конструкций
Сваи смещения
- Полностью предварительно сформированные сваи смещения
- Сваи забивные и набивные смещения
- Винтовые (винтовые) набивные сваи смещения
- Способы установки
Пески и зернистые грунты имеют тенденцию к уплотнению в процессе смещения, тогда как глины имеют тенденцию к пучиниванию. Сами сваи смещения можно разделить на разные типы в зависимости от того, как они устроены и как они вставляются.
Сваи смещения
Полностью предварительно сформированные сваи
Они могут быть из сборного железобетона;
армированный по всей длине (предварительно напряженный)
шарнирный (усиленный)
полый (трубчатый) профиль
или из стали различного сечения.
Сваи смещения
Сваи забивные и набивные
Этот тип ворса может быть двух форм. Первый включает в себя вбивание в землю временной стальной трубы с закрытым концом для образования пустоты в грунте, которая затем заполняется бетоном по мере извлечения трубы. Второй тип такой же, за исключением того, что стальная труба остается на месте, образуя постоянный корпус.
Сваи смещения
Сваи винтовые (винтовые) набивные вытесняющие
Этот тип конструкции выполняется с использованием шнека специального типа. Однако почва уплотняется, а не удаляется, поскольку шнек ввинчивается в землю. Шнек установлен на полом стержне, который может быть заполнен бетоном, поэтому, когда необходимая глубина будет достигнута, бетон можно закачать вниз по стержню, а шнек медленно отвинтить, оставив залитую сваю на месте.
Сваи смещения
Способы установки
- Сбрасываемый груз
- Дизель-молот
- Вибрационные методы забивки свай
- Способы установки домкратом
Сваи смещения забиваются в землю или забиваются домкратом. Можно использовать ряд различных методов.
Способы установки
Сбрасываемый груз
Падающий груз или падающий молот являются наиболее часто используемым методом забивки свай. Вес примерно половины веса сваи поднимается на подходящее расстояние в направляющей и отпускается, чтобы ударить по оголовку сваи. При забивке полой трубы сваи вес обычно воздействует на заглушку в нижней части сваи, что снижает любые избыточные напряжения по длине трубы во время забивки.
Варианты простого отбойного молотка молотки одностороннего и двустороннего действия . Они приводятся в действие механическим паром, сжатым воздухом или гидравлически. В молоте одностороннего действия груз поднимается сжатым воздухом (или другим способом), который затем высвобождается, и груз падает. Это может происходить до 60 раз в минуту. Молот двойного действия такой же, за исключением того, что сжатый воздух также используется при движении молота вниз. Однако этот тип молота не всегда подходит для забивания бетонных свай. Хотя бетон может выдерживать сжимающие напряжения, создаваемые молотком, ударная волна, создаваемая каждым ударом молотка, может создавать высокие растягивающие напряжения в бетоне при возврате. Это может привести к разрушению бетона. Вот почему бетонные сваи часто предварительно напрягают.
Способы установки
Дизель-молот
Дизельный молот может производить быстрые управляемые взрывы. Взрывы поднимают таран, который используется для забивания сваи в землю. Хотя вес поршня меньше веса отбойного молота, повышенная частота ударов может компенсировать эту неэффективность. Этот тип молота лучше всего подходит для забивания свай в несвязный сыпучий грунт, где основное сопротивление приходится на торцевой подшипник.
Способы установки
Вибрационные методы забивки свай
Вибрационные методы могут оказаться очень эффективными при забивке свай через несвязные гранулированные грунты. Вибрация сваи возбуждает зерна грунта, прилегающие к свае, что делает грунт почти свободным, что значительно уменьшает трение вдоль ствола сваи. Вибрация может быть вызвана вращающимися в противоположных направлениях эксцентриковыми массами с электрическим (или гидравлическим) приводом, прикрепленными к оголовку сваи, обычно действующими с частотой около 20-40 Гц. Если увеличить эту частоту примерно до 100 Гц, это может вызвать продольный резонанс в свае, а скорость проникновения может приблизиться к 20 м/мин в умеренно плотных зернистых грунтах. Однако большая энергия, возникающая в результате вибрации, может повредить оборудование, шум и распространение вибрации также могут привести к оседанию близлежащих зданий.
Способы установки
Методы установки домкратом
Забивные сваи чаще всего используются для подпирания существующих конструкций. Выкапывая землю под конструкцией, можно вставить короткие сваи и вбить их в землю, используя нижнюю часть существующей конструкции в качестве реакции.
Типы свайных конструкций
Несмещаемые сваи
- Буронабивные сваи малого диаметра
- Буронабивные сваи большого диаметра
- сваи частично формованные
- Забивные или бетонные сваи
В случае несмещаемых свай грунт удаляется, а полученное отверстие заполняется бетоном, или иногда в отверстие вбрасывается сборная железобетонная свая и заливается цементным раствором. требуется опора только близко к поверхности земли. При бурении в более нестабильном грунте, таком как гравий, может потребоваться какая-либо форма обсадной трубы или поддержки, например, бентонитовый раствор. В качестве альтернативы раствор или бетон можно ввести из шнека, вращаемого в гранулированный грунт. Таким образом, существует четыре основных типа несмещаемых свай.
Этот метод строительства создает неровную поверхность контакта между стволом сваи и окружающим грунтом, что обеспечивает хорошее сопротивление поверхностному трению при последующей нагрузке.
Неподвижные сваи
Буронабивные сваи малого диаметра
Обычно они имеют диаметр 600 мм или меньше и обычно изготавливаются с использованием штатива. Оборудование состоит из штатива, лебедки и троса, управляющего различными инструментами. Основные инструменты показаны на этой схеме.
В сыпучих грунтах основной инструмент состоит из тяжелой цилиндрической оболочки с режущей кромкой и откидным клапаном на дне. Вода необходима, чтобы помочь в этом типе раскопок. При движении снаряда вверх и вниз на дне скважины происходит разжижение грунта (поскольку под снарядом создается низкое давление, так как разжиженный грунт быстро перемещается вверх), и он стекает в корпус и может быть переброшен на лебедку. поверхность и опрокидывается. При бурении зернистого грунта существует опасность чрезмерного разрыхления материала по бокам скважины. Для предотвращения этого временную обсадную трубу следует продвигать, вбивая ее в землю.
В связных грунтах бурение скважины продвигают путем многократного опускания инструмента крестообразного сечения с цилиндрической режущей кромкой в грунт, а затем подъема его лебедкой на поверхность с грузом грунта. Оказавшись на поверхности, глина, прилипшая к крестообразным лезвиям, отделяется.
Неподвижные сваи
Буронабивные сваи большого диаметра
Бурение больших скважин диаметром от 750 мм до 3 м (с 7-метровыми расширителями) возможно с помощью роторного бурового оборудования. Шнековая установка обычно монтируется на кране или грузовике.
Спиральный или ковшовый шнек, как показано на этой схеме, прикреплен к валу, известному как штанга Келли (телескопический элемент квадратного сечения, приводимый в движение горизонтальным вращателем). С помощью этой техники возможна глубина до 70 м. Использование бентонитового раствора в сочетании с ковшовым шнеком может устранить некоторые трудности, связанные с бурением в мягких илистых и глинистых и рыхлых зернистых грунтах без постоянной поддержки обсадными трубами. Одним из преимуществ этой техники является возможность недостаточного развертывания. Используя расширительный буровой инструмент, можно увеличить диаметр основания сваи, что значительно повысит несущую способность сваи. Тем не менее, недостаточное расширение является медленным процессом, требующим остановки шнека для смены инструмента, и медленным процессом в фактической операции дополнительного расширения. В глине часто предпочтительнее использовать более глубокое древко с прямыми сторонами.
Неподвижные сваи
Частично формованные сваи
Этот тип сваи особенно подходит для условий, когда грунт заболоченный, или когда есть движение воды в верхнем слое почвы, что может привести к выщелачиванию цемента из монолитной бетонной сваи. Отверстие бурят обычным способом, а затем в него опускают кольцевые секции, чтобы получить полую колонну. Затем можно разместить арматуру, а раствор нагнетать к основанию сваи, вытесняя воду и заполняя как зазор снаружи, так и сердцевину внутри колонны.
Неподвижные сваи
Сваи, залитые раствором или бетоном
Использование шнековых шнеков становится все более популярным методом строительства свай. Эти сваи предлагают значительные экологические преимущества во время строительства. Их уровни шума и вибрации низки, и нет необходимости во временной обсадной трубе или бентонитовом растворе, что делает их подходящими как для глинистых, так и для зернистых грунтов. Проблема только в том, что они ограничены по глубине максимальной длиной шнека (около 25м). Сваи сооружаются путем ввинчивания шнека непрерывного действия в землю на необходимую глубину, оставляя почву в шнеке. Затем цементный раствор (или бетон) можно протолкнуть вниз по полому валу шнека, а затем продолжить наращивание снизу по мере того, как шнек с грузом грунта вынимается. Затем можно опустить арматуру до того, как раствор схватится.
Альтернативная система, используемая в сыпучих грунтах, состоит в том, чтобы оставить грунт на месте и смешать его с нагнетаемым раствором при извлечении шнека, оставляя столб земли, армированной раствором.
Сваи
Факторы, влияющие на выбор сваи
- Местоположение и тип строения
- Грунтовые условия
- Долговечность
- Стоимость
Существует множество факторов, которые могут повлиять на выбор свайного фундамента. Прежде чем принять окончательное решение, необходимо рассмотреть все факторы и принять во внимание их относительную важность.
Факторы, влияющие на выбор сваи
Расположение и тип строения
Для конструкций над водой, таких как причалы и причалы, наиболее подходящими являются забивные сваи или забивные монолитные сваи (в которых оболочка остается на месте). На суше выбор не так прост. Приводные монолитные типы обычно самые дешевые для умеренных нагрузок. Однако часто необходимо, чтобы сваи устанавливались без значительного вздутия или вибрации грунта из-за их близости к существующим конструкциям. В таких случаях лучше всего подходит буронабивная свая. Для тяжелых конструкций, испытывающих большие нагрузки на фундамент, буронабивные сваи большого диаметра обычно являются наиболее экономичными. Забивные сваи подходят для подпирания существующих конструкций.
Факторы, влияющие на выбор сваи
Грунтовые условия
Забивные сваи нецелесообразно использовать в грунтах, содержащих валуны, или в глинах, когда пучение грунта может быть вредным. Точно так же буронабивные сваи не подходят для рыхлого водоносного песка, а фундаменты с просверленными отверстиями нельзя использовать в несвязных грунтах, поскольку они могут разрушиться до того, как будет уложен бетон.
Факторы, влияющие на выбор сваи
Долговечность
Это влияет на выбор материала. Например, бетонные сваи обычно используются в морских условиях, так как стальные сваи в таких условиях подвержены коррозии, а деревянные сваи могут быть атакованы моллюсками-сверлителями. Однако на суше бетонные сваи не всегда лучший выбор, особенно там, где почва содержит сульфаты или другие вредные вещества.
Факторы, влияющие на выбор сваи
Стоимость
При принятии окончательного решения о выборе сваи большое значение имеет стоимость. Общая стоимость установки свай включает в себя фактическую стоимость материала, время, необходимое для забивки свай в плане строительства, пробную нагрузку, расходы на инженера по надзору за установкой и погрузкой, а также расходы на организацию и накладные расходы, понесенные между моментом первоначального расчистку площадки и время, когда можно приступить к строительству надстройки.
Сваи
Группы свай
Сваи чаще устанавливаются группами, а не отдельными сваями. Свайную группу следует рассматривать как составной блок свай и грунта, а не составной набор одиночных свай. На мощность каждой сваи может повлиять забивка соседних свай в непосредственной близости. Уплотнение грунта между соседними сваями, вероятно, приведет к более высоким контактным напряжениям и, следовательно, к более высокой несущей способности ствола этих свай. Предельная мощность группы свай не всегда зависит от индивидуальной мощности каждой сваи. При анализе несущей способности группы свай необходимо учитывать 3 режима разрушения.
Разрушение одиночной сваи
Разрушение рядов свай
Сбой блока
Методы установки, состояние грунта, геометрия группы свай и то, как группа забивается, — все это влияет на то, как будет вести себя любая группа свай. Если группа разрушится как блок, полное трение вала будет мобилизовано только по периметру блока, и поэтому любое увеличение мощности вала отдельных свай не имеет значения. При расчете торцевой несущей способности следует использовать площадь всего основания блока, а не только площадь основания отдельных свай в группе. Такое разрушение блока может произойти, если сваи расположены близко друг к другу или если используется контактирующий с землей наголовник сваи. Разрушение рядов свай может произойти, если расстояние между сваями в одном направлении намного больше, чем в перпендикулярном.
Факультет окружающей среды и технологий Университета Западной Англии
Ленточный фундамент | vin civilworld
Типы фундаментов. В этой статье рассматриваются различные типы фундаментов, используемых в гражданском строительстве. Фундамент является наиболее важным компонентом любой конструкции/здания, поскольку он передает общую нагрузку конструкции и ее компонентов на соответствующую поверхность грунта. Существует два типа фундаментов. т. е. неглубокие фундаменты и глубокие фундаменты
Типы фундаментов – Похожие сообщения
- Типы фундаментов – Как решить?
- Определение размеров и типов фундаментов
- Безопасная несущая способность
- Типы фундаментов
- Неглубокие фундаменты
- Типы фундаментов – мелкозаглубленные фундаменты
- Распространенный или изолированный фундамент
- Фундамент простой
- Наклонный фундамент
- Ступенчатый фундамент
- Ленточный фундамент
- Комбинированный фундамент
- Ленточное основание
- Типы фундаментов – Сплошной фундамент / Матовый фундамент
- Типы фундаментов – Глубокие фундаменты
- Свайные фундаменты
- Подвальные фундаменты
- Фундамент кессонов
- Полые коробчатые фундаменты или плавучие фундаменты
- Фундамент буровой шахты
- Заключение
Типы фундаментов – Как принять решение?
Фундамент – самый важный элемент конструкции. Хорошо спроектированный фундамент имеет решающее значение для защиты конструкции от постоянных нагрузок, временных нагрузок и внешних сил, действующих на конструкцию. Фундамент – это последняя часть конструкции, контактирующая с землей. Фундаментное ложе – это место, где фундамент соприкасается с землей. Прежде чем мы перейдем к различным типам фундаментов, давайте поговорим о подконструкции и надстройке. Каждая конструкция подразделяется на надстройку и подконструкцию 9.0542 Основание относится к компонентам конструкции, которые находятся ниже уровня земли, а надстройка относится к компонентам, которые находятся выше уровня земли. Фундамент относится к категории подземных сооружений и отвечает за передачу нагрузок от элементов надстройки на грунт.
Определение размеров и типов фундаментов
Тип фундамента определяется несущей способностью грунта и назначением сооружения. Геотехника — это отрасль гражданского строительства, которая анализирует физические и химические свойства почвы, чтобы предоставить проектировщикам информацию о свойствах почвы и предлагаемых типах и размерах фундамента.
Безопасная несущая способность
Несущая способность грунта — это его способность поддерживать конструкцию без осадки или разрушения. Несущая способность грунта должна быть рассчитана в различных местах, чтобы обеспечить безопасность конструкции. Для определения безопасной несущей способности грунта предельную несущую способность следует разделить на коэффициент. Максимальная нагрузка на единицу площади, которую грунт может выдержать без осадки и разрушения, определяется как безопасная несущая способность. Полевые испытания или исследования почвы часто используются для определения безопасной несущей способности почвы.
Типы фундаментов
Фундаменты широко классифицируются на
- Неглубокие фундаменты
- Глубокие фундаменты
Для получения более подробной информации о мелкозаглубленных и глубоких фундаментах см. эту статью
Типы фундаментов — мелкозаглубленные фундаменты
Неглубокие фундаменты передают нагрузку на грунт в боковом направлении. Он также известен как ленточный фундамент. Мелкозаглубленный фундамент имеет глубину, которая меньше его ширины. Фундаменты мелкого заложения используются, когда нагрузка, действующая на конструкцию, является разумной, и имеется достаточный слой грунта, способный выдерживать нагрузки, действующие на малой или меньшей глубине. На поверхность земли укладывается мелкозаглубленный фундамент. Глубина мелкозаглубленного фундамента может составлять от 1 метра до 3,5 метров, а иногда и больше.
Фундаменты мелкого заложения могут быть разных типов, в зависимости от условий площадки и проектных требований.
Настил или изолированный фундамент
Настил — один из наиболее распространенных типов мелкозаглубленных фундаментов. Они также известны как изолированные фундаменты или отдельные фундаменты. В зависимости от формы настилы делятся на простые, наклонные и ступенчатые.
- Фундамент простой
- Наклонный фундамент
- Ступенчатый фундамент
Простой настил
Простой настил состоит из фундамента и одной колонны поверх него. Этот фундамент используется для конструкций с разумными/умеренными нагрузками и несущей способностью.
Простой настил
Наклонный настил
Фундаменты в этом типе фундамента наклонные, как показано на рисунке. Фундамент поддерживается одной колонной и имеет трапециевидное поперечное сечение.
Наклонный фундамент
Ступенчатый фундамент
При больших нагрузках в фундаменте предусмотрены ступени, как показано на рисунке.
Ступенчатый фундамент
Ленточный фундамент
Ленточный фундамент также известен как настенный фундамент. Они используются для возведения несущих кирпичных/каменных/железобетонных стен над фундаментами. Ленточные фундаменты проходят непрерывно вдоль стены здания. Эти фундаменты также используются, когда расстояние между колоннами очень близко, а фундаменты перекрывают друг друга.
Типы фундаментов – Ленточный фундамент
Комбинированный фундамент
Комбинированный фундамент состоит из двух или более колонн, уложенных на один фундамент. Эти фундаменты используются, когда расстояние между двумя отдельными фундаментами очень мало и они перекрывают друг друга. Комбинированное основание также предусмотрено на участках, где дальнейшие земляные работы невозможны из-за промывки границ. Прямоугольные комбинированные фундаменты и трапециевидные комбинированные фундаменты — это два типа комбинированных фундаментов.
- Фундаменты комбинированные прямоугольные
Тип фундамента-Прямоугольный Комбинированный Фундамент
- Фундамент трапециевидный комбинированный
Трапециевидный комбинированный фундамент
Ленточный фундамент
Ленточный фундамент, также известный как консольный фундамент, состоит из двух отдельных фундаментов, соединенных балочной лентой. Ремешок балки выполнен в виде жесткой конструкции. Эти типы фундаментов дешевле, чем комбинированные фундаменты.
Ленточный фундамент
Типы фундаментов — Сплошной фундамент / Матовый фундамент
Сплошной фундамент — наиболее распространенный тип фундамента, используемый в строительстве. Он представляет собой сплошную плиту, которая опирается на грунт и покрывает всю площадь предполагаемой конструкции. Фундаменты классифицируют по назначению. Многочисленные факторы, такие как несущая способность, нагрузки, условия площадки и т. д., влияют на тип фундамента. Сплошной фундамент / матовый фундамент представляет собой сплошную плиту, которая охватывает всю площадь конструкции и размещается на заданной глубине. Сплошные фундаменты полностью состоят из колонн и несущих стен, которые передают нагрузку конструкции на землю. Эти фундаменты обычно используются, когда несущая способность грунта низкая, а отдельные фундаменты с трудом справляются с нагрузками. Сплошной фундамент способствует переносу всей нагрузки конструкции на большую площадь.
Плотный фундамент
Дополнительную информацию о плотном фундаменте можно найти в нашем блоге
Плотный фундамент – типы и преимущества.
Типы фундаментов – фундаменты глубокого заложения
Фундаменты, глубина которых превышает ширину, называются фундаментами глубокого заложения. Когда подпочвенные слои не обладают безопасной несущей способностью, чтобы выдерживать нагрузки, создаваемые конструкцией, предлагаются глубокие фундаменты. В этом случае уровень заложения фундаментов переносится на более глубокую территорию с необходимой несущей способностью. Нагрузки конструкции передаются вертикально в землю.
Многие приложения используют глубокие основы. Они считаются наиболее безопасным вариантом для передачи больших нагрузок на слои грунта с низкой несущей способностью. Ниже приведены примеры использования распространенных фундаментов Deep.
- Подвальные фундаменты
- Фонд кессонов
- Фундамент с полой коробкой или фундамент плавучести
- Фундаменты буровых шахт
- Свайные фундаменты
Свайные фундаменты
Свайные фундаменты представляют собой длинные тонкие элементы, изготовленные из бетона, стали или любого другого материала, которые используются для передачи нагрузок от конструкции, когда грунт не имеет несущей способности. Свайные фундаменты передают нагрузку вертикально через менее плотный верхний слой на более плотный слой грунта/скальной породы, который может выдерживать нагрузки без разрушения.
Подробнее читайте в нашей статье: Свайные фундаменты. Типы и преимущества
Фундаменты подвала
Фундаменты подвала представляют собой фундаменты подконструкций, предназначенные для парковок, подземных резервуаров, электрических систем и складских помещений под зданием ниже уровня земли. . Они широко используются в высотных жилых и коммерческих структурах. Подвальные фундаменты предназначены для удовлетворения функциональных потребностей парковки и хранения.
Фундамент кессонов
Фундамент кессонов представляет собой водоподпорное сооружение, служащее рабочим пространством для работ по устройству свай. Это коробчатые конструкции из дерева, стали, бетона и других материалов. Фундамент кессона заглубляется путем выкапывания земли внутри фундамента. Кессоны предварительно изготавливаются над уровнем земли или воды и заглубляются до уровня фундамента как единое целое. Они построены для облегчения земляных работ и связанных с ними операций для фундаментов доков, мостов, причалов, пирсов, береговой защиты и т. Д. Эти структуры в конечном итоге включаются в основные структурные компоненты.
Полый коробчатый фундамент или плавучий фундамент
Концепция пустотного коробчатого фундамента заключается в создании конструкции, которая практически не влияет на исходное напряжение грунта до начала земляных работ. Вскрышные породы удаляются в соответствии с требованиями проекта, а нагрузки надстройки передаются на грунт. Эти фундаменты называются фундаментами плавучести, потому что они следуют принципу корабля, плавающего в воде, где вытесненная вода уравновешивает вес корабля.
Фундамент с буровой шахтой
Буровая шахта представляет собой универсальную систему фундамента, которая широко используется в настоящее время. Эти фундаменты также называют буронабивными сваями, буронабивными кессонами, буронабивными сваями и так далее. Основная идея состоит в том, чтобы выкопать цилиндрический вал, а затем отлить его после добавления необходимого армирования. Буровые скважины должны быть диаметром от 1 до 3 метров и глубиной до 100 метров. Стволы можно бурить на глубину до 100 метров и диаметром от 1 до 3 метров. Однако теперь возможны большая глубина и диаметр. Эти фундаменты могут частично заменить забивные сваи так же, как один буровой ствол может заменить группу свай.
Буровой шахтный фундамент
Заключение
Мелкозаглубленные фундаменты очень просты в строительстве и не требуют высококвалифицированной рабочей силы и профессионального надзора. Эти фундаменты могут быть построены даже с помощью полуквалифицированных рабочих. Мелкозаглубленный фундамент очень экономичен по сравнению с глубоким фундаментом. Фундаменты мелкого заложения представляют собой фундаменты торцевого типа, которые передают нагрузки на конец фундамента.