Коэффициент условий работы учитывающий количество свай в фундаменте

Коэффициент условий работы учитывающий количество свай в фундаменте

при 21 свае и более . 1,4 (1,25)
от 11 до 20 свай . 1,55 (1,4)
» 6 » 10 «. 1,65 (1,5)
» 1 » 5 «. 1,75 (1,6)
для фундаментов из одиночной сваи под колонну при нагрузке на забивную сваю квадратного сечения более 600 кН (60 тс) и набивную сваю — более 2500 кН (250 тс) значение коэффициента k следует принимать равным 1,4, если несущая способность сваи определена по результатам испытаний статической нагрузкой, и 1,6, если несущая способность сваи определена другими способами;
k = 1 — для сплошных свайных полей жестких сооружений с предельной осадкой 30 см и более (при числе свай более 100), если несущая способность сваи определена по результатам статических испытаний.
Примечания: 1. При расчете свай всех видов как на вдавливающие, так и на выдергивающие нагрузки продольное усилие, возникающее в свае от расчетной нагрузки N, следует определять с учетом собственного веса сваи, принимаемого с коэффициентом надежности по нагрузке, увеличивающим расчетное усилие.
2. Если расчет свайных фундаментов производится с учетом ветровых и крановых нагрузок, то воспринимаемую крайними сваями расчетную нагрузку допускается повышать на 20 % (кроме фундаментов опор линий электропередачи).
Если сваи фундамента опоры моста в направлении действия внешних нагрузок образуют один или несколько рядов, то при учете (совместном или раздельном) нагрузок от торможения, давления ветра, льда и навала судов, воспринимаемых наиболее нагруженной сваей, расчетную нагрузку допускается повышать на 10 % при четырех сваях в ряду и на 20 % при восьми сваях и более. При промежуточном числе свай процент повышения расчетной нагрузки определяется интерполяцией.
* В скобках даны значения в случае, когда несущая способность сваи определена по результатам полевых испытаний статической нагрузкой или расчетом по результатам статического зондирования грунтов.
3.11. Расчетную нагрузку на сваю N, кН (тс), следует определять, рассматривая фундамент как рамную конструкцию, воспринимающую вертикальные и горизонтальные нагрузки и изгибающие моменты.
Для фундаментов с вертикальными сваями расчетную нагрузку на сваю допускается определять по формуле

рекомендуемого приложения 1;
su — предельное значение совместной деформации основания сваи, свайного фундамента и сооружения, устанавливаемое по указаниям СНиП 2.02.01-83, а для мостов — СНиП 2.05.03-84.

4. РАСЧЕТ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СВАЙ

4.1. Несущую способность Fd кН (тc), забивной сваи, сваи-оболочки, набивной и буровой свай, опирающихся на скальный грунт, а также забивной сваи, опирающейся на малосжимаемый грунт (см. примечание к п.2.2), следует определять по формуле

где c — коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый c = 1;
A — площадь опирания на грунт сваи, м.кв, принимаемая для свай сплошного сечения равной площади поперечного сечения, а для свай полых круглого сечения и свай-оболочек — равной площади поперечного сечения нетто при отсутствии заполнения их полости бетоном и равной площади поперечного сечения брутто при заполнении этой полости бетоном на высоту не менее трех ее диаметров.
Расчетное сопротивление грунта R под нижним концом сваи-стойки, кПа (тс/м.кв), следует принимать:
а) для всех видов забивных свай, опирающихся на скальные и малосжимаемые грунты, R = 20 000 кПа (2000 тс/м.кв.);
б) для набивных и буровых свай и свай-оболочек, заполняемых бетоном и заделанных в невыветрелый скальный грунт (без слабых прослоек) не менее чем на 0,5 м, — по формуле

Глубина

Расчетные сопротивления под нижним концом забивных свай и свай-оболочек, погружаемых без выемки грунта, R, кПа те/м)

погружения нижнего конца сваи, м

песчаных грунтов средней плотности

гравелистых

крупных

средней крупности

Указания по расчету свайных фундаментов

Расчет свайных фундаментов и их оснований должен быть выполнен по предельным состояниям:
а) первой группы:
— по прочности материала сван и свайных ростверков;
— по несущей способности грунта основания свай;
— но несущей способности оснований свайных фундаментов, если на них передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций и др.) или если основания ограничены откосами или сложены крутопадающими слоями фунта и т.п.;
б) второй группы
— по осадкам оснований свай и свайных фундаментов от вертикальных на-грузок;
— по перемещениям свай (горизонтальным u_p , углам поворота головы свай ψ_p) совместно с грунтом оснований от действия горизонтальных нагрузок и моментов.
— по образованию или раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций свайных фундаментов.
Расчет свай, свайных фундаментов и их оснований по несущей способности необходимо выполнять на основные и особые сочетания нагрузок, по деформациям — на основные сочетания.
Все расчеты свай, свайных фундаментов и их оснований следует выполнять с использованием расчетных значений характеристик материалов и фунтов.
При наличии результатов полевых исследований несущую способность грунта основания свай следует определять с учетом данных статического зондирования грунтов, испытаний грунтов эталонными сваями или по данным динамических испытаний свай. В случае проведения испытаний свай статической нагрузкой несущую способность грунта основания сваи следует принимать по результатам этих испытаний

Расчет сван по прочности материала

При расчете свай всех видов по прочности материала сваю следует рассматривать как стержень, жестко защемленный в фунте в сечении, расположенном от подошвы ростверка на расстоянии l₁ определяемом по формуле:

где l₀— длина участка сваи от подошвы высокого ростверка до уровня планировки грунта, м;
a_g — коэффициент деформации. 1/м.

Если для буровых свай и свай — оболочек, заглубленных сквозь толщу нескального грунта и заделанных в скальный грунт, отношение 2/a_g , то следует принимать

(где h — глубина погружения сваи или сваи — оболочки, отсчитываемая от ее нижнего конца до уровня планировки грунта при высоком ростверке, подошва которого расположена над грунтом, и до подошвы ростверка при низком ростверке, подошва которого опирается или заглублена в нескальные грунты, за исключением сильносжимаемых, м).
При расчете по прочности материала буро-инъекционных свай, прорезающих сильносжимаемые грунты с модулем деформации Е = 5 МПа и менее, расчетную длину свай на продольный изгиб l_d , в зависимости от диаметра свай d следует принимать равной:

при Е ≤ 2 МПа l_d = 25d
при Е = 2 — 5 МПа l_d = 15d.

В случае если l_d превышает толщину слоя сильносжимаемого грунта расчетную длину следует принимать равной 2h_g.
Расчеты конструкций свай всех видов следует производить на воздействие нагрузок, передаваемых на них от здания или сооружения, а забивных свай, кроме того, на усилия, возникающие в них от собственного веса при изготовлении, складировании, транспортировании свай, а также при подъеме их на копер за одну точку, удаленную от головы свай на 0,3l (где l -длина сваи).
Усилие в свае (как балке) от воздействия собственного веса следует определять с учетом коэффициента динамичности, равного:
1,5 — при расчете по прочности;
1,25 — при расчете по образованию и раскрытию трещин.
В этих случаях коэффициент надежности по нагрузке к собственному весу сваи принимается равным единице.
Расчетная нагрузка, допускаемая на железобетонную сваю по материалу, определяется по формуле:

где ϒ_b3 — коэффициент условий работы бетона, принимаемый ϒ_b3= 0,85 для свай, изготавливаемых на месте строительства;
ϒ_cb — коэффициент, учитывающий влияние способа производства свайных работ;
R_b — расчетное сопротивление бетона сжатию;
A_b — площадь сечения сваи нетто,
R_gc — расчетное сопротивление арматуры сжатию;
A_g — площадь сечения арматуры.
Пример 1.

Определение несущей способности сваи по материалу
Определить несущую способность буронабивной сваи диаметром d = 0,2 м по материалу. Свая выполняется в глинистом грунте без крепления стенок и отсутствии грунтовых вод. Материал сваи: бетон В20. Свая армирована 4 стержнями d12 A400.
Решение:
Площадь сечения сваи нетто:
A_b = πd 2 /4 = 3,14 * 0,22 2 /4 = 0,0314 м 2 .
Площадь сечения 4d12 A400: A_g = 452 мм 2 = 452 * 10 -6 м 2 .
Расчетное сопротивление бетона сжатию: R_b = 11,5 МПа.
Расчетное сопротивление арматуры А400 сжатию:
R_gc = 355 МПа.
Коэффициент условии работы бетона: ϒ_b3 = 0,85.
Коэффициент, учитывающий влияние способа производства свайных работ: ϒ_cb = 1,0.
Расчетная нагрузка, допускаемая на .железобетонную сваю но материалу:

N = 0,85* 1,0 * 11,5 * 0,0314 + 355 * 452 * 10 -6 = 0,467 МПа = 467 кН.

Расчет свай по несущей способности грунта

Одиночную сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности грунтов основания следует рассчитывать исходя из условия:

где N — расчетная нагрузка, передаваемая на сваю (продольное усилие, возникающее в ней от расчетных нагрузок, действующих на фундамент при наиболее невыгодном их сочетании);
F_d — расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи, называемая в дальнейшем несущей способностью сваи.
γ_k — коэффициент надежности по грунту.

При расчете свай всех видов как на вдавливающие, так и на выдергивающие нагрузки продольное усилие, возникающее в свае от расчетной нагрузки N, следует определять с учетом собственного веса сваи, принимаемого с коэффициентом надежности ио нагрузке, увеличивающим расчетное усилие.
Если расчет свайных фундаментов производится с учетом ветровых и крановых нагрузок, то воспринимаемую крайними сваями расчетную нагрузку допускается повышать на 20 % (кроме фундаментов опор линий электропередачи).
Если сваи фундамента опоры моста в направлении действия внешних нагрузок образуют один или несколько рядов, то при учете (совместном или раздельном) нагрузок от торможения, давления ветра, льда и навала судов, воспринимаемых наиболее нагруженной сваей, расчетную нагрузку допускается повышать на 10 % при четырех сваях в ряду и на 20 % при восьми сваях и более При промежуточном числе свай процент повышения расчетной нагрузки определяется интерполяцией.
Расчетную нагрузку на сваю N, кН. следует определять, рассматривая фундамент как рамную конструкцию, воспринимающую вертикальные и горизонтальные нагрузки и изгибающие моменты.
Для фундаментов с вертикальными сваями расчетную нагрузку на сваю допускается определять по формуле:

где N_d — расчетная сжимающая сила, кН;
M_{x ,} M_y расчетные изгибающие моменты, кНм, относительно главных центральных осей x и y плана свай в плоскости подошвы ростверка;

n — число свай в фундаменте.
x_i, y_i — расстояния от главных осей до оси каждой сваи, м;

х , у — расстояния от главных осей до оси каждой сваи, для которой вычисляется расчетная нагрузка, м.

Рис. 1. Схема для определении нагрузки на сваю

Горизонтальную нагрузку, действующую на фундамент с вертикальными сваями одинакового поперечного сечения, допускается принимать равномерно распределенной между всеми сваями.
Сваи и свайные фундаменты следует рассчитывать по прочности материала и производить проверку устойчивости фундаментов при действии сил морозного пучения, если основание сложено пучинистыми грунтами.

Пример 2.

Определение нагрузок на сваи во внецентренно-нагруженном фундаменте

Необходимо определить нагрузки, приходящиеся на сваи (см. рис.2). Количество свай в фундаменте n = 6. Нагрузки, действующие на фундамент:

Решение:

Минимальная нагрузка на сваю по формуле:

Максимальная нагрузка на сваю по формуле:

Методы оценки несущей способности свайных фундаментов

Существует большое разнообразие аналитических, эмпирических, полевых и пр. методов расчета свай и свайных фундаментов. Достоверность этих методов зависит от качественного понимания механизма взаимодействия сваи с окружающим грунтовым массивом, а также от сложности инженерно-геологических условий, от факторов заложенных в математическую модель и пр. Абсолютно достоверных, универсальных методов не существует в настоящее время. Даже результаты полевых испытаний свай обладают существенным уровнем неопределенности, что уж говорить об аналитических методиках. Среднее значение коэффициента вариации результатов полевых испытаний свай составляет около 20%!

В российской практике популярным методом оценки несущей способности свай является методика регламентируемая СП 24.13330. Данный метода расчета свай является широко известным среди проектировщиков и неплохо зарекомендовавший себя в нашей стране. Данный метод является эмпирическим, он был предложен еще в 50-х гг. прошлого века А.А. Лугой и основывается на данных многочисленных наблюдений за работой свайных фундаментов. Несколько позже данный метод дорабатывался в НИИОСП им. Н.М. Герсеванова в отношении показателей расчетного сопротивления по боковой поверхности f_i для слабых глинистых грунтов с показателями текучести I_l=0,7. 0.

В соответствии с данной методикой, несущую способность F_d, кН висячей забивной и вдавливаемой свай и сваи-оболочки, погружаемой без выемки грунта, работающих на сжимающую нагрузку, следует определять как сумму расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле:

где γ_c – коэффициент условий работы сваи в грунте, обычно принимаемый равным единице; R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа; А – площадь опирания на грунт сваи, м 2 , принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто или по площади поперечного сечения камуфлетного уширения по его наибольшему диаметру, или по площади сваи-оболочки нетто; u – наружный периметр поперечного сечения ствола сваи, м; f_i – расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по табл. 7.3 СП 24.13330; h_i – толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м; γ_cR, γ_cf – коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта.

В рассматриваемой методике ключевыми параметрами являются расчетные сопротивления R и f_i, которые определяются по табл. 7.2, 7.3 СП 24.13330.

Для анализа этой методики расчета нами были построены диаграммы зависимости основных параметров расчетных сопротивлений R и f_i для пылевато-глинистых грунтов (рис. 1, 2).

При сравнении диаграмм расчетных сопротивлений грунта на уровне основания сваи (рис. 2) и графиков, представленных ранее, наблюдается сходство в диаграммах и их значениях. Однако существуют некоторые отличия. Экспериментальные диаграммы отражают существенно больший угол наклона, который указывает на более интенсивное увеличение несущей способности по глубине. Диаграммы, построенные по данным СП 24.13330, имеют чрезмерные участки, отражающие линейную зависимость увеличения несущей способности по глубине, что представляется не соответствующим реальности.

Недостатки нормативных методов расчета свай

К некоторым недостаткам методики СП можно отнести следующее:

• Не смотря на серьезную научно-экспериментальную базу данной методики, в проектно-строительной практике она является оценочной и уступает по достоверности результатов полевым и экспериментальным способам оценки несущей способности – статическому и динамическому зондированию, эталонному испытанию свай, и пр., хотя и является основной аналитической методикой при обосновании проектных решений в органах государственной экспертизы. Так, по мнению некоторых авторов, действительная несущая способность нередко превосходит величину, рассчитанную по рекомендациям СП (СНиП). Уточнить ее можно, испытывая пробные сваи статической нагрузкой. Однако из-за сложности таких испытаний выполнить их удается лишь после того, как проект уже выпущен и строители приступают к сооружению фундамента.
• Недостаток экспериментальных исследований и отсутствие каких-либо работ по совершенствованию данной методики с момента ее первой публикации в СНиП II-Б.5-62 от 1962 г. сформировал мнение в профессиональной среде, что данная методика является скорей оценочной, чем расчетной, особенно при строительстве в регионах со специфическим формированием инженерно-геологических условий – в областях речных дельт (особенно субаэральных), в районах распространения специфических грунтов, в горных районах с широким распространением элювиально-делювиальных образований и пр.
• Данная методика не учитывает целый ряд существенных факторов (механических свойств грунтов, напряженно-деформированного состояния массива, историю образования грунтов, и пр.). Как было показано выше, характер работы забивной сваи в грунтовом массиве является сложным комплексным процессом, зависящим от множества различных нелинейных факторов и точно не может быть описан лишь двумя независимыми переменными – глубиной слоя и его консистенцией (или размером частиц для песчаных грунтов). Не учитываются гидрогеологические условия, водонасыщенность грунтов. Так, в водонасыщенных глинах и суглинках уплотнение происходит только в результате отжима воды из пор грунта – процесс, который протекает длительное время.
• Тем более не может не вызывать вопросов практически полностью линейная аппроксимация участков диаграмм (начиная с пятиметровой глубины) зависимостей расчетных сопротивлений R и f_i от глубины расположения сваи в грунте, т. е. φ=const. Это не соответствует многочисленным экспериментальным диаграммам, на которых наблюдается снижение угла трения φ с глубиной.
• Данная методика показывает хорошие результаты при расчете свай в песчаных грунтах средней плотности. Она не распространяется на рыхлые пески, плохо оценивает несущую способность слабых глинистых грунтов, не учитывает работу специфических грунтов. Также эта методика имеет ограничения по глубине устройства свай – 35 м, хотя современные требования строительства нередко вынуждают прибегать при проектировании к устройству свайных фундаментов глубиной более 35 м.
• Поскольку функциональная зависимость между удельным сопротивлением грунта на боковой поверхности свай и ее длиной в песчаных и глинистых грунтах различна, то остаются вопросы к совмещению значений сопротивлений R и f_i у этих видов грунтов.

Все это вынуждает участников строительного процесса прибегать к натурным методам определения несущей способности свай, даже при строительстве зданий и сооружений пониженных уровней ответственности, что напрямую отражается на показателях эффективности инвестиционных проектов, на их экономичности, на сроках проектирования и строительства.

Расчет свай может выполняться с помощью других методик. В геотехнической практике не плохо зарекомендовали себя методика Р.Л. Нордлунда и методика М. Томлинсона.

Метод М. Томлинсона. Этот широко используемый метод при расчёте несущей способности свай учитывает параметры недренированного сопротивления сдвигу и, кроме этого, допускает, что сопротивление на боковой поверхности сваи не зависит от напряжения при пригрузки кровлей слоя грунта.

Несущая способность боковой поверхности сваи определяется выражением:

где С_a,i – сцепление в i-м слое; A_s – площадь боковой поверхности сваи в пределах i-го слоя грунта; a_i – эмпирический коэффициент сцепления; C_ui – недренируемое сцепление. Несущая способность нижнего конца (пяты) сваи рассчитывается по формуле:

где q_b – удельное сопротивление основания сваи; A_b – площадь основания сваи; С_u – недренированное сопротивление сдвигу (недренируемое сцепление).

Методика по Р. Л. Нордлунду. Эта методика является полуэмпирической и широко используется в международной практике для расчета несущей способности сваи, расположенной в песчаных грунтах:

где К_d – коэффициент бокового давления грунта в i-м слое; С_F – поправочный коэффициент; G_v’ – эффективное напряжение в грунте в i-м слое; d – угол трения между боковой поверхностью сваи и грунтом; N_q’ – эмпирический коэффициент несущей способности; a_t – коэффициент геометрической жесткости сваи.

При проектировании свайных фундаментов и расчете несущей способности свай, определяются такие параметры как количество и плотность расположения свай, их длина и размер поперечного сечения. Одной из важных задач при этом, является выбор несущего слоя грунта. Часто, в процессе проектирования рассматриваются различные материалы свай, различные конфигурации поперечного сечения сваи. Расчет и проектирование свайных фундаментов следует выполнять по единой методике учитывающей конструктивные особенности надземной части здания.

Расчет свай и свайных фундаментов являются наиболее сложным видом геотехнических расчетов. При видимой простоте некоторых методик, уровень их достоверности оставляет желать лучшего. Неправильный расчет и проектирование свай может сказаться и на экономической эффективности, и, самое главное, на надежности здания или сооружения.

Более подробную информацию по расчету свай и разработке документации на устройство свайного фундамента вы можете получить позвонив нам по телефону + 7 (499) 350-23-58, или оставив заявку по форме или по электронной почте.

Несущая способность сваи:

Несущая способность свай — это величина, которая показывает какую максимальную нагрузку свая может выдержать без деформаций или повреждений.

Для того чтобы обеспечить безопасность и стабильность строительной конструкции, несущая способность сваи должна быть правильно рассчитана в соответствии с характеристиками здания, типом грунта, климатическими условиями и другими факторами.

Методы определения несущей способности сваи

Рассмотрим 4 основных метода расчета.

Метод теоретического расчета

Метод является предварительным, полученные результаты в последствии корректируются на основании фактических данных о характеристиках грунта.

Самый простой способ расчета выполняется при помощи формулы H = F / уk, где:

• H — вес, который выдерживает свайная конструкция;
• F — «чистая» нагрузка;
• уk — поправочный коэффициент.

Коэффициент надежности зависит от количества опорных столбов в свайном поле и нагрузки, оказываемой на почву. Для расчета поправочного коэффициента учитываются следующие аспекты:

• Коэффициент 1,2. Применяется в случае, если проведены подробные геологические исследования, включающие зондирование почвы, сбор образцов и лабораторные анализы грунта. Такой подход редко используется при строительстве частных домов из-за высокой стоимости геологической экспертизы.
• Коэффициент 1,25. Используется, если было выполнено пробное бурение. В этом случае сваю-эталон закручивают в нескольких точках на участке строительства. Такой метод позволяет определить глубину расположения несущего слоя и его толщину. Для успешного проведения пробного бурения требуются навыки и знания в области геологии.
• Коэффициент 1,75. Используется при самостоятельном исследовании грунта и использовании справочных данных. Он подходит для свайных фундаментов с числом опорных столбов до 22 штук.

Эти значения коэффициентов служат для коррекции несущей способности свай в зависимости от качества исследований, проведенных на конкретном строительном участке.

Для расчета неоптимизированной несущей нагрузки следует использовать формулу: F = S x Ro, где Ro прочность основания, а S – площадь лопасти.

Для определения площади лопасти можно воспользоваться специальной формулой либо использовать начальные данные, предоставляемые производителями винтовых свай.

При определении длины опорных конструкций необходимо учитывать характеристики грунта и климатические особенности местности. Важно учесть, что сваи вкручиваются на уровень ниже точки промерзания, поэтому знание глубины промерзания почвы имеет важное значение. Средние значения для Москвы и Московской области следующие:

• Для глинистых почв и суглинков: около 135 см.
• Для песчаных почв: варьируется от 164 до 176 см.
• Для каменистых почв: примерно 200 м.

Для определения прочности основания (Ro) удобно использовать табличные данные, предоставляемые для данного типа грунта и учитывающие его характеристики.

Тип почвы и ее несущая способность.

Тип грунта	Rо на глубине 150 см и более, кг/см2
Галька с включениями глины	4,5
Гравелистый с включениями глины	4,0
Песчаные почвы (крупная фракция)	6,0
Песчаные почвы (средняя фракция)	5,0
Песчаный (мелкая фракция)	4,0
Пылеватый песок	2,0
Глинистые почвы и супеси	3,5
Вязкие глинистые почвы	6,0
Просадочный грунт или насыпное основание (с уплотнением)	1,5
Насыпной грунт (без уплотнения)	1,5

Пример расчета

Для осуществления расчетов нагрузок на винтовую сваю диаметром 108 мм, предназначенную для коттеджа из бруса размером 6×8 м нужно знать:

• Особенности почвы на участке: песчаная.
• Вес всего здания: включает в себя массу всех структурных элементов (стены, кровлю, перегородки, перекрытия и фундамент). Общий вес здания составляет 78,6 тонн.
• Длина наружных стен: 48 м.

С использованием предоставленных данных можно рассчитать несущую способность винтовой сваи. Сначала определяется прочность почвы из таблицы, для песчаного грунта это составляет 5 кг/см². Коэффициент коррекции принимается равным 1,75. Вычисляется площадь винтовой лопасти, для лопасти диаметром 300 мм она равна 961,6 см².

Подставив данные в формулу F = S x Ro, где S – площадь лопасти, а Ro – прочность почвы, получаем: F = 961,6 x 5 = 4808 кг.

Затем рассчитывается неоптимизированная несущая способность: H = F / коэффициент = 4808 / 1,75 ~ 2,75 тонн.

Более точное значение можно получить, используя множество коэффициентов: от глубины залегания лопастей и силы бокового трения до характера работы опоры, величины выдергивающих или сжимающих сил.

Минимальное количество свай, способных выдержать вес здания, определяется как общий вес здания разделенный на неоптимизированную несущую способность сваи: 78,6 т / 2,75 т ~ 29 штук.

Для завершения расчетов определяется расстояние между сваями. Длина наружных стен делится на количество свайных опор: 48 м / 29 шт = 0,97 м. Для обеспечения устойчивости дома весом 78,6 тонн необходимо использовать 29 опор, установленных по периметру с интервалом 1 метр.

Метод статистических нагрузок

Он включает в себя последовательность действий, которые проводятся в полевых условиях. Когда сваи полностью оседают (обычно через 2-3 дня после забивки), на конструкцию подается статическая нагрузка при помощи ступенчатого домкрата.

С помощью специального инструмента, называемого прогибометром, измеряется величина прогиба сваи под этой нагрузкой. Затем производятся необходимые расчеты, используя полученные данные о прогибе. Такой метод считается одним из наиболее точных способов.

Метод динамических нагрузок

Исследования проводятся на сваях, которые уже были установлены и оставлены на отдых в течение определенного периода времени. Для проведения анализа, на конструкцию подается ударная нагрузка, передаваемая с помощью дизельного молота.

Применяется ограниченное количество ударов (обычно до 10 ударов). После каждого удара с использованием прогибометра измеряется степень прогиба сваи под действием нагрузки. Это позволяет определить, насколько свая уселась под воздействием ударов. Этот метод часто применяется в сочетании со статическим методом для получения более полной картины о несущей способности и характеристиках свай.

Метод зондирования

Для проведения метода зондирования свая оборудуется специальными датчиками. После этого она опускается на заданную глубину. Для этого используют ударную нагрузку (для динамического зондирования), либо вибропогружатели (для статического зондирования).

С помощью датчиков измеряется сопротивление грунта боковой и нижней поверхностей сваи. Эти данные затем используются для расчета несущей способности конструкции в зависимости от конкретных характеристик почвы.

Метод зондирования позволяет получить информацию о грунтовых условиях и прочности грунта на определенной глубине, что помогает определить, какие сваи и как глубоко следует использовать для обеспечения надежного фундамента.

От чего зависит несущая способность сваи?

• Диаметра. Больший диаметр обычно обеспечивает лучшую несущую способность, так как площадь контакта с грунтом способствует лучшему распределению нагрузки.
• Длины. Чем глубже свая заложена, тем более устойчивой и надежной будет конструкция.
• Типа грунта. Более плотные и уплотненные грунты обычно могут выдерживать большую нагрузку, чем менее плотные грунты.
• Конструктивные характеристики. Несущая способность сваи также зависит от конструктивных особенностей, таких как материал сваи, её форма и геометрия.
• Нагрузки. Несущая способность должна соответствовать ожидаемым вертикальным и горизонтальным нагрузкам от постройки, включая статические и динамические нагрузки.
• Климатические условия, такие как снеговая и ветровая нагрузка, также могут влиять на несущую способность сваи.

Подробный расчёт несущей способности свай обычно выполняется инженерами и специалистами в области геотехники и фундаментов. Они учитывают все вышеперечисленные факторы, чтобы определить оптимальные параметры свай для конкретного проекта.

Варианты повышения несущей способности свай

1. Инъектирование — эффективную технология, применяемая для укрепления грунтов низкой плотности. Свободное пространство вокруг сваи заполняется бетонной смесью, залегающей на глубину ниже точки наибольшей нагрузки (обычно до 2 метров). Процесс осуществляется при помощи специализированных насосов – инъекторов. Смесь подается с постепенным увеличением давления (от 2 до 10 атмосфер), что позволяет сформировать заполненные сегменты в грунте. Этот метод применяется по всей площади фундамента, чтобы обеспечить связь заполненных участков с соседними элементами. По мере застывания бетона, несущая способность опор повышается приблизительно вдвое.
2. Увеличение размера опорной подошвы (пятки). Эта подошва глубоко заглубляется в грунт до заданной отметки. При разработке проекта свайного фундамента на мягких грунтах, целесообразно применять сваи с увеличенной опорной подошвой, что значительно увеличивает прочностные характеристики всей конструкции. Если используются металлические опоры с увеличенной подошвой, они закладываются путем механического погружения. В случае забивки железобетонных свай могут использоваться два метода для создания увеличенной опорной подошвы – камуфлетирование с формированием камуфлетной пяты и лидерное бурение скважин с применением специализированного бура-расширителя.

Готовая таблица с расчетами

Несущая способность одной свайной опоры (Ф ствола 108 мм, Ф лопасти 300 мм)

Тип почвы	Несущая способность сваи в кг при глубине залегания лопасти, см
	150	200	250	300
мягкопластичная лессовая	2200	2900	3600	4300
полутвердые глинистые	4700	5400	6000	6700
тугопластичные глинистые	4200	4900	5600	6300
мягкопластичные глинистые	3700	4400	5000	5800
полутвердый суглинок	4400	5100	5800	6500
тугопластичная суглинистая	3900	4600	5300	6000
мягкопластичная суглинистая	3500	4200	4800	5500
песчаные (крупная и средняя фракция)	—	9700	10400	11100
песчаные (мелкая фракция)	—	6300	700	7700
пылеватый песок	—	4900	5600	6300

Вывод

При проведении строительства следует анализировать характеристики грунта, использовать правильные формулы для расчетов и учитывать конкретные условия вашего строительного участка. Это обеспечит долговечность, надежность и безопасность вашего дома.

Примеры работ

• с использованием винтовых свай
• С использованием забивных ЖБ свай
• Бурение колодцев
• Оборудование септиков и выгребных ям
• Буровые работы