Максимальное расстояние между сваями: Расстояние между сваями для каркасного дома

Содержание

Расстояние между сваями для каркасного дома

Расстояние между винтовыми сваями для каркасного дома является наиболее важным аргументом при возведении основания строения.

В данной ситуации нужно учитывать, что общий вес конструкции переносится на опоры, которые в свою очередь, оказывают давление на грунт.

В этой связи важно правильно определиться с количеством установленных свай и равномерно распределить действующую суммарную нагрузку, поскольку от этого будет зависеть период функционирования постройки.

Описание конструкции

Виды свай

Свайная конструкция представляет собой единое целое, состоящее из многочисленных несущих элементов и ростверка.

Сваи могут существенно различаться друг от друга не только внешним видом, но и материалом и методом монтажа. На сегодняшний момент наиболее востребованными считаются следующие типы опор:

винтовые;
забивные.

Шаг установки между ними определяется исходя из глубины залегания и материала, из которого они изготовлены. Ростверк играет не менее важную роль, так как гарантирует соединение опор в одно целое и может быть представлен в различных видах, но в большинстве случаев подбирается, исходя из технологии установки или закрепления свай.

Порядок выполнения работ

Погрешность при перенесении разметки с бумаги на объект не должна превышать 2 – 3 см

Монтаж свайного фундамента идентичен вне зависимости от выбранного метода внедрения. Прежде всего, определяется участок, на котором не должно находиться магистральных коммуникаций (водопровод, газопровод, канализация, линии электропередач, линии связи). После этого необходимо произвести разметку. Погрешность для данной ситуации допускается не более 2 – 3 см. Она полностью должна совпадать с проектом, предварительно составленным на бумаге.

Устанавливать опоры рекомендуется в подготовленные ямки глубиной 15 – 30 см. В каждой свае есть специальное отверстие для установки лома, который при вкручивании будет играть роль рычага. После того, как он вставлен, на него надевается труба сечением не более 50 мм, начинается ввинчивание.

Что характерно этому методу, при увеличении длины трубы давление на сваю будет уменьшаться. Обороты делаются в противоположном направлении оси сваи, при этом за один пройденный круг она должна погружаться в грунт на 15 – 20 см.

Отклонения от заданной вертикали строго контролируются и при малейших изменениях корректируются. Нужно учитывать, чем глубже винтовые сваи погружены в землю, тем сложнее выправить их наклон.

Глубина погружения свай в грунт зависит от особенностей почвы, климатической зоны

Расчёт глубины вхождения опоры в землю подлежит подробному вычислению. При этом учитываются региональные климатические особенности региона, в котором расположен земельный участок, расположению русла подземных вод, архитектурным и конструктивным особенностям строящегося здания.

Если планируется выполнять все работы самостоятельно без обращения к услугам специалистов, чтобы получить более точный и правильный расчет, придётся воспользоваться услугами геодезистов – архитекторов. Они сделают анализ грунта, составят точный план земельного участка, определят все интересующие величины и дадут профессиональные советы по поводу глубины установки и расстояния между сваями.

Хотя минимальное расстояние и глубина погружения зависят от составленного проекта, необходимо учитывать, в землю они должны входить не менее чем на 2 м. Нижняя часть должна располагаться в плотном слое грунта.

Главные принципы расчета

Выполняя расчет шага винтовых свай, нужно принимать во внимание многочисленные факторы. Установка опор должна производиться на нужном расстоянии.

Ошибочное определение величины может привести к тому, что стены просядут или расход средств будет избыточным.

Исходя из этого, необходимо учитывать следующие нюансы:

Фактическая масса наземной конструкции, строительных и отделочных материалов.
Средний ориентировочный вес бытовой техники, мебели и коммуникаций.
Примерный вес снега на крыше и максимальные порывы ветра.
Свойства, технические возможности труб, которые ставятся в качестве опор.
Резерв.

Придерживайтесь стандартов, указанных в СНиПе

Рассчитывая шаг винтовых свай, нужно отталкиваться от требований, указанных в техническом условии и СНиП. В качестве примера можно привести дом из бруса.

Для таких строений применяется коэффициент равный 140 кг нагрузки на 1м2 площади. При этом показатели расчета снега и ветровых порывов берутся из справочника, смотря, в каком регионе расположен строящийся объект.

В качестве резервного коэффициента берётся величина, равная 1,15 – 1,2.

Минимальное расстояние и количество промежутков между винтовыми опорами напрямую зависит от диаметра трубы, размеру лопастей и их форме. Подробнее о свайном фундаменте смотрите в этом видео:

Для примера можно воспользоваться таблицей, приведённой ниже:

Сама процедура расчета расстояния между винтовыми и буронабивными сваями не сложная. Общий вес строения нужно разделить на несущие способности каждой из опор.

Результатом станет величина труб, которые необходимо устанавливать для конкретного строения. Полученное количество распределяется по всей площади фундамента дома (как ставить, шаг установки и дистанция между ними рассказывалось ранее).

Нужно учитывать, что каждая отдельно взятая ситуация может существенно отличаться от предыдущей. Если в качестве примера взять 2 участка с расположенными общими границами, то в каждом из них могут быть различные геодезические особенности грунта. Исходя их этого, делать замер и расчет нужно индивидуально для любого строения.

Только правильно разработанный проект позволит грамотно произвести определение их количества и найти нужную дистанцию между фундаментными сваями. Так можно обезопасить себя и свой будущий дом от незапланированного ремонта стен в результате появления трещин, поэтому к вычислению данных коэффициентов нужно отнестись с полным вниманием и ответственностью.

Расстояние между винтовыми сваями — Блог Бау Фундамент

Как определить минимальное расстояние между буронабивными опорами при использовании в строительстве винтовых свай? Есть несколько разноплановых факторов, которые стоит учесть при расчете — приведем их в статье. А так же расскажем о самой формуле, по которой можно рассчитать расстояние и количество свай на нужный вам объект.

Основные факторы, влияющие на расстояние забивки свай

Рассмотрим их. Это

Особенности грунта

Порядок расположения свай

Нагрузка на фундамент

Материалы

Особенности грунта

К ним относятся такие параметры, как несущая способность, подверженность деформации и стабильность. Механические характеристики грунтов стоит изучить перед началом работ. Это позволит установить прочный винтовой фундамент без ненужных сюрпризов, при этом не переплачивая за излишнее количество свай и материалов конструкции.

Как определить несущие свойства грунта? Существуют специальные инженерно-геологические процедуры, причем стоят они достаточно дорого. Весь комплекс этих работ вам, скорее всего, не нужен. В быту достаточно провести зондирование. Это быстрый метод определения прочности грунта, который позволит вам получить основные характеристики, достаточные для расчета количества расстояния и конфигурации свай.

Лопасти сваи должны достаточно стабильно закрепиться в грунте. По опыту строительства, следуетсоблюсти размеры лопасти (диметр лопасти должен быть втрое больше диаметра самой сваи). а так же правильно подобрать нужную форму самой лопасти, но это тема отдельной статьи, там есть свои нюансы.

Порядок расположения

В основном используется два способа выставления свай. Это либо шахматный, когда сваи расположены под каждым углом обвязки, либо рядный — если сваи ставят рядами.

Но бывают и более изощренные конструкции фундаментов, с увеличенным количеством углов и сообщений, например, для домов с эркерами. Соблюдается общее правило — не должно быть более 3 метров расстояния. И при этом желательно, чтобы свая устанавливалась под каждым местом стыковки вышележащих несущих конструкций здания.

В нетиповых постройках требуется индивидуальный расчет, который должны проводить опытные профессионалы.

Нагрузка на фундамент

Важно учесть и нагрузки на фундамент. Причем как постоянные, так и временные.

К постоянным нагрузкам относятся вес самого сооружения, включая несущие конструкции, а также не исключая нагрузки от того, что находится внутри – мебель, люди и т.д., что относятся к временным нагрузкам).

Временные нагрузки — это внешние воздействия, такие как осадки, снег, ветер, сейсмические возмущения грунта.

Чтобы произвести расчет веса строения, нужно суммировать удельный вес всех материалов. С временными нагрузками Расчет временных нагрузок производится по нормативным базам, исходя из региона строительства, назначения здания (помещений). Так как этот расчет теоретический, всегда учитывается коэффициент запаса прочности.

Материалы

Стандартно, это зачастую брус, кирпич, шлакоблоки, если мы говорим о постройке дома.

Пример соответствия расстояний свай для одноэтажного частного дома из различных материалов.

Материал	Расстояние между сваями
Брус	3 метра
Шлакоблоки	2,5 метра
Кирпич	2 метра

Чем тяжелее материал постройки, тем короче расстояние должно быть между сваями. Логично, что это расстояние зависит и от этажности дома. Дополнительный этаж расстояние также сократит.

Формула расчета оптимального расстояния между винтовыми сваями в фундаменте

Необходимое количество свай для строительства строения, рассчитывается по следующей формуле:

Общая нагрузка дома / грузонесущая нагрузка сваи

Например, вот расчет — сколько свай надо для постройки одноэтажного дома из бруса 6х6 с мансардой.

Размер бруса 150х150.

На строительство дома ушло 16,2 куб.м. материала весом (см. картинку ниже, оптимальная влажность 25% и менее для монтажа, то есть удельный вес древесины чуть меньше, чем 800 кг/ 1 м3)

Общий вес материала 12 960 кг.

Бытовая нагрузка: 36м2 (S дома)х150=5 400 кг.

Снеговая нагрузка: 36х180=6 480 кг. (можно указать к какому региону относится данные показатели)

Суммируем эти вычисления и умножаем на коэффициент запаса.

(12 960+5 400+6 480)=27 324 кг – общая нагрузка дома.

Подбираем сваи по типу грунта. Например, сгодится винтовой столб диаметром 89 мм, выдерживающий нагрузку до 2 т.

Делим общую нагрузку дома на грузонесущую сваи – получаем искомое количество свай.

27 324/2000=13,662

Значит, для строительства такого дома требуется не менее 14 свай.

Конечно, это число приблизительное и может увеличиться из-за установки дополнительных свай под лагами, камином, на углах фундамента.

Типовые расстояния между винтовыми сваями для разных видов строений

Добавим несколько особенностей расчета расстояния для различных типов построек. Что необходимо учесть.

Фундамент для каркасной бани

Рассчитать надо будет вес печи, баков с водой, дымохода и иного оборудования, утяжеляющего постройку.

Фундамент для гаража

Рассчитывается с учетом веса швеллера или балок из бруса — зависит от материала.

Расстояние между винтовыми сваями – выбор минимального и максимального шага

Свайный фундамент активно используется в строительстве в различных регионах России. Популярность технологии обусловлена возможностью создать надежную и эффективную опору на проблемных грунтах.

Правильная расстановка опор – один из ключевых аспектов, определяющих долговечность свайной конструкции. При соблюдении технологии удается избежать просадки основания и отдельных частей дома. Поэтому шаг между сваями в фундаменте требует особого внимания.

Особенности расчета

Оптимальный шаг между сваями рассчитывается еще на этапе создания проекта. От этой величины зависят технические параметры, прочность и долговечность фундамента. Соблюдение правильного интервала позволяет избежать просадки здания в случае, если опоры будут расположены слишком далеко друг от друга, и дополнительных расходов при их чрезмерно близком размещении.

При расчете расстояния между опорами учитывают специфику почвы и вес сооружения. Важно, чтобы все элементы конструкции равномерно опирались на точки распределения веса в фундаменте – свайные опоры.

Полезная нагрузка свай определяется СНиПами или ТУ. В среднем, одна опора может выдерживать до 2 тонн веса. Однако каждый случай индивидуален, и для всех видов застройки необходимо выполнять отдельный расчет с учетом типа сооружения и особенностей грунта.

Анализ грунта

Возведение любого сооружения начинается с исследования почвы на участке, планируемом под застройку. Проведение анализа грунта позволит установить его тип, структуру, сократить риски строительства и определиться с глубиной заложения свай. Также на основании полученных данных выбирается вид фундамента.

В соответствии со строительными правилами и нормами, для анализа грунта выполняют:

пробное бурение;
забор и лабораторные исследования состава почвы и грунтовых слоев.

Опытный специалист способен определить состояние почвы визуально. Однако для получения достоверных данных о несущей способности грунта необходимо точное исследование.

Пробное бурение достаточно выполнить на глубину 2 м. Если на 0,5 м прочность грунтового слоя высокая, сваи ставятся на 2,5 метра. Если низкая – необходимо заглубляться до 4 метров.

Несущая способность почвы – важный показатель, который необходимо учитывать при расчете расстояния свай. Зная данный показатель грунта, можно вычислить, какую нагрузку способна выдержать 1 опора.

Анализ веса и конструкции здания

Особенности будущего здания – один из ключевых параметров, который следует учитывать при расчете расстояния между опорами. Общий вес нагрузки на фундамент складывается из следующих величин:

вес дома – предполагаемый вес конструкции с учетом отделочных материалов, мебели;
предполагаемый максимальный вес снежного настила в зимний период;
ветровая нагрузка;
эксплуатационная нагрузка.

Вес снежного настила зависит от региона, в котором предполагается осуществить застройку. Для каждой области он определен нормативом, также, как и показатель ветровых нагрузок. Показатель снеговой нагрузки рассчитывается по формуле: вес снежного настила = пласт снега на 1 кв.м. х S поверхности крыши.

Эксплуатационная нагрузка зависит от типа сооружения и определена ГОСТом. Для промышленных объектов она составляет 200 кг/м.кв., для жилых сооружений — 150 кг/м.кв. Повышение эксплуатационной нагрузки требует применения большего количества свай при закладке фундамента и уменьшения расстояния между ними.

Выбор свай

Выбор свай определяется конструкцией сооружения, типом грунта и коэффициентом нагрузки.

В зависимости от материала, из которого изготовлены сваи, различают деревянные, бетонные или железобетонные и металлические опоры.

сваи из дерева используются очень редко ввиду их недолговечности и сравнительно невысокой несущей способности. Чаще в строительстве применяются бетонные или металлические сваи;
железобетонные сваи используются в строительстве больше благодаря прочности и способности выдерживать высокие нагрузки;
металлические опоры изготавливаются из стальных труб разного диаметра, и способны выдерживать более интенсивные нагрузки в сравнении с деревянными вариантами. Они применяются при строительстве на участках со сложным для забивки грунтом. Самый распространенный тип металлических опор – винтовая свая, применяемая при различных видах почвы, для возведения жилых построек, каркасных домов, дачных сооружений.

Характеристики оснований играют существенную роль при формировании несущей способности фундамента. Средняя длина свай, представленных на строительном рынке, варьирует в диапазоне от 0,5 до 11,5 м. Важным параметром является и диаметр опор – от 57 мм и выше. Чем больший диаметр имеет основание, тем выше его несущая способность. Например, при показателе в 76 мм свая выдерживает нагрузку в 3 тонны, в то время как при диаметре в 108 мм несущая способность увеличивается до 5-7 тонн.

Выбор шага установки свай

От правильного расчета расстояния между сваями в фундаменте зависит, насколько долговечным он будет. Считается, чем больше свай и меньше шаг между ними, тем меньшую нагрузку они будут оказывать на грунтовые слои, и тем надежнее будет сооружение. Однако установка большого количества опор не всегда оправдана и экономически целесообразна.

По этой причине шаг установки свай рассчитывается строго и напрямую зависит от совокупности нескольких параметров:

конструкции и веса будущего сооружения;
типа почвы;
вида ростверка;
несущей способности свай.

Оптимальные показатели минимального и максимального расстояния между сваями в фундаменте определяют посредством расчета.

Шаг минимум

В практике отечественного строительства минимальный шаг между сваями в фундаменте составляет 1,7 метра. Следует учитывать, что для каждого случая он индивидуален и рассчитывается, исходя из следующих показателей:

конструкции сооружения;
типа используемых опор;
диаметра опор;
плотности ростверка.

Стандартно минимальное расстояние рассчитывается инженерами по формуле: 3хD, где D – диаметр используемой сваи.

Такой тип расчета подходит не для всех видов опор. При применении деревянных свай этот показатель должен соответствовать 0,7 м, железобетонных – 0,9 м.

Выдерживать шаг менее 2 диаметров опор запрещено СНиПами. Исключение составляет установка наклонных свай – опор, забитых в грунт под углом по отношению к вертикальной оси. При их размещении допускается выдерживать шаг 1,5хD.

Шаг максимум

Максимальный шаг между сваями рассчитывается по формуле: 5хD или 6хD, в зависимости от типа почвы, где D — диаметр сваи. В некоторых случаях может применяться показатель 8хD, но только при условии устойчивой почвы. Если опоры будут располагаться на большем расстоянии, то каждая из них будет принимать нагрузку самостоятельно, что неизменно приведет к разрушению ростверка и проседанию дома.

Распределение по площади

Группирование свай по всей площади фундамента определяет равномерность распределения веса сооружения на основание.

В первую очередь сваи размещаются в углах опор, на которые приходится наиболее интенсивная нагрузка. Дополнительные сваи устанавливаются также в другие места с высокой нагрузкой: под несущие перегородки.

Под каждую стену вкручивается еще одна или несколько опор таким образом, чтобы расстояние между сваями не превышало максимального и не было меньше минимального показателей.

Некоторые проекты домов предполагают неравномерную нагрузку на фундамент, поэтому расположение свай может быть асимметричным. При размещении опор в фундаменте для зданий со сложным контуром обязательно устанавливается стоевая в каждый угол сооружения, а также по периметру, в зависимости от конструкции здания.

Варианты расположения свай

При возведении фундамента важно учитывать не только расстояние между свайными опорами, но и варианты их расположения.

К наиболее распространенным способам относят:

одиночное расположение. Опоры располагаются под углами и вертикальными стойками дома. Шаг при этом не превышает 3 м;
свайные ленты. Распределение свай – такое же, как, как одиночное, но с меньшим шагом – до 0,5 м. Такой фундамент используется при возведении стен жилых зданий;
«кустовые» способы расположения опор. Применяются для построек, которые оказывают интенсивную нагрузку;
сплошные сваи. Такой тип используется для очень тяжелых сооружений или при возведении зданий на грунте со слабой несущей способностью;

Для малоэтажного строительства используется одиночное и ленточное расположение свай. Сплошное и кустовое расположение применяются при возведении более серьезных сооружений, которые оказывают сильную нагрузку на фундамент.

Расчет оптимального расстояния между сваями – один из важнейших вопросов возведения фундамента. Правильно расставленные свайные опоры помогут обеспечить целостность застройки, избежать просадок и разрушений.

Как рассчитать расстояние между сваями?

Дата публикации: 17.09.2019 16:31

Правильный расчет расстояния между опорами свайного фундамента обеспечивает гарантированную устойчивость основания к осадочным процессам. Комплексные расчеты, используемые для расчета оптимального интервала, производятся с учетом габаритных размеров и веса возводимой конструкции, типа устанавливаемых опор и технических характеристик грунта в месте строительства.

Последовательность вычислений

В начале расчетов определяется несущая способность грунта. При инженерно-геологических исследованиях производится анализ проб грунта и несущей способности контрольной сваи. Специальные таблицы позволяют определить несущую способность определенного типа грунта согласно стандартной классификации.

На следующем этапе определяется общий вес возводимой конструкции. Итоговая нагрузка на каждую сваю зависит от совокупной массы стройматериалов, мебели, бытовых приборов и снежного покрова, формирующегося в зимнее время на крыше здания.

Для расчета необходимой площади подошвы фундамента применяется формула S=M/N, в которой:

S – площадь подошвы, измеряемая в см²;
М – общая масса конструкции в кг;
N – несущая способность грунта (определяемая в кг/см²).

После определения общей площади подошвы несложно рассчитать необходимое количество винтовых опор или буронабивных свай. К примеру, при массе здания около 150 тонн и несущей способности грунта 15 кг/см² величина площади подошвы должна составлять 10 000 см².

После выбора типоразмера опор определяется количество свай с учетом площади их основания. У цилиндрической буронабивной сваи диаметром 40 см опорная площадь составляет 1256 см². Площадь подошвы опоры ВС 108 – 706 см². Площадь основания опоры ТИСЭ с расширением нижней части в 0,5 метра составляет 1960 см².

В итоге, для здания массой 150 тонн потребуется 5 опор ТИСЭ с диметром придонной части 0,5 м, или 15 опор стандарта ВС108, или 8 цилиндрических буронабивных опор диаметром 40 см.

Определение расстояния между свайными опорами

Величина оптимального расстояния между свайными опорами находится в диапазоне между минимально допустимым и максимально возможным значениями. Для понимания принципа расчета оптимального шага свай необходимо обратиться к методам определения минимальных и максимальных величин.

Минимальное расстояние

Монтаж буронабивных свай, ввинчивание опоры или бурение цилиндрической шахты способствует значительному уплотнению грунта вблизи места погружения. Уплотнение грунта приводит к необходимости соблюдения интервала, превышающего тройной диаметр монтируемых опор. Фактически минимально допустимое расстояние при монтаже опорных элементов составляет 3 диаметра свай. Отклонения от правила допускаются по монтаже наклонных свай, устанавливаемых с интервалом 1,5 диаметра погружаемых опорных элементов.

Максимальное расстояние

Несущая способность ростверка, обеспечивающая стабильное положение горизонтальных элементов здания (плит и балок), определяет максимально допустимый интервал между сваями. Общепринятая классификация устанавливает величину максимального шага в 5-6 диаметров погружаемых опор. С учетом действующих нормативов, диапазон расстояний между свайными опорами ВС108 составляет от 1 метра до 2 метров. Интервал между 40-сантиметровыми опорами, используемыми при монтаже буронабивных фундаментов, может составлять от 1,2 метра до 2,4 метров.

Рассчет свайного поля для забивных свай — минимальный шаг

Вы хотите установить качественный фундамент для строительства загородного коттеджа? Первый вопрос, который интересует любого клиента – цена работ под ключ. Вы понимаете, что от количества забивных сваях будет зависеть общая стоимость проекта.

Строительные компании могут воспользоваться доверием заказчика и установить больше опор, чем требуется. В результате смета обойдется вам дороже на 30-35%. С другой стороны, если произвести неправильные расчеты и установить меньшее количество забивных свай – появляется риск неправильного распределения нагрузки на фундамент. Но как правильно поступить в такой ситуации?

Выбираем необходимое количество забивных свай.

Прежде чем определить минимальное расстояние между забивными сваями, следует определить их количество в зависимости от нагрузки и площади будущего сооружения.

Расчет площади подошвы основания дома происходит по формуле:

S=M/N

где

M (кг) – общая масса конструкции дома с учетом строительных материалов, внутреннего обустройства и веса снежного покрова на крыше.
N (кг/см²) – несущая способность грунта. Значение определяется путем анализа пробы или установкой контрольной сваи. Самостоятельно получить ориентировочные данные можно из специальных таблиц по типу грунта.

Для примера возьмем массу дома в 150 тн, а несущую способность грунта – 15 кг/см². Площадь основания подошвы составит 150 000 / 15 = 10 000 см².

Количество и расстояние между забивными сваями определяется на основе их типа и площади нижней части. Приведем примеры площади торца в зависимости от типа забивной сваи:

Буронабивная цилиндрическая опора – 1256 см²;
Расширенная опора ТИСЭ – 1960 см².

Для нашего примера используем ж/б сваи марки ТИСЭ. Соответственно для дома потребуется 10 000 / 1960 ≈ 5 штук. Для каждого индивидуального проекта полученное значение умножается на коэффициенты запаса. Среднее значение составляет х1.5. Поэтому вместо 5 опор распределяют нагрузку на 7-8 свай.

Расположение выбирается индивидуально в зависимости от особенностей конструкции и распределения нагрузки. На практике применяются схемы расположения в шахматном или симметричном порядке.

Как рассчитать свайное поле для забивного фундамента? Выбираем оптимальное расстояние

Минимальное расстояние зависит от толщины уплотнения грунта, которое образуется вследствие монтажа опоры. При забивании сваи в землю, пространство вокруг этой точки уплотняется.

Чтобы произвести надежную установку, в строительной практике принято брать минимальное расстояние между жб сваями как сумму трех диаметров выбранной опоры. В общепринятой классификации берется обозначение 3d (где d – диаметр опоры). Среднее значение для большинства типов забивных свай составляет 1.2 – 2.4 метра.

Максимально допустимое расстояние находится в интервале 5d-8d и зависит от условий при которых выполняется монтаж. Профессиональные компании обязательно учитывают устойчивость почвы и коэффициенты сопротивления.

Если вы решили строить дом на забивных сваях – получите бесплатные консультации у строительных экспертов компании Эндбери. Мы произведем инженерные расчеты и выполним комплекс работ «под ключ». Первым этапом станет перенос проекта в реальные масштабы. Как происходит разметка свайного поля:

Расстояние между буронабивными сваями — минимальное расстояние, максимальное, по СНиП. Шаг буронабивных свай

Экономия материалов и финансовых средств в строительстве — актуальное явление современности. Для того чтобы экономия была оправдана и это не отразилось на качестве, необходимо, перед началом возведения новой конструкции, проводить точные расчеты, в том числе тщательно производит расчет опорных конструкций.

Специалисты строительной компании ООО «ПСК Основания и Фундаменты» уже более 20 лет занимается устройством фундаментов из буронабивных свай. По всем вопросам звоните 8 (495) 411-27-36

Сам процесс вычисления является последовательным при соблюдении следующих этапов:

проверка характеристик грунтовых масс;

нагрузка объекта строительства;

рассчитываем площадь будущего основания;

рассчитать точные параметры свай, их свойства и площадь;

вычислить дистанцию между опорами фундамента.

Характеристика и свойства грунта

Для того, чтобы максимально точно проверить грунт, взять его пробу с поверхности — недостаточно, нужно вырыть не менее трех ям, глубина каждой при этом должна быть до двух метров. Следует понимать, что грунт в пределах территории на которой планируется закладывать фундамент — различный, поэтому ямы должны мыть максимально далеко друг от друга.

После того как грунт проверен и вы внесли правки в расчеты согласно его неоднородности (часть территории может быть из глины, а часть из гравийного грунта, обрабатывать эти участки нужно по разному), можно считать участок — будущим фундаментом дома.

Нужен фундамент из буронабивных свай? обращайтесь в нашу компанию — рассчитаем и установим!

Опыт работы — более 10 лет.

Мы занимаемся устройством оснований всех типов и порекомендуем вам самый подходящий вариант в зависимости от условий строительства. А также в кратчайшие сроки составим проект и предоставим вам готовую смету.

Рассчитываем фундамент и просвет между фундаментными опорами

Количество свай зависит от площади и будущей основы здания. Необходимо проводить не только точный просчет, но и экономный, ведь внося в расчет конкретную площадь, можно добиться снижения количества свай.

Для того, чтобы понимать, каким образом правильно выполнять подобные расчеты, воспользуемся примером:

Предположим, в проекте будет использована буронабивная свая 0,3 м. в диаметре, и расширение порядка 0,5 м. Таким образом, подошвы опор будут равны:

В случае если нагрузка на какой-то отдельно взятый фрагмент фундамента составит 100 тонн, при диаметре 8, количество опор можно будет легко узнать из:

где n — количество свай, в данном случае n=13.

Это наглядно доказывает, что число буронабивных свай зависит от площади. Нужно понимать, что опора оказывает давление на площадь, это давление необходимо включать в нагрузку.

Одна свая имеет достаточные показатели прочности для того, чтобы выдерживать целое здание. Поэтому, зачастую, восьми свай целиком хватит для того, чтобы закрепить строительный объект. Если участок постройки будет содержать однородный грунт, если участок будет идеальный для возведения здания, большого количество опор просто не потребуется, таким образом, от качества грунтовых масс напрямую зависит уровень ваших расходов.

Предположим, что опора имеет длину 2м., диаметр: 0,33 м. Объем такой опоры вычисляется очень просто:

где S — площадь основания, D — диаметр, l — длина опоры.

Таким образом, учитывая плотность и массу опору, можно вычислить давление опоры, по формуле:

где m — масса опоры, вычисленная посредством произведения плотности и объема.

Если здание окажется намного более масштабным и 12 опор окажется слишком мало, то давление грунтовые массы станут значительно выше, тем не менее, распределения массы станет намного более равномерным. В таких случаях применяют опорную сеть — специальная конструкция из множества свай, применяемая в постройке крупных объектов.

Расчет фундамента, позволяющий оценить просвет между опорами в ростверке, проводиться по следующим этапам:

Измерения сечений буронабивных опор.

Оценка числа необходимых свай.

Состав, число и параметры арматуры в составе сваи.

Следует помнить, что при расчете любого строительного объекта необходимо вносить в планирование тип каждого строительного материала, поскольку от этого зависит давление на грунт, соответственно надежность всего объекта. Для расчетов строительных фундаментов принято использовать не только тип и характеристику грунтовых масс, но и коэффициент неподвижности грунта. Чем меньше показатель неподвижности, тем более пригоден грунт для фундамента.

Шаг свай зависит от таких параметров, как:

несущее свойство каждой сваи;

вес будущего здания;

размеры участка, его площадь;

характеристики грунта и коэффициент его неподвижности.

Нагрузка

Для каркасного дома наибольшая дистанция между опорами не может превышать 7 шагов, поскольку дистанцию в 8 шагов и более принято использовать при постройке масштабных объектов, в которых, как правило, применяют свайную сеть.

Минимальная дистанция между опорами — это допустимый зазор между сваями, при котором фундамент не будет испытывать сдвиги и разрушаться.

Рассчитаем точные нагрузки здания на основу и грунтовую массу.

Это важно!

Правильно заложенный фундамент способен выдерживать несколько сотен тонн, тем не менее, если шаг буронабивных свай в ленточном ростверке по СНиП рассчитан неверно или неточно, то это может привести к разрушению всего объекта, поскольку потребует совершать ремонт опорных конструкций и вносить изменения в дистанцию между сваями.

Укажем плотность в г / см3 некоторых видов грунтов:

глина: 2, 75;

супесь: 2, 72;

пески: 2,6-2,7;

суглинки: порядка 3.

Несмотря на достоверные характеристики плотности всех видов грунтов, расчет массы грунта также необходим. Однако, стандартом является удельная масса грунта, благодаря этому параметру можно узнать массу любого слоя. Не учитывать плотность грунта в разных местах участка — равносильно допустить «съезд» фундамента в сторону.

Дисперсный грунт: 1,5-2,5 г/см3.

Метафорический грунт: около 3 г/см3.

Аргиллит и алевролит: 2-2,5 г/см3.

Песчаник: 2-2,7 г/см3.

Известняки: 2,2-3 г/см3.

Считаем правильно шаг

Максимальный просвет между опорами определяется как отношение несущих способностей сваи Р к нагрузкам объекта вдоль одного погонного фундаментного метра Q. Несущая способность определяется таким образом:

где Rн — несущие способности согласно нормативу, F — площадь основания буронабивной сваи (не путать с силой оказываемой сваей на грунт). 0,7 — показатель однородности грунтовой породы.

Несущая способность боковой поверхности:

где 0,8 — коэффициент условия работы, U — полный периметр сваи вдоль сечения, fiн — сопротивление, оказываемое грунтом по нормативу, h — высота грунтовой прослойки, которая контактирует с фундаментом.

Расстояние между буронабивными сваями

Если мы разделим общую массу сооружения на полный периметр, получаем величину Qк, которая может быть равна, к примеру, 6,4 т/м. При подсчете периметра следует учесть длину не только наружного основания объекта, но и длины всех стен, находящихся внутри (при подсчете участвуют только нагрузочные стены, если таковые внутри имеются).

Вначале следует выбирать сваю диаметром 0,3 м и длиной 3 метра. Несущая способность Р= 12,32 т. В таком случае, максимальная дистанция между опорами составит 1,99-2 метра. После этого начнем привязывать шаг буронабивных свай к общей геометрии объекта, который мы проектируем. Обратите внимание: геометрию привязывают к шагу, а не шаг к геометрии. Это гарантирует целостность и прочность фундамента.

Если вы желаете увеличить размеры просветов между опорами, то придется пересмотреть не только конструкцию объекта, но и сами сваи, его массу, сечение и длину.

Будьте внимательны! Увеличивая дистанцию, вы увеличиваете сечения ростверков, это приведет к тому, что вам потребуется больше материалов, в том числе и арматуры, и бетона. Вы должны внимательно рассмотреть несколько жизнеспособных вариантов, для принятия окончательного решения, учитывая расходы бетона и арматуры. Смета при постройке здания должна вписывать ваши поправки.

Напоследок заметим, что согласно правилам строительства, рекомендуется между сваями выдерживать расстояние от 3 до 6 их диаметров. Уменьшение является возможным, но не рациональным. При бурении грунта не происходит должного сдавливания, которое происходит при забивании сваи. Если сваи расположены друг относительно друга менее, чем на один метр, это приводит к деформациям и нарушениям распределения веса всей конструкции.

Кроме буронабивных мы изготавливаем буроинъекционные, буросекущие и бурокасательные сваи

Все работы — под ключ!

По желанию заказчика мы полностью выполним все работы под ключ, начиная с геологических исследований и заканчивая устройством ростверка.

Выводы

Если объект возводят, применяя буронабивное свайное основание, расстояние между сваями рассчитывается исходя из следующих принципов:

Не меньше одного метра;

От трех до шести диаметров каждой сваи;

Нормы следует принимать как требования, а не рекомендации;

Для изменения зазоров между сваями в расчет можно вносить изменение сечения и длины сваи;

Помните, что результаты практики всегда отличаются от информации, размещенной в таблице. Опытные застройщики всегда стараются сократить расходы, минимизируя вероятности просчетов.

Поэтому рекомендуем обращаться для устройства буронабивных свай в нашу компанию ООО «ПСК Основания и Фундаменты». Наши специалисты с большим опытом работы помогут разработать и построить фундамент на буронабивных сваях любой сложности.

Оставьте заявку на консультацию технического специалиста

Узнайте сколько вы сможете сэкономить с нами

Расстояние между сваями. Расчет и установка в СПб

Для строительства домов и любых других сооружений требуется хороший, прочный и долговечный фундамент, способный вынести большие нагрузки от стен, крыши и сопутствующих факторов. Сегодня для стройки часто используется свайный фундамент, который может обеспечить любому объекту требуемые технико-эксплуатационные параметры.

Для обеспечения надежности такого основания необходимо полностью соблюсти предусмотренный технологический процесс строительства, который обязательно включает в себя исследование участка и проведение всевозможных расчетов, во время которых определяется оптимальное расстояние между сваями и их требуемое количество.

Как рассчитать?

Для определения расстояния между опорными элементами необходимо предварительно рассчитать:

их число;
характеристики строящегося объекта;
параметры грунта.

Потому сначала на местности проводятся инженерные изыскания, в ходе которых специалисты:

Анализируют землю. Приглашенные мастера должны исследовать почву, чтобы узнать ее точный состав, глубину залегания подземных вод и уровень промерзания. Эти характеристики особенно важны для определения требуемой длины устанавливаемых опор.
Рассчитывают нагрузки. Любое капитальное сооружение имеет вес, складывающийся из используемых материалов для возведения стен и кровли. К этим параметрам прибавляют ветровые и снеговые нагрузки.
Определяют число опор. Чтобы узнать, сколько опорных элементов потребуется, нужно знать площадь подошвы каждой из них, величину сопротивления и т. д. При этом нужно учитывать, что сами столбы тоже воздействуют на почву и создают нагрузку.
Выбирают оптимальный шаг. Шаг определяется исходя из количества свай, их параметров и площади постройки. При этом существует такая величина, как минимальное и максимальное расстояние. Для буронабивных оно составляет 3 диаметра и 6 диаметров столба соответственно.

Можно ли сделать все самому?

Фундамент – важнейший элемент объекта, потому задачу его расчета рекомендуется доверить профессионалам. Опытный человек сможет грамотно провести изыскания на местности, собрать всю необходимую исходную информацию и использовать ее для требуемых вычислений.

Самому разобраться в этих особенностях тоже вполне реально, но на это придется потратить много личного времени. Чтобы разобраться во всех нюансах, необходимо досконально понять теорию и знать практику применения этих знаний. Из-за этого самостоятельные попытки составить проект на стройку чаще всего завершаются провалом. Хорошо, если ошибки выявляются до начала строительно-монтажных мероприятий, позднее они могут привести к значительно большим потерям и проблемам.

Если хотите гарантированно создать функциональный и безопасный объект, то не скупитесь на услуги настоящих мастеров своего дела.

Расстояние и трение обшивки при строительстве свайных групп

🕑 Время чтения: 1 минута.

Расстояние между свайным фундаментом и поверхностное трение в свайной группе определяет конструкцию свайного фундамента, его эффективность и вместимость в любом строительстве. Основное назначение свайного фундамента — обеспечить передачу нагрузки через слабые слои почвы (слои почвы с плохой несущей способностью).
Свайный фундамент считается экономичным выбором при слабой толщине слоя почвы на разумной глубине. Окончание свайного фундамента должно доходить до пластов, обладающих достаточной несущей способностью.В зависимости от условий может быть вставлена группа свай для повышения несущей способности.

Сваи также используются в областях, где нагрузка должна передаваться определенным сопротивлением трения по глубине за счет поверхностного трения с окружающей почвой. Это обеспечивает адекватное сопротивление сдвигу.
Свайный фундамент также помогает избежать строительства коффердамов для поддержки опор в воде. Здесь свая будет нести нагрузку на ощутимую опорную среду ниже значительной глубины воды.Сваи, забиваемые под углом, называются сваями граблей. Они используются для сопротивления наклонным силам. Наклонные силы — это эффект горизонтальной тяги.
Те сваи, которые передают нагрузку на нижележащий пласт или через него посредством трения, называются фрикционной сваей . Здесь одна из закладных поверхностей — свайная поверхность.
Концевые несущие сваи — это сваи, передающие нагрузку на нижний пласт. Специально разработанные сваи будут передавать нагрузку обоими способами.

Пригодность свайного фундамента в строительстве

Свайный фундамент обычно используется в следующих типах слоев грунта:

Участок с плотным или твердым слоем, подстилающая почва — мягкий материал, песок или глина
Участок с глинистым грунтом с мягким слоем, перекрывающим твердый слой. Здесь открытые фундаменты ведут к высокому поселению
Плотная или жесткая почва, покрытая мягкой глиной. Здесь открытые основания могут быть расположены близко друг к другу, чтобы снизить давление, которое передается на мягкий слой

Альтернативные слои глины — мягкий слой и толстый по природе
Песчаные пласты с высоким уровнем грунтовых вод.Это создает трудности для раскопок

Шаг свайного фундамента при строительстве свайной группы

Сваи должны быть расположены таким образом, чтобы сила, оказываемая одной из свай на другую, была наименьшей. В случае фрикционных свай этот фактор очень важен. Это связано с тем, что окружающий сваи грунт находится в напряженном состоянии. Эта сила будет влиять на сопротивление трению соседних свай.
Линии воздействия скопления свай на окружающий грунт показаны на рисунке 1.Линии показывают интенсивности напряжений в точке. Чем дальше расстояние от кромки сваи, тем меньше интенсивности напряжений. Таким образом, это дает представление о минимальном расстоянии, которое должно быть предусмотрено между двумя сваями.

Рис.1: Распределение давления, представленное линиями влияния в случае концевых опорных свай

Рис. 2: Распределение давления, представленное линиями воздействия в случае фрикционных свай

Для удобства забивки и для корректировки любых ошибок во время укладки или проблем, связанных с выходом сваи по отвесу, вызывающим сближение свай, в случае точечных свай используется обеспечение минимального расстояния.Индийский код IS 2911 дал правильное объяснение по этому поводу.
В случае фрикционных свай расстояние должно быть таким, чтобы зоны влияния линий на окружающий грунт не перекрывали друг друга. Следовательно, это снизит значения подшипников и уменьшит осадку. Поэтому упоминается, что минимальное расстояние не должно быть меньше диагонального размера или диаметра сваи.
Концевые несущие сваи, которые используются в сжимаемых грунтах, должны располагаться минимум на 2 расстояния.5d и расстояние 3,5d (максимум) для свай, размещенных на менее сжимаемой или жесткой глинистой почве.
Индийский автодорожный конгресс устанавливает минимальный интервал 3д или расстояние, равное периметру сваи для фрикционных свай. В случае торцевых несущих свай расстояние между соседними сваями не должно быть меньше наименьшей ширины сваи.
Расстояние между сваями в соответствии с практикой, применяемой в Великобритании, основывается на следующих формулах:

Концевые опорные сваи: шаг S = 2.5д + 0,02 л

Связные сваи: расстояние S = 3,5d + 0,02L

Здесь d — диаметр сваи, а L — ее длина. Стандарт также предусматривает допустимую нагрузку сваи до 300 кН, расстояние от края сваи до ствола сваи должно быть 100 мм. Для более высоких мощностей указанное расстояние должно составлять 150 мм.

Максимальный шаг свайного фундамента

Максимальное расстояние между сваями следует определять с учетом двух факторов:

Конструкция заглушки
Моменты переворачивания

Заглушка сваи будет тяжелее с увеличением расстояния между сваями.Таким образом, при выборе шага свай следует учитывать и конструкцию свайной шапки.
Устойчивость всего свайного узла к действию опрокидывающего момента необходимо оценивать вместе с расстоянием между сваями.

Коэффициенты трения грунта для свайного фундамента

Коэффициенты поверхностного трения помогают в предварительной оценке несущей способности сваи. Величина коэффициента трения грунта варьируется от забивных до буронабивных. Этот коэффициент можно использовать только для предварительных расчетов.Перед принятием окончательного решения необходимо провести полномасштабное испытание под нагрузкой. Таблица-1 показывает приблизительные коэффициенты поверхностного трения в насыщенной глине. Здесь Ro — коэффициент консолидации.

Таблица 1: Коэффициенты поверхностного трения насыщенной глины

Подробнее:
Вместимость свайной группы и КПД
Определение осадки свай испытанием под нагрузкой
Бетонирование свайных фундаментов — удобоукладываемость и качество бетона для свай.

КОЛИЧЕСТВО И РАССТОЯНИЕ СВАЙ В ГРУППЕ.

Очень редко сооружения строятся на одинарных сваях. Обычно бывает не менее трех свай
под колонной или элементом фундамента из-за проблем с выравниванием и непреднамеренного
эксцентриситет. Шаг свай в группе зависит от многих факторов, таких как

1. перекрытие напряжений соседних свай,
2. стоимость фундамента,
3. эффективность свайной группы.

Изобары давления одиночной сваи с нагрузкой Q, действующей на вершину, показаны на Рис.15.24 (а) .

Когда сваи размещаются в группе, существует вероятность того, что изобары давления соседних свай будут перекрывать друг друга, как показано на Рис. 15.24 (b) . Почва сильно нагружена в зонах перекрытия давлений. При достаточном перекрытии либо грунт разрушится, либо группа свай будет чрезмерно оседать, поскольку комбинированный баллон давления простирается на значительную глубину ниже основания свай. Можно избежать перекрытия, установив сваи дальше друг от друга, как показано на Рис.15.24 (c) . Иногда не рекомендуется использовать большие расстояния, так как это приведет к увеличению шапки сваи, что приведет к увеличению стоимости фундамента.

Шаг свай зависит от способа установки свай и типа грунта. Сваи могут быть забивными или монолитными. При забивке свай будет большее перекрытие напряжений из-за смещения грунта. Если смещение грунта уплотняет почву между сваями, как в случае рыхлых песчаных грунтов, сваи можно размещать с меньшими интервалами.

Рисунок 15.24 Изобары давления (а) одиночной сваи, (б) группы свай, близко расположенных,
и (в) группы свай с удаленными друг от друга сваями.

Но если сваи забиваются в насыщенные глинистые или илистые почвы, перемещенный грунт не будет уплотнять грунт между сваями. В результате грунт между сваями может двигаться вверх и при этом поднимать крышку сваи. В грунтах этого типа требуется большее расстояние между сваями, чтобы избежать подъема свай. Когда сваи монтируются на месте, почвы, прилегающие к сваям, не подвергаются такой нагрузке, и поэтому допускаются меньшие расстояния.

Как правило, расстояние для точечных опорных свай, таких как сваи, заложенные на скале, может быть намного меньше, чем для фрикционных свай, поскольку высокие опорные напряжения и эффект наложения точечных напряжений, скорее всего, не будут чрезмерно воздействовать на нижележащие сваи. материал и не вызывают чрезмерных оседаний.

Минимально допустимый шаг свай обычно оговаривается в строительных нормах и правилах. Расстояние между прямыми сваями одинакового диаметра может составлять от 2 до 6 диаметров ствола.Для фрикционных свай минимальный рекомендуемый интервал составляет 3d, где d — диаметр сваи. Для концевых несущих свай, проходящих через относительно сжимаемые пласты, шаг свай должен быть не менее 2,5d.

Для концевых несущих свай, проходящих через сжимаемые пласты и лежащих в жесткой глине, интервал может быть увеличен до 3,5d. Для свай уплотнения интервал может быть Id. Типичное расположение свай в группах показано на Рис. 15.25 .

Рисунок 15.25 Типовое расположение свай в группах

Расчет расстояния между сваями, препятствующими скольжению, на основе эффекта изгиба грунта

Сваи, предотвращающие скольжение, — одна из наиболее часто используемых мер по борьбе с оползнями во всем мире. Расстояние между сваями всегда определялось несущей способностью отдельных свай или на основании инженерного эмпирического опыта. Многие инженерные практики и лабораторные эксперименты показывают, что эффект выпуклости почвы существует при борьбе с оползнями с помощью противоскользящих свай.В этом исследовании мы стремимся рассчитать расстояние между сваями с точки зрения эффекта выгибания грунта. Мы исследовали механизм взаимодействия сваи с грунтом и предположили, что на пределе грунтовый свод выдерживает только оползневую тягу. В соответствии с теорией прочности Мора – Кулона и теориями предельного равновесия мы получили новое уравнение для расчета расстояния между сваями. Мы проверили полученное уравнение расчета расстояния между сваями с реальными проектами. Результаты расчетов аналогичны результатам практических инженерных расчетов, в которых разница не превышает 10%.Уравнение может быть использовано при предварительном проектировании противоскользящей сваи. Это исследование может быть справочным при расчете расстояния между сваями на основе эффекта выгибания грунта.

1. Введение

Многие люди во всем мире ежегодно страдают от серьезных разрушений, вызванных оползнями [1–4]. При борьбе с оползнями сваи, препятствующие оползню, считаются важными [5–7]. При проектировании свай, предотвращающих скольжение, решающим параметром является расстояние между ними. Если расстояние между сваями будет чрезмерно большим, почва между противоскользящими сваями ускользнет; если расстояние между сваями спроектировано слишком маленьким, капиталовложения будут высокими, и процесс строительства будет затруднен.

В 1884 году Робертс впервые обнаружил эффект зернохранилища, который также известен как эффект выгибания почвы. В 1943 году Терзаги впервые исследовал и определил эффект болей в почве с помощью теста с люком. Впоследствии эффект выпуклости почвы был всесторонне исследован и получил дальнейшее развитие многими учеными. Аткинсон и Поттс [8], Ли и Ян [9], а также Хуанг и др. [10] изучали влияние выгибания грунта на устойчивость туннеля. Ли и др. [11] определили границы арочных зон как для одиночного, так и для параллельного туннелирования.Боссехер и Грей [12] обнаружили, что эффект выгибания грунта возникал, когда грунт пытался продвинуться через неподвижные сваи в свайных стенах. Многие инженерные практики и лабораторные эксперименты показали, что при борьбе с оползнями с помощью противоскользящих свай возникает эффект выпуклости почвы.

Расстояние между сваями обычно определяется несущей способностью отдельной сваи или инженерным опытом. В последние годы многие исследования были сосредоточены на взаимосвязи между расстоянием между сваями и эффектом выгибания грунта, и исследователи попытались рассчитать расстояние между сваями на основе эффекта выгибания грунта.Садрекарими и Аббаснеджад [13] обнаружили, что расстояние между сваями существенно влияет на формирование прочного грунтового свода в насыпной насыпи. Ян и др. [14] обнаружили, что для определенной высоты насыпи высота грунтового свода увеличивалась с четким расстоянием между крышками сваи в пределах от 1 до 2 м. Durrani et al. [15] предложили ограничение на расстояние между сваями вдоль ряда, при котором сохранялось изгибание грунта между соседними сваями во время движения сваи-грунт. Такой предел существенно повлияет на конструкцию «дискретных свайных стен», используемых для предотвращения движения грунта на потенциально неустойчивых склонах.

Эффективное измерение для определения формы почвенного свода еще не разработано. Методы расчета расстояния между сваями, основанные на эффекте выгибания грунта, были разработаны по разным гипотезам. Различные гипотезы формы грунтового свода приводят к разным методам расчета расстояния между сваями. Мы обнаружили, что разные методы расчета расстояния между сваями, основанные на разных гипотезах формы грунтового свода, примененные в одном и том же проекте, дали разные результаты и что некоторые различия были значительными, например.г., оползень Цзы Ян, произошедший на северном берегу Ханьцзяна, провинция Хубэй, Китай. Zhao et al. [16] рассмотрел наклонный грунтовый свод и рассчитал расстояние между сваями, равное 7 м. Jia et al. [17] предложил метод расчета расстояния между сваями, основанный на предположении, что арки грунта между сваями и позади них функционируют одновременно; кроме того, расстояние между сваями оползня Цзы Ян было рассчитано как 37,9 м [16].

Нами всесторонне изучен механизм взаимодействия сваи с грунтом. В этом исследовании, объединив анализ практических инженерных явлений и результаты лабораторных экспериментов, мы создали модель анализа силового свода грунта и вывели новое уравнение для расчета расстояния между сваями.Мы сравнили результаты, полученные путем применения уравнения для расчета расстояния между сваями откосов, контролируемых с помощью противоскользящих свай. Результаты расчетов аналогичны результатам практических инженерных расчетов, в которых разница не превышает 10%.

2. Методология

2.1. Процесс взаимодействия сваи с грунтом

Эффект выгибания грунта получил широкое признание при контакте сваи с грунтом. Во время взаимодействия сваи с грунтом арки грунта за сваями и между ними образуются, развиваются и разрушаются.Различное понимание грунтовых сводов привело к различным методам расчета расстояния между сваями. Почвенные своды показаны на рисунке 1.

Процессы образования, развития и разрушения почвенного свода можно описать следующим образом: (1) оползневой надвиг и относительное смещение грунта между сваями малы, а местное сжатие (2) По мере увеличения оползневой тяги локальная зона сжатия задней сваи увеличивается, и соответственно увеличивается сжимающая деформация грунта.Грунт между сваями вызывает горизонтальное смещение относительно свай. Поскольку существует эффект трения между стороной сваи и почвой, относительное горизонтальное смещение будет затруднено. Таким образом, между сторонами сваи образуется грунтовый свод. Стабильность арки грунта между сторонами сваи зависит от сопротивления трения, создаваемого между грунтом и стороной сваи. (3) По мере увеличения оползневой тяги смещение грунта между сторонами сваи соответственно увеличивается по отношению к сваям. .Из-за ограниченной несущей способности земляного свода между сторонами сваи, во время развития смещения, обратный грунтовый свод создает оползневую тягу и противостоит ей, чтобы компенсировать недостаточную несущую способность почвенной дуги между сторонами сваи. (4) По мере того, как оползневая тяга неуклонно увеличивается, плотность грунта внутри почвенного свода между задними частями свай увеличивается из-за сжатия, и смещение грунта между сторонами сваи соответственно увеличивается по отношению к свае.Из-за небольшой несущей способности почвенного свода между сторонами сваи после относительно большого смещения почвенный свод между сторонами сваи будет образовывать трещины и, следовательно, разрушение, а также эффект прогибания грунтового свода между сваями. стороны стираются или даже исчезают. Для консольной сваи в это время грунт между сторонами сваи может начать обваливаться. (5) По мере увеличения оползневой нагрузки до предельной несущей способности арки грунта между задними частями свай деформация грунта внутри увеличивается площадь подошвы грунтового свода, образуются трещины, и смещение грунта между сторонами сваи продолжает увеличиваться.(6) Наконец, по мере увеличения оползневой тяги разрушение при сдвиге в направлении фронта сваи произойдет в своде грунта между задними частями сваи. Почва, окружающая сваи, будет выдавлена, и эффект выгибания грунта исчезнет.

Основываясь на описанном выше эффекте выпуклости грунта, мы заключаем, что разрушение почвенных сводов между задними стенками свай означает неспособность противодействовать оползням с помощью противоскользящих свай. Другими словами, свод почвы между задними стенками свай определяет эффект выгибания почвы при взаимодействии сваи с грунтом.Это было доказано непосредственно лабораторными испытаниями и практическими инженерными явлениями. Например, лабораторные испытания, показанные на Рисунке 2 (а), показывают, что свод грунта между сторонами сваи был разрушен, в то время как грунт с обратной стороны сваи оставался устойчивым [18]; то же самое наблюдалось в практической инженерии, как показано на рисунке 2 (б) [19].

В соответствии с приведенным выше анализом, мы предлагаем расчет предельных нагрузок на свайный свод грунта. Основываясь на последнем, мы получили следующее уравнение для расчета расстояния между сваями.

2.2. Форма свода грунта сваями

Образование свода грунта можно объяснить следующим образом: в почве под действием внешней силы создается неравномерное смещение, грунт регулирует прочность на сдвиг, чтобы противостоять внешней силе, а затем создается свод почвы. . Формирование почвенной дуги является результатом оптимальной регулировки под воздействием внешней силы. Следовательно, почвенный свод может обладать высокой несущей способностью. Кроме того, в своде грунта не было ни поперечной силы, ни изгибающего момента, только осевая сила.

Чтобы упростить режим арки почвы, мы сформировали следующие гипотезы [20–22]: (1) Форма арки грунта с обратной связью представляет собой разумную кривую оси арки, а разумная кривая оси арки представляет собой параболу. (2) Оползневая тяга равномерно распределяется между противоскользящими сваями. (3) Подвальцованная земляная арка покрывает всю заднюю часть противоскользящих свай. (4) Собственная гравитация грунтовой дуги и сопротивление скольжению не учитываются.

График плоскости свода грунта показан на рис. 3. Поперечное сечение противоскользящей сваи — прямоугольник, высота свода грунта -, пролет свода грунта -.

Согласно введению выше, кривая арки почвы проходит через три точки:, и. Кривая почвенного свода выражается как

2.3. Расчет расстояния между сваями

После анализа взаимодействия сваи с грунтом и геометрических характеристик грунтового свода, мы рассчитываем расстояние между сваями. Принимая во внимание сложность эффекта выгибания грунта и стремясь к краткости процесса расчета, мы сформулировали следующие гипотезы: (1) Учитывается только свод грунтового сваи, т.е.е., земляной свод со стороны сваи не учитывается. (2) Почвенный свод равномерно распределяется по длине противоскользящей сваи, и никаких изменений формы не происходит. (3) Трение сваи о грунт намного больше, чем трение грунт-грунт ; следовательно, земляной свод не будет разрушаться по поверхности контакта сваи с грунтом.

Учитывая характеристику симметрии почвенного свода, мы выбрали левую часть для анализа, как показано на рисунке 4. Для любой точки кривой почвенного свода, является ли горизонтальная составляющая осевой силы почвенного свода, является ли вертикальная осевая сила почвенного свода. составляющая, — осевая сила почвенного свода.У основания свода грунта — горизонтальный компонент свода стопы, — вертикальный компонент свода стопы и осевая сила свода стопы. — осевое сжимающее усилие в средней части пролета.

Исходя из условий равновесия, силы могут быть рассчитаны следующим образом:

Следовательно, осевое усилие почвенного свода точки K выражается следующим образом:

Уравнение (4) показывает, что осевое усилие почвенного свода увеличивается с увеличением расстояние от точки K до оси y .Таким образом, в своде стопы возникла наибольшая осевая сила. Другими словами, свод стопы наиболее подвержен повреждениям. Кроме того, мы не будем рассматривать контрольную часть промежуточного пролета в следующем анализе пределов.

На площадке основания арки грунта силы могут быть рассчитаны аналогично уравнениям (2) — (4) следующим образом:

На рисунке 5 показано усилие свода грунта от сваи, где ΔADE — зона сжатия основания свода, AE — секция стопы свода стопы и ширина сваи.

В соответствии с теорией предельного равновесия угол между гранью главного главного напряжения и поверхностью разрушения равен. Следовательно, в точке начальная точка кривой почвенного свода, то есть его касательный наклон, составляет

Для почвенного свода участок основания свода наиболее подвержен повреждению. В соответствии с правилом одноосного сжатия Мора – Кулона можно получить следующее уравнение: где — толщина свода грунта, которую можно рассчитать с использованием тригонометрических функций, следующим образом:

Подставляя уравнения (7) и (10) в уравнение ( 9) дает

. Наконец, подстановка уравнения (8) в уравнение (11) дает

Следовательно, расстояние между сваями можно выразить как

3.Иллюстрация Результаты

Чтобы проверить эффект предложенного метода расчета расстояния между сваями, мы исследовали практические проекты, контролируемые с помощью противоскользящих свай, чтобы выполнить сравнение.

3.1. Случай 1

Сваи использовались для стабилизации 8-метровой железнодорожной насыпи из холмистой глины в Хилденборо, Кент, Великобритания [23]. Буронабивные бетонные сваи диаметром 0,6 м сооружены с шагом 2,4 м. Углы сцепления и трения насыпи насыпи из глинобитной глины составляли 20,9 кПа и 25 ° соответственно [24].Smethurst и Powrie [23] оценили забивающую (сдвигающую) силу грунта, необходимую для достижения желаемого запаса прочности и передаваемую сваей, в 60 кН. Поверхность критического разрушения проходила через предполагаемое расположение сваи на глубине 4 м ниже поверхности откоса.

Поскольку свая была круглой, мы сначала преобразовали ее в прямоугольник шириной

В соответствии с уравнением (13) расстояние между сваями можно получить следующим образом:

Расчетное расстояние между сваями составило 2,3 м. , который был меньше, чем у реального проекта, т.е.э., 2,4 м. Smethurst и Powrie [23] сообщили, что фактическая восстанавливающая сила должна гарантировать, что устойчивость склона меньше расчетного значения; поэтому, если будет принята фактическая восстанавливающая сила, расчетное расстояние между сваями будет больше 2,3 м, что приблизительно или больше фактического проекта.

3.2. Случай 2

На откосе шоссе, расположенном на севере провинции Сычуань, Китай, для контроля использовались консольные сваи. Связь грунта и угол трения за сваей составляли 50 кПа и 28 ° соответственно.Ширина сечения сваи составляла 2 м, длина всей сваи — 22 м, длина консоли — 11 м. Расчетная ширина оползневой тяги составила 1050 кН / м [25].

Подставляя параметры проекта, представленные выше, в уравнение (13), получаем

Расчетное расстояние между сваями составляло 5,5 м. Фактический шаг свай составлял 6 м; наклон оставался стабильным после завершения проекта. Таким образом, косвенно доказана разумность расчетного уравнения.

4.Обсуждение и заключение

Основываясь на предположении, что свод грунта с обратной связью выдерживает только оползневую тягу на пределе, мы вывели уравнение для расчета расстояния между сваями. Уравнение выражает взаимосвязь между расстоянием между сваями, параметрами прочности грунта на сдвиг сваи, поперечным сечением сваи и оползневой силой. Увеличилась междурядье, увеличилось сцепление грунта и угол трения; однако она уменьшалась с увеличением оползневой тяги. Для расчета, основанного на гипотезе о том, что грунтовый свод покрывает всю сваю, которая направлена на упрощение взаимосвязи между шириной поперечного сечения сваи и толщиной грунтового свода, поперечное сечение сваи в некоторой степени рассматривается как определенное значение.Фактически, земляной свод может не покрывать всю сваю, если ширина поперечного сечения сваи продолжает увеличиваться; поэтому этот аспект требует дальнейшего изучения.

Тематические исследования показали, что рассчитанные значения были меньше, чем полученные из инженерных практик. Это может быть связано со следующими причинами. Во-первых, метод расчета был основан на эффекте прогиба грунта, но оползневая тяга, принятая в уравнении, по-прежнему рассчитывалась до сваи, тогда как ее следует рассчитывать до подъема арки.Следовательно, оползень будет меньше, и, согласно уравнению, расстояние между сваями будет больше. Кроме того, выведенное уравнение было основано на эффекте плоского прогиба грунта; поскольку скользящая поверхность имела угол наклона в месте сваи, сила, действующая на грунтовый свод, должна быть горизонтальной составляющей оползневой тяги. В тематических исследованиях не учитывались параметры, связанные с углом наклона; вместо этого мы напрямую приняли оползневую тягу, что могло бы привести к меньшему расчетному расстоянию между сваями.

Полученное уравнение для расчета расстояния между сваями простое и прямое. Расчетные значения были меньше значений, полученных из инженерной практики, в пределах 10%, что напрямую доказывает устойчивость и эффективность метода расчета.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Работа поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (грант №41807294) и Открытый фонд ключевой лаборатории геологических опасностей в районе водохранилища Три ущелья (Китайский университет Трех ущелий) Министерства образования (грант № 2017KDZ05). Авторы хотели бы поблагодарить Editage (http://www.editage.cn) за редактирование на английском языке.

(PDF) Влияние расстояния до кромки и расстояния между сваями на разрушение крышки сваи

Иранский научно-технический журнал, Сделки гражданского строительства

1 3

5.3 Рекомендации

С учетом вышеупомянутых наблюдений и Находите

, рекомендуется, чтобы

(a) Диаметр сваи, расстояние между сваями и толщина крышки сваи

должны учитываться при расчете четкого краевого расстояния

, потому что эти факторы значительно влияют на распределение напряжений

в конце зона.

(b) Согласно рекомендациям многих руководств, обеспечение одинакового расстояния до кромки

для всех диаметров сваи не соответствует

прямым.

(c) Минимальное расстояние до края сваи должно составлять

не менее половины диаметра сваи (d / 2) для варианта 2 и

варианта 3, чтобы крышка сваи могла выдерживать напряжения

, возникающие из-за загрузка. Тем не менее, расстояние до кромки

150 мм, 200 мм или 250 мм достаточно, когда свайный колпак

опирается на грунт, т.е.e., Случай 1.

(d) Для минимального расстояния до кромки должна быть предусмотрена соответствующая разрывная сталь

, и ее следует рассчитать для

растягивающих напряжений, возникающих на краю заглушки сваи.

Ссылки

AASHTO A (2014) T22-14 Стандартный метод испытаний на сжатие

Прочность цилиндрических образцов бетона. Американская ассоциация

государственных и автомобильных транспортных служб

Комитет ACI (ACI 318-11) Американский институт бетона и Международная

национальная организация по стандартизации (2011) Строительный кодекс

— требования к конструкционному бетону и комментарии.Американский институт бетона

, США

Адебар П., Чжоу З. (1996) Проектирование глубинных заглушек по моделям с подкосами

. ACI Struct J 93 (4): 437–448

Адебар П., Кучма Д., Коллинз М.П. (1990) Модели распорок и стяжек для

конструкция свайных заглушек: экспериментальное исследование. ACI Struct J

87 (1): 81–92

Американский институт бетона (ACI 543R-00) (2000) Проектирование, производство

и установка бетонных свай. American Concrete Insti-

tute, Michigan, USA

ASCE 20 (1997) Стандартные рекомендации по проектированию и установке

свайных фундаментов.Стандарт ASCE 20–96. Американское общество

инженеров-строителей, Рестон, Вирджиния

Blévot JL, Frémy R (1967) Semelles sur Pieux. Institute Technique du

Bâtiment et des Travaux Publics 20 (230): 223–295

Bowles LE (1996) Анализ и проектирование фундамента, 5-е изд. McGraw-

hill, Сингапур

Британский институт стандартов (2004) Еврокод 2: проектирование бетонных конструкций

: Часть 1-1: общие правила и правила для зданий. Британский институт стандартов

, Брюссель

BS8004 (2004) Свод правил для фондов.Британский институт стандартов

, Милтон Кейнс

BS8110 (1997) Свод правил проектирования и строительства Часть 1.

Британский институт стандартов, Лондон

Cook RD (2007) Концепции и применение анализа конечных элементов.

Wiley, New York

CSA A23.3-04 (2004) Технический комитет. Железобетон

конструкция

. Проектирование бетонных конструкций. Канадская ассоциация стандартов —

ciation, Rexdale, ON

Справочник института по проектированию арматурной стали (2008 г.) На основе

на основе СТРОИТЕЛЬНОГО КОДЕКСА ACI 2008 г., 10-е издание, Шаумбург,

Иллинойс

FEMA P751 (2012 г.) NEHRP Положения: Дизайн

образца.Совет по сейсмической безопасности зданий, Вашингтон, округ Колумбия

Гуо В.Д. (2012) Теория и практика свайных фундаментов. CRC Press,

Лондон

IBC I (2012) Совет Международного кодекса. Международный Строительный Кодекс.

Совет Международного кодекса: Вашингтон, округ Колумбия

IS: 2911–2010 (2010) Свод правил проектирования и строительства свайного фундамента

. BIS, Нью-Дели

IS456-2000 (2000), Индийский стандарт для плоского и армированного бетона —

Свод правил

(четвертая редакция), Бюро стандартов Индии,

Нью-Дели

Новозеландский стандарт NZS 3101 (2006) Бетон конструкции стандартные.

Проектирование бетонных конструкций. Веллингтон

Пендер М.Дж. (1978) Анализ конструкции сейсмостойкого свайного фундамента. Bull N Z

Natl Soc Earthq Eng 11 (2): 49–160

Poulos HG (1971) Поведение свай с боковой нагрузкой: I — одиночные сваи.

Proc Am Soc Civ Eng 97 (SM5): 711–731 (Elastic Continuum

Concept)

Rajapakse RA (2016) Практические правила проектирования и строительства свай.

Баттерворт-Хайнеманн, Оксфорд

Рао Н.К. (2010) Дизайн фундамента: теория и практика, 1-е изд.Wiley,

New York

Regan PE (1971) Сдвиг в железобетоне — аналитическое исследование.

Ассоциация исследований и информации в строительной отрасли,

Имперский колледж, Лондон

Рейнольдс К.Э., Стидман Дж.С., Трелфолл А.Дж. (2007) Железобетон

Справочник проектировщика, 11-е изд. CRC Press, New York

Suzuki K, Otsuki K (2002) Экспериментальное исследование разрушения при угловом сдвиге

крышек свай. Jpn Trans Concrete Inst 23: 303–310

Suzuki K, Otsuki K, Tsubata T (1998) Влияние расположения стержней

на предел прочности четырехслойных крышек.Jpn Trans Concrete Inst

20: 195–202

Suzuki K, Otsuki K, Tsubata T (1999) Экспериментальное исследование четырехслойных крышек

с конусом. Jpn Trans Concrete Inst 21: 327–334

Suzuki K, Otsuki K, Tsuhiya T. (2000) Влияние краевого расстояния

на механизм разрушения свайных крышек. Jpn Trans Concrete Inst

22: 361–367

Томлинсон М., Вудворд Дж. (2014) Практика проектирования и строительства свай

tice. CRC Press, Нью-Йорк

Varghese PC (2005) Разработка фундамента.PHI Learning Pvt. Ltd.,