Несуча здатність буронабивних паль. Розрахунок несучої здатності буронабивних паль

Палево-ростверковий фундамент на буронабивних палях — комбінований тип основи з опорних паль, сформованих у ґрунті шляхом бетонування свердловин, пробурених у землі. Друга частина фундаменту - ростверк, що розподіляє навантаження на палі. Такий тип фундаменту має високу несучу здатність і може використовуватися для будівництва великих будинків і приватних котеджів з будь-яких матеріалів.

Буронабивний фундамент із ростверком дозволяє зводити будови на складних ґрунтах: в'язких, болотистих, пливунах, пучинистих. Основа на буронабивних палях незамінна в сейсмічно активних районах, зонах з розгалуженими мережами підземних комунікацій, а також у ґрунтах із підвищеною лужністю, де неможливо використовувати гвинтові опори.

Переваги конструкції:

• підвищена стійкість до вібрації;
• можливість зведення за несприятливих геологічних умов;
• простота монтажу;
• відсутність великих обсягів земляних робіт;
• відносно невелика собівартість.

Зробити буронабивний фундамент з монолітним ростверком можна без залучення спеціалістів та професійної техніки.

Недоліки:

• небезпека нерівномірного осаду опор;
• неможливість влаштування цокольного поверху та підвалу.

Розрахунок буронабивного фундаменту з ростверком

При розрахунку необхідно керуватися даними про характеристики ґрунтів та матеріалів, зазначених у СНіП 2.03.01-84, 11-23-81, 11-25-80, 2.05.03-84 та 2.06.06-85. Усього проводиться три розрахункові операції:

Розрахунок буронабивних паль

У ході розрахунку визначається довжина паль (глибина залягання), їх перетин, кількість та схема розташування. Діаметр буронабивної палі для будівництва котеджу становить від 15 до 40 см. Найчастіше цей параметр приймають рівним 20 см. Щоб не проводити складні розрахунки з використанням громіздких формул, пропонуємо скористатися готовою таблицею, в якій вказана несуча здатність опор різного діаметру, а також приблизна витрата бетону та арматури:

Буріння свердловини

Буріння проводиться ручним буром, який заглиблюється у потрібну глибину. При проходженні ґрунт не викидається на поверхню, ущільнюючись по стінах.

У процесі буріння необхідно контролювати, щоб бура входила строго перпендикулярно, не відхиляючись.

Після розробки свердловини, діаметр якої повинен бути на 5-7 см більше, ніж обраний діаметр паль, основа ретельно трамбується. При необхідності підсипається піщано-гравійна подушка 10-30 см.

Установка обсадних труб

Обсадні труби перешкоджають обсипанню стін свердловини та забезпечують безпечне проведення робіт. За технологією на щільних глинистих ґрунтах та суглинках труби можна не використовувати, проте при влаштуванні буронабивних паль своїми руками рекомендується їх встановити. Усередині труби значно простіше монтувати армуючий каркас. Крім того, спрощується процес заливання та віброутрамбування бетонної суміші.

Як обсадні труби можна використовувати пластикові, металеві або азбестоцементні вироби потрібного діаметру. Якщо фінансові можливості дозволяють, краще придбати спеціальні обсадні труби для свердловин, на яких є підготовлені стики зі зручними з'єднаннями. Труба вертикально встановлюється в свердловину. Якщо утворився зазор між стінкою труби і свердловиною, його необхідно засипати грунтом з ущільненням.

Армування

Для створення армокаркасу використається арматура 12 мм. За даними таблиці 1 при будівництві котеджу немає необхідності використовувати складний план армування, достатньо 4 або 6 прутів арматури. Технологія зв'язування армуючого каркаса дуже проста: стрижні розташовуються по колу, утворюючи коло діаметром на 3-5 см менше, ніж розмір обсадної труби. Стрижні зв'язуються дротом. Для закріплення можна використовувати хомути. Довжина каркаса = довжина обсадної труби + 30 см. Готовий армокаркас встановлюється в свердловину всередині обсадної труби і заглиблюється в ґрунт.

Арматурний каркас не повинен торкатися стін обсадних труб!

Заливка бетонної суміші

Бетон, що використовується для заливки буронабивних опор повинен відповідати СНиП 2.03.01-84 і бути не нижче за клас В12,5. Для масивних будинків краще використовувати бетон В15. Для заливки бетону в гирлі свердловини опускається завантажувальна вирва. Якщо заливати суміш без вирви, то можлива поява порожнин. Заливати бетонну суміш необхідно повільно, кожен шар завтовшки 0,5 м необхідно ущільнювати 5-10 хвилин за допомогою глибинного віброінструменту і лише після цього заливати наступну порцію. До пристрою ростверку можна приступати після того, як бетон набере міцність через 3-7 діб.

Пристрій ростверку

Для фундаменту будинку виконується залізобетонний стрічковий ростверк. Легкі конструкції, наприклад, лазні, дачні брусові будиночки допускають використання дерев'яного ростверку. Найпростіший і менш трудомісткий варіант - низький ростверк, який височіє над рівнем землі на 0,2-0,3 м. Високий ростверк до 0,5-0,6 м може використовуватися на вологих ґрунтах, для максимального підняття будинку від поверхні.

Етапи будівництва монолітного ростверку:

Влаштування основи та опалубки

Для низьких ростверків застосовується гравійно-піщана подушка 10-20 см, поверх якої укладає підбетонка - 5 см шар тонкого бетону та гідроізоляція. Як гідроізолюючий шар використовується руберойд або гідроізол. Опалубка монтується з дощок по всій довжині ростверку.

Армування

Технологія армування стрічкового ростверку має на увазі поздовжнє укладання стрижнів арматури, які зв'язуються як між собою, так і з арматурою буронабивних паль. Правильне армування забезпечує тверде з'єднання буронабивної опори з ростверком. На розтягнутих ділянках укладається 4 стрижні арматури 20 мм, на кутах - 12-15 мм. Для кріплення арматури в єдиний каркас застосовуються вертикальні прути 5-8 мм, відстань між ними становить 25-30 см.

Заливка бетону

Бетон класу В12, 5 ... В15 заливається всередину опалубки і утрамбовується віброобладнанням. При температурі повітря +25 °С бетон необхідно періодично зволожувати. Для забезпечення поступового затвердіння ростверк необхідно закривати поліетиленом. Остаточно пальово-ростверковий фундамент на палях буде готовий через 20-25 днів.

Утеплення буронабивного фундаменту із ростверком

Для створення сприятливого мікроклімату у будинку рекомендується утеплити фундамент. Закопані в грунт палі не потрібно утеплювати, теплоізоляція необхідна тій частині ростверку, яка розташована вище нульового рівня. Утеплення та гідроізоляція основи із заглибленим ростверком проводиться у горизонтальній та вертикальній площині.

Теплоізоляція виконується плитами пеноплексу або іншого пінопластового утеплювача. Використовувати утеплювачі на основі мінвати не можна, т.к. вони посилено вбирають вологу з ґрунту і швидко приходять у непридатність. Алгоритм створення гідро- та теплоізоляції ростверку простий:

1. Виконується гідроізоляція: шар бітуму або рулонного руберойду. Гідроізолюється верхня та бічні частини ростверку.
2. Плити утеплювача приклеюються клеєм і кріпляться дюбель-цвяхами.
3. Закладення стиків і кутів проводиться за допомогою монтажної піни або рідкого пінополіуретану.
4. Бічні стіни ростверку обробляють штукатуркою або іншим декоративним матеріалом.

Одночасно з теплоізоляцією робиться вимощення, яка також сприяє збереженню тепла та відводу вологи від фундаменту.

Правильно виконаний пальово-ростверковий фундамент на буронабивних палях прослужить не менше 100 років. Конструкція не потребує технічного обслуговування та має доступну вартість.

Характерним показником міцності пальового фундаменту є здатність окремо взятої палі. Ця характеристика впливає на загальну кількість паль у периметрі фундаменту – регулюючи частотність, можна підвищувати межу навантаження, яке буде здатне витримати фундамент. Кількість буронабивних паль та несуча здатність окремо взятої пальової колони це взаємопов'язані характеристики, оптимальне співвідношення яких визначається шляхом проведення нескладних розрахунків.

Підготовка до розрахунку

Вихідні дані, які потрібні для розрахунку несучої можливості буронабивної палі, отримують в результаті проведення геологічних досліджень і підрахунку загального передбачуваного навантаження будівлі. Це обов'язкові етапи розрахунку, проведення яких обґрунтовано теорією розрахунку міцності буронабивних фундаментів.

Такі показники як глибина промерзання, рівень залягання ґрунтових вод, різновид ґрунту та його механічні характеристики дуже важливі для отримання точного результату. Інформація про глибину промерзання ґрунту знаходиться в СНіП 2.02.01-83*, дані розділені по кліматичних районах, представлені картографічно та у вигляді таблиць.

Не варто покладатись на дані геологічної та гідрогеологічної розвідки, отримані на сусідніх ділянках. Навіть у межах периметра одного земельного наділу стан ґрунтів підстав може різко змінюватися. Три-чотири контрольні свердловини у контрольних точках периметра дадуть точну інформацію про стан ґрунтів.

Розрахунок маси будівлі ведуть з урахуванням кліматичного району, розташування будівлі щодо румбу вітрів, середньої кількості опадів у зимовий період, маси будівельних конструкцій та обладнання. Цей показник найбільш значущий під час проектування фундаменту – дані щодо цієї частини розрахунку, і навіть схему і розрахункові формули можна знайти у СНиП 2.01.07-85.

Проведення геології

Проведення геологічних вишукувань відповідальний захід та у масовому потоковому будівництві цим займаються фахівці-геологи. В індивідуальному житловому будівництві часто проводять самостійну оцінку стану ґрунтів. Не маючи досвіду проведення досліджень такого рівня, дуже складно оцінити реальний стан речей. Робота грамотного фахівця здебільшого полягає у візуальній оцінці стану напластувань.

Для початку на ділянці влаштовують шуфри - вертикальні виробітки ґрунту прямокутного або круглого перерізу, глибиною від двох метрів і шириною достатньою для візуального огляду основи стінок ями. Призначення шуфрів – розкриття ґрунту з метою здійснення доступу до напластувань, прихованих під верхнім шаром ґрунту. Геологи вимірює глибину пластів, бере пробу ґрунту із середини кожного шару, а також згодом спостерігає за накопиченням води на дні вибою. Замість шуфрів можуть влаштовуватись круглі свердловини, з яких за допомогою спеціального пристрою виймають керн або беруть локальні проби.

Шуфри вкривають на якийсь час – два-три дні – обмежуючи попадання атмосферних опадів. Після оцінюють рівень води, що піднявся в порожнині свердловини – ця відмітка, відрахована від верхньої межі, і буде рівнем залягання ґрунтових вод.

Усі отримані дані заносяться в зведену таблицю. При самостійній оцінці підстав слід керуватися відомостями, представленими у СНиП 2.02.01-83* та ГОСТ 25100-2011, де у відповідних розділах представлені класифікації ґрунтів з описами, методи візуального визначення типів ґрунту та характеристики відповідно до типів.

Як використовувати дані геологічної розвідки

Після того як проведено геологію місцевості – самостійно або найнятими спеціалістами – можна приступати до визначення початкових геометричних характеристик паль.

Нас цікавлять тип ґрунту, показник коефіцієнта неоднорідності ґрунту, глибина промерзання та рівень розташування ґрунтових вод. Схема розрахунку несучої здатності буронабивної палі для різних типів ґрунтів знаходиться у додатках СП 24.13330.2011.

Глибина закладення палі повинна бути як мінімум на півметра нижче за глибину промерзання, щоб запобігти впливу морозного пучення грунтів на опорну частину колони. Середня глибина промерзання у центральній смузі Росії 1,2 метра, отже, мінімальна довжина палі має становити у разі 1,7 метра. Значення змінюється для окремих регіонів.

Не тільки відносна вологість, а й взаємне розташування нижньої позначки промерзання ґрунту та глибини залягання ґрунтових вод. У холодну пору року високо розташовані замерзлі ґрунтові води будуть чинити сильний бічне тиск на тіло пальової колони - такі ґрунти сильно деформуються і вважаються пучинистими.

Деякі ґрунти, що характеризуються як слабкі, високопучинисті та просідкові, не підходять для влаштування пальових фундаментів – для них більше підходять стрічкові або плитні фундаменти. Визначити тип ґрунту, а також тип сумісного фундаменту означає виключити швидке руйнування конструкцій. Показники неоднорідності ґрунту, зазначені в таблицях перерахованих вище нормативних документів, використовуються в подальших розрахунках.

Розрахунок загального навантаження

Збір навантажень дозволяє визначити масу будівлі, а значить зусилля, з яким споруда буде впливати на фундамент загалом та на його окремо взяті елементи. Існує два типи навантажень, що впливають на опорну конструкцію – тимчасові та постійні. Постійні навантаження включають:

• Масу стінових конструкцій;
• Сумарну масу перекриттів;
• Масу покрівельних конструкцій;
• Масу обладнання та корисного навантаження.

Порахувати масу конструкцій можна, визначивши об'єм конструкцій, і помноживши його на щільність використаного матеріалу. Приклад розрахунку маси для одноповерхової будівлі із залізобетонними перекриттями, покрівлею з керамічної черепиці та зі стінами 600 мм із залізобетону, розмірами 10 на 10 метрів у плані, висотою поверху 2 метри:

• Обчислюємо об'єм стін, для цього множимо площу поперечного перерізу стіни на периметр. Отримуємо V стіни = 20 ∙ 2 ∙ 0,6 = 24 м3. Отримане значення множимо на щільність важкого бетону, що дорівнює 2500 кг/см3. Підсумкова маса стінових конструкцій множиться на коефіцієнт надійності для бетону рівний k = 1,1. Отримуємо масу M стіни = 66 т.
• Аналогічно вважаємо обсяг перекриттів (підвального та горищного), маса яких при товщині 250 мм дорівнюватиме Мпк = 137,5 т, з урахуванням аналогічного коефіцієнта надійності.
• Обчислюємо масу покрівельних конструкцій. Маса покрівлі для 1 м2 металочерепиці – 65 кг, м'якої покрівлі – 75 кг, керамічної черепиці – 125 кг. Площа двосхилим покрівлі для будівлі такого периметра становитиме приблизно 140 м2, а значить маса конструкцій складе Мкр = 17,5 т.
• Загальний розмір постійного навантаження дорівнюватиме Мпост = 221 т.

Коефіцієнти надійності для різних матеріалів перебувають у сьомому розділі СП 20.13330.2011. При розрахунку слід враховувати масу перегородок, облицювальних матеріалів фасаду та утеплювача. Обсяг, який займають віконні та дверні отвори, не віднімають із загального обсягу для простоти обчислень, оскільки він становить незначну частину загальної маси.

Розрахунок тимчасових навантажень

Ростверк на гвинтових палях

Тимчасові навантаження розраховуються відповідно до кліматичного району та вказівок зводу правил «Навантаження та впливу». До тимчасових відносяться снігове та корисне навантаження. Корисне навантаження для житлових будівель становить 150 кг на 1 м2 перекриття, а значить загальна кількість корисної ваги дорівнюватиме Мпол = 15 т.

Маса обладнання, яке передбачається встановити у будівлі, також підсумовується цей показник. Для певного типу обладнання застосовується коефіцієнт надійності, розташований у вказаному вище зведенні правил.

Існують різні типи особливих навантажень, які також необхідно враховувати під час проектування. Це сейсмічні, вібраційні, вибухові та інші.

де ce - Коефіцієнт зносу снігу, рівний 0,85;

ct – термічний коефіцієнт, що дорівнює 0,8;

m - перехідний коефіцієнт, для будівель у плані менше 100 м, що приймається за таблицею Г вищевказаного СП;

St - вага покриву снігу на 1 м2. Приймається за таблицею 10.1 залежно від снігового району.

Показники тимчасових навантажень сумуються з постійними та виходить кількісний показник загального навантаження будівлі на фундамент. Це число використовується для розрахунку навантаження на одну пальову колону та порівняння межі міцності. Для зручності розрахунку наочності прикладу приймемо тимчасові навантаження Мвр = 29 т, що у сумі з постійними дасть Мобщ = 250 т.

Визначення несучої здатності палі

Геометричні параметри палі та межа міцності це взаємопов'язані величини. У цьому прикладі навантаження на один метр фундаменту становитиме 250/20 = 12,5 тонн.

Розрахунок межі межі навантаження на окремо взятій буронабивній палі ведуть за формулою:

де F - межа несучої здатності; R - відносний опір грунту, приклад розрахунку якого знаходиться в СНіП 2.02.01-83 *; А – площа перерізу палі; Eycf, fi і hi - коефіцієнти з вищевказаного БНіП; y – периметр перерізу пальового стовпа, поділений на довжину.

Подивіться відео, як перевірити здатність палі, що несе, за допомогою професійного обладнання.

Для палі півтораметрової довжини діаметром 0,4 метра несуча здатність дорівнюватиме 24,7 тонни, що дозволяє збільшити крок пальових колон до 1,5 метрів. У такому разі навантаження на палю становитиме 18, 75 тонн, що залишає досить великий запас міцності. Зміною геометричних характеристик, а також кроку пальових колон регулюється здатність, що несе. Дана таблиця, представлена ​​нижче, показує залежність несучої здатності півтораметрової палі від діаметра:

Залежність несучої здатності від ширини палі

Існує маса сервісів, що дозволяють провести розрахунок несучої можливості палі онлайн. Користуватися слід лише перевіреними порталами, з хорошими відгуками.

Важливо не перевищувати допустиме навантаження на палю і залишати запас міцності - деякі послуги вміють планувати розподіл навантаження, тому слід звернути увагу на алгоритм розрахунку.

Розрахунок пальового фундаменту виконується залежно від його типу. Важливо розуміти, що розрахунок буронабивних паль відрізнятиметься від обчислень для гвинтових. Але у всіх випадках потрібно виконати попередню підготовку, яка включає збір навантажень і геологічні дослідження.

Вивчення характеристик ґрунту

Несуча здатність буронабивної палі багато в чому залежатиме від міцнісних характеристик основи. Насамперед варто з'ясувати показники міцності грунтів на ділянці. Для цього користуються двома методами: ручним бурінням або уривком шурфів. Ґрунт розробляється на глибину на 50 см більше, ніж передбачувана відмітка фундаменту.

Збір навантажень

Перед розрахунком буронабивного фундаменту також необхідно виконати збір навантажень від усіх конструкцій, що лежать вище. Потрібно два окремих обчислення:

Це необхідно тому, що окремо буде виконано розрахунок ростверку пальового фундаменту та характеристик паль.

При збиранні навантажень необхідно поїсти всі елементи будівлі, а також тимчасові навантаження, до яких відноситься маса снігового покриву на даху, а також корисне навантаження на перекриття від людей, меблів та обладнання.

Для розрахунку пальово-ростверкового фундаменту складається таблиця, в яку вноситься інформація про масу конструкцій. Щоб розрахувати цю таблицю, можна скористатися такою інформацією:

Конструкція
Каркасна стіна з утеплювачем, завтовшки 15 см	30-50 кг/кв.
Дерев'яна стіна завтовшки 20 см	100кг/кв.м.
Дерев'яна стіна завтовшки 30 см	150кг/кв.м.
Цегляна стіна завтовшки 38 см	684 кг/кв.
Цегляна стіна завтовшки 51 см	918 кг/кв.
Гіпсокартонні перегородки 80 мм.	27,2 кг/кв.
Гіпсокартонні перегородки 80 мм.	33,4 кг/кв.
Міжповерхові перекриття по дерев'яних балках із укладанням утеплювача	100-150 кг/кв.
Міжповерхові перекриття із залізобетону товщиною 22 см	500кг/кв.м.
Пиріг покрівлі з використанням покриття з
листів металевої черепиці та металевих	60 кг/кв.
керамочерепиці	120 кг/кв.
бітумної черепиці	70 кг/кв.
Тимчасові навантаження
Від меблів, людей та обладнання	150кг/кв.м.
від снігу	визначається за табл. 10.1 СП "Навантаження та впливи" залежно від кліматичного району

Власна вага фундаментів та ростверку визначається залежно від геометричних розмірів. Спочатку потрібно обчислити об'єм конструкції. Щільність залізобетону приймається рівною 2500 кг/куб.м. Щоб отримати масу елемента, потрібно об'єм помножити на густину.

Кожну складову навантаження потрібно помножити на спеціальний коефіцієнт, що підвищує надійність. Його підбирають залежно від матеріалу та способу виготовлення. Точне значення можна знайти у таблиці:

Розрахунок палі

На цьому етапі обчислень необхідно визначитися з такими характеристиками:

• крок паль;
• довжина палі до краю ростверку;
• перетин.

Найчастіше розміри перерізу визначають заздалегідь, інші показники підбирають виходячи з наявних даних. Таким чином, результатом розрахунку мають стати відстань між палями та їх довжина.

Всю масу будівлі, отриману на попередньому етапі, потрібно розділити на загальну довжину ростверку. У цьому враховуються як зовнішні, і внутрішні стіни. Результатом поділу стане навантаження на кожен пог.м фундаментів.

Несучу здатність одного елемента фундаменту можна знайти за формулою:
P = (0,7 RS) + (u 0,8 fin li), де:

• P - навантаження, яке без руйнування витримує одна паля;
• R - міцність ґрунту, яку можна знайти за таблицями, представленими нижче після вивчення складу ґрунту;
• S - площа перерізу палі в нижній частині, для круглої палі формула виглядає так: S = 3,14*r2/2 (тут r - це радіус кола);
• u – периметр елемента фундаменту, можна знайти за формулою периметра кола для круглого елемента;
• fin - опір грунту з боків елемента фундаменту, див. таблицю для глинистих грунтів вище;
• li - товщина шару ґрунту, що стикається з бічною поверхнею палі (знаходять для кожного шару ґрунту окремо);
• 0,7 та 0,8 – це коефіцієнти.

Крок фундаментів розраховується за простішою формулою: l = P/Q, де Q-це маса будинку на пог.м фундаменту, знайдена раніше. Щоб знайти відстань між буронабивними палями у світлі, зі знайденої величини просто віднімають ширину одного елемента фундаменту.

Армування буронабивних паль виконується відповідно до нормативних документів. Арматурні каркаси складаються з робочої арматури та хомутів. Перша бере на себе згинальні дії, а другі забезпечують спільну роботу окремих стрижнів.

Каркаси для буронабивних паль підбираються в залежності від навантаження та розмірів перерізу.Робоча арматура встановлюється у вертикальному положенні, для неї використовують сталеві стрижні від 10 до 16 мм. У цьому вибирають матеріал класу А400 (з періодичним профілем). Для виготовлення поперечних хомутів потрібно закупити гладку арматуру класу А240. D = мінімум 6-8 мм.

Каркаси буронабивних паль встановлюються так, щоб метал не доходив за край бетону на 2-3 см. Це потрібно для забезпечення захисного шару, який запобігти появі корозії (іржі на арматурі).

Розміри ростверку та його армування

Елемент проектується так, як і стрічковий фундамент. Висота ростверку залежить від того, наскільки потрібно підняти будинок, а також його маси. Самостійно можна виконати розрахунок елемента, що спирається нарівні із землею, або трохи заглиблений у неї. Основа розрахунків висячого варіанта надто складна для нефахівця, тому таку роботу варто довірити професіоналам.

Приклад правильної в'язки арматурного каркасу

Розміри ростверку обчислюються так: В = М/(L R), де:

• B – це мінімальна відстань для спирання стрічки (ширина обв'язування);
• М – маса будівлі без урахування ваги паль;
• L – довжина обв'язки;
• R - міцність ґрунту біля поверхні землі.

Арматурні каркаси обв'язки підбираються так само, як для будівлі на стрічковому фундаменті. У ростверці потрібно встановити робоче армування (вздовж стрічки), горизонтальне поперечне, вертикальне поперечне.

Загальну площу перерізу робочого армування підбирають так, щоб він був не менше 0,1% від перерізу стрічки. Щоб підібрати переріз кожного стрижня та їх кількість (парне), користуються сортаментом арматури. Також необхідно враховувати вказівки СП за найменшими розмірами.

Приклад розрахунку

Щоб краще зрозуміти принцип виконання обчислень, вивчити приклад розрахунку.Тут розглядається одноповерхова будівля із цегли з вальмовим дахом із металочерепиці. У будівлі передбачається наявність двох перекриттів. Обидва виготовляються із залізобетону завтовшки 220 мм. Розміри будинку у плані 6 на 9 метрів. Товщина стінок становить 380 мм. Висота поверху – 3,15 м (від підлоги до стелі – 2,8 м), загальна довжина внутрішніх перегородок – 10 м. Внутрішніх стін немає. На ділянці знайдено тугопластичний супісь, пористість якого - 0,5. Глибина залягання цієї супіски - 3,1 м. Звідси по таблицях знаходимо: R = 46 тонн/кв.м., fin = 1,2 тонни/кв.м. (Для розрахунків середню глибину приймаємо рівною 1 м). Снігове навантаження береться за значеннями Москви.

Збір навантажень робимо у вигляді таблиці. При цьому не забуваємо про коефіцієнти надійності.

Вид навантаження	Розрахунок
Стіни з цегли	периметр стінок = 6+6+9+9 = 30 м; площа стін = 30 м * 3м = 90 м2; маса стін = (90 м2 * 684) * 1,2 = 73872 кг
Перегородки виготовлені з гіпсокартону не утеплені заввишки 2,8 м.	10м * 2,8 * 27,2 кг * 1,2 = 913,92 кг
Перекриття із залізничних плит товщиною 220 мм, 2 шт.	2шт * 6м * 9м * 500 кг / м2 * 1,3 = 70200 кг
Покрівля	6 м * 9 м * 60 кг * 1,2 / соs30ᵒ (ухил даху) = 4470 кг
Навантаження від меблів та людей на 2 перекриття	2*6м*9м*150кг*1,2 = 19440 кг
Сніг	6м * 9м * 180кг * 1,4 / cos30 ° = 15640 кг
РАЗОМ:	184535,92 кг ≈ 184536 кг

Попередньо призначаємо ростверк шириною 40 см, висотою 50 см. Довжину палі – 3000 мм, D перетину = 500 мм. Використовуємо зразковий крок паль 1500 мм.
Щоб розрахувати загальну кількість опор, потрібно 30 м (довжину ростверку) поділити на 1,5 м (крок паль) і додати 1 шт. При необхідності значення округляється до цілого числа у бік зменшення. Отримуємо 21 шт.

Площа однієї палі = 3,14 0,52/4 = 0,196 кв.м., периметр = 23,14 0,5 = 3,14 м.

Знайдемо масу ростверку: 0,4 м 0,5 м 30 м 2500 кг/куб. 1,3 = 19 500 кг.

Знайдемо масу паль: 21 3 м 0,196 кв. 2500 кг/куб. 1,3 = 40 131 кг.

Знайдемо масу всієї будівлі: сума з таблиці + маса паль + маса ростверку = 244167 кг або 244 тонни.

Для розрахунку знадобиться навантаження на пог.м ростверку = Q = 244 т/30 м = 8,1 т/м.

Розрахунок паль. Приклад

Знаходимо допустиме навантаження на кожен елемент за формулою, зазначеною раніше:
P = (0,746 тонн/кв.м. 0,196 кв.м.) + (3,14 м 0,8 1,2 тонн/кв.м. 3 м) = 15,35 т.
Крок паль приймається рівним P/Q = 15,35/8,1 = 1,89 м. Округлюємо до 1,9 м. Якщо крок виходить занадто великим або маленьким, потрібно перевірити ще кілька варіантів, змінюючи при цьому довжину та діаметр фундаментів.

Для каркасів застосовуються прути D = 14 мм та хомути D = 8 мм.

Розрахунок ростверку. Приклад

Потрібно порахувати масу будинку без урахування паль. Звідси М = 204 тонни.
Ширина стрічки приймається рівною М/(L R) = 204/(30 75) = 0,09 м.
Такий ростверк використати не можна. Звіси стіни цегляної будівлі з фундаменту не повинні перевищувати 4 см. Ширину призначаємо конструктивно 400 мм. Висота залишається рівною 500 мм.

Армування ростверку пальового фундаменту:

• Робоче 0,1% * 0,4 * 0,5 = 0,0002 кв. = 2 кв. Тут достатньо буде 4 стрижні діаметром 8 мм, але за нормативними вимогами використовуємо мінімально можливий діаметр 12 мм;
• Горизонтальні хомути – 6 мм;
• Вертикальні хомути – 6 мм.

Виконання розрахунків займе певний проміжок часу. Але з їх допомогою можна зберегти гроші та час у процесі будівництва.

Також ви можете розрахувати фундамент за допомогою онлайн-калькулятора. Просто натисніть посилання Розрахунок фундаменту стовпчастого типу і дотримуйтесь інструкцій.

Зведення будь-якого фундаменту починається з проектування. Розрахунки та креслення можуть бути виконані без залучення спеціалістів самостійно. Звичайно, ці обчислення не матимуть високу точність і являтимуть собою спрощений варіант розрахунку, але вони можуть дати уявлення про те, як забезпечити несучу здатність фундаменту. Далі розглянуті буронабивні палі та приклад їх розрахунку.

Конструкторські роботи виконують у такому порядку:

• вивчення характеристик ґрунту;
• збирання навантажень на фундамент;
• розрахунки за несучою здатністю, визначення відстані між палями та їх перетину.

Про кожен пункт по порядку.

Геологічні дослідження

При масовому будівництві параметри для розрахунків готують геологи. Вони беруть проби ґрунту, проводять лабораторні випробування і дають точні значення несучої здатності того чи іншого шару, розташування ґрунтів із різними характеристиками. Якщо буронабивні палі використовуються для приватного будинку, проводити такі заходи економічно невигідно. Роботу виконують самостійно двома способами:

• шурфи;
• ручне буріння.

Важливо! Характеристики вивчаються у кількох точках, всі їх розташовуються під плямою забудови будівлі. Одна обов'язково в найнижчій частині поверхні землі. Глибину розробки ґрунту при дослідженні характеристик ґрунту призначають на 50 см нижче за передбачувану позначку підошви фундаменту.

Шурф - яма прямокутної або квадратної форми, ґрунт вивчають, аналізуючи ґрунт стінок відритого шурфу. При бурінні виконують аналіз ґрунту на лопатях бура. Ознайомившись із , визначають тип ґрунту. Для деяких типів підстав необхідно визначити консистенцію або вологість. З цим питанням допоможе таблиця1.

Зовнішні ознаки та способи	Консистенція
Глинисті основи
Якщо ґрунт стискають або вдаряють, він розсипається на шматки	Напівтвердий або твердий ґрунт
Зразок важко розминати, при спробі розлому бруска, перед тим як розпастися на дві частини, він сильно згинається.	Тугопластичний
Зберігає виліплену форму, легко піддається ліпленню	М'якопластичний
Менеться руками без утруднень, але не зберігає виліплену форму	Текучепластичний
Якщо зразок помістити на похилу поверхню, то він повільно по ній сповзатиме (стікатиме)	Текучий
Піщані основи
Розсипається при стисканні в руці, не має зовнішніх ознак наявності вологи	Сухі
Перевірку виконують за допомогою фільтрувального паперу, вона повинна залишатися сухою або сиріти через проміжок часу. При стиску в долоні зразок дає відчуття прохолоди	Маловологі
Зразок кладуть на фільтрувальний папір і спостерігають сиру пляму. При стисканні створюється відчуття вологості. Здатний протягом деякого часу зберігати форму	Вологі
Струшують зразок на долоні, він повинен перетворюватися на корж.	Насичені вологою
Розтікається або розповзається без зовнішньої механічної дії (у спокої)	Перезволожені

Визначивши за зовнішніми ознаками тип та консистенцію підстави із застосуванням та таблиці, приступають до з'ясування нормативних опорів. Ці значення потрібні для обчислення несучої здатності фундаменту та розрахунку відстані між палями.

Буронабивні палі надають навантаження не тільки на той шар ґрунту, на який спираються, але і по всій бічній поверхні. Це збільшує їхню ефективність.

У таблиці 2 наводяться нормативні опори підстав, у місцях спирання ними підошви буронабивних паль.

Грунт	Нормативний опір з урахуванням додаткових випробувань, т/м 2
Глинисті основи
—	Коеф-т пористості	Тверда консистенція		Напівтверда		Тугопластична		М'якопластична
Супесь	0,50	47		46		43		41
	0,70	39		38		35		33
Суглинок	0,50	47		46		43		41
	0,70	37		36		33		31
	1,00	30		29		24		21
Глина	0,50	90		87		78		72
	0,60	75		72		63		57
	0,80	45		43		39		36
	1,10	37		35		28		24
Піщані основи
—	Щільні				Середньощільні
	вологі		маловологі		вологі		маловологі
Велика фракція	70		70		50		50
Середня фракція	55		55		40		40
Дрібна фракція*	37		45		25		30
Пилуватий*	30		40		20		30
Великоуламкові основи
Щебінь з додаванням піску	90
Гравій, що утворився із кристалічних порід	75
Гравій, що утворився з осадових порід	45

Коефіцієнт пористості ґрунту - це відношення обсягу порожнеч до загального обсягу породи. Щоб обчислити розміри пір зв'язних порід (глинистих) застосовують такі величини як питома та об'ємна вага.

Також при обчисленні несучої здатності буронабивних паль необхідно враховувати опір по бічній поверхні. Значення для глинистих порід представлені таблиці 3.

З'ясувавши всі необхідні дані, пов'язані з опором ґрунтів, приступають до наступного пункту розрахунку за несучою здатністю фундаменту.

Збір навантажень

Тут потрібно врахувати масу всіх конструкцій. До них відносяться:

• стіни та перегородки;
• перекриття;
• покрівля;
• тимчасові навантаження.

Перші три навантаження відносяться до постійних. Вони залежать від того, з яких матеріалів будуватиметься будинок. Щоб обчислити масу стін, перекриттів або перегородок беруть густину матеріалу, з якого планується їх виготовляти, і множать на товщину та площу. При розрахунку покрівлі дещо складніше. Потрібно врахувати:

• підшивку;
• нижню і верхню решетування;
• кроквяні ноги;
• утеплювач (якщо він є);
• покрівельне покриття.

Можна навести середні значення для трьох найпоширеніших типів покрівельного покриття:

1. маса 1 м2 пирога даху з покриттям з металочерепиці – 60 кг;
2. керамічної черепиці – 120 кг;
3. бітумної (гнучкий) черепиці - 70 кг.

До тимчасових навантажень відносять снігове та корисне. Обидві приймаються за . Снігова залежить від кліматичного району, який визначають за СП «Будівельна кліматологія». Корисна призначається залежно від призначення будівлі. Для житлового – 150 кг/м² перекриттів.

Обчислити всі навантаження недостатньо, кожну їх потрібно помножити на коефіцієнт надійності.

• коефіцієнт для розрахунку постійних навантажень залежить від матеріалу та способу виготовлення конструкції та приймається за таблицею 7.1;
• коефіцієнт для снігового навантаження – 1,4;
• коефіцієнт для корисної у житловому будинку – 1,2.

Всі значення складають і приступають до розрахунку буронабивних паль за несучою здатністю.

Формули для обчислень

P = Росні + Рбок. пов-ти,

де Р - несуча здатність палі, Росн - несуча здатність палі біля основи, Рбок. пов-ти - несуча здатність бічної поверхні.

Росн = 0,7 * Rн * F,

де Rн - нормативна несуча здатність з таблиці 2, F - площа основи буронабивної палі, а 0,7 - коефіцієнт однорідності ґрунту.

Рбок. пов-ти = 0,8 * U * fin * h,

де 0,8 -коефіцієнт умов роботи, U - периметр палі за перетином, fiн - нормативний опір ґрунту біля бічної поверхні буронабивної палі за таблицею 3, h - висота шару ґрунту, що контактує з фундаментом.

Q = M/Uдома,

де Q - навантаження на погонний метр фундаменту від будівлі, М - сума всіх навантажень від конструкцій будівлі, обчислена раніше, Uдома - периметр будівлі.

Важливо! Якщо будинок має велику площу та передбачений монтаж внутрішніх стін, під які буде влаштований фундамент, їхню довжину додають до периметра для розрахунку відстані між буронабивними сваями фундаменту.

де P і Q – знайдені раніше значення, а L – максимальна відстань між палями.

Розрахунок для обчислення відстані між палями фундаменту зазвичай проводиться кілька разів. При цьому підбираються різні перерізи та глибина закладення.

Важливо! За рахунок того, що працює не тільки опорна частина буронабивного фундаменту, що несе здатність зі збільшенням глибини закладення в більшості випадків підвищується (залежить від характеристик основи фундаменту). При проектуванні опори для майбутнього будинку рекомендується розглянути кілька прикладів, змінюючи перетин та глибину закладання. Розраховується відстань між палями та їх кількість. Після цього «прикидається» кошторис (точні обчислення можуть бути трудомісткі, тому досить зразкових значень), і вибирається найбільш економічний варіант.

Перед розрахунком потрібно ознайомитись з . За вимогами цього нормативу буронабивні палі завдовжки до 3 метрів рекомендується передбачати діаметром від 30 см.

Приклад розрахунку

Вихідні дані:

• Геологічні умови місцевості: на глибині 2 метри від поверхні ґрунту залягають суглинки тугоплатні, далі на всю глибину дослідження розташовуються тверді глини з коефіцієнтом пористості 0,5.
• Потрібно спроектувати фундамент під одноповерховий будинок із мансардою. Розміри будинку в плані - 4 на 8 метрів, покрівля з покриттям з вальмової металочерепиці (висота зовнішньої стіни по всіх сторонах однакова), стіни з цегли товщиною 0,38 м, перегородки гіпсокартонні, перекриття - залізобетонні плити. Висота стін у межах першого поверху – 3 метри, на мансардному поверсі зовнішні стіни мають висоту 1,5 метра. Внутрішніх стін немає (тільки перегородки).

Збір навантажень:

1. маса стін = 1,2 * (24 м (периметр будинку) * 3м (перший поверх) + 24 м * 1,5 м (мансарда))*0,38 м * 1,8 т/м³ (щільність цегляної кладки) = 88,65 т (1,2 - коефіцієнт надійності з навантаження);
2. маса перегородок = 1,2 * 2,7 м (висота) * 20 м (загальна довжина) * 0,03 т/м² (маса квадратного метра перегородок) = 2 тонни;
3. маса перекриттів з урахуванням цементної стяжки 3 см = 1,2 * 0,25 м (товщина) * 32 м² (площа одного перекриття) * 2 (підлога першого поверху та підлога мансарди) * 2,5 т/м² = 48 тонн;
4. маса покрівлі = 1,2*4 м*8 м*0,06 т/м² = 2,3 тонни;
5. снігове навантаження = 1,4*4 м*8 м*0,18 т/м2 = 8,1 тонн;
6. корисне навантаження = 1,2*4 м*8 м*0,15 т/м²*2 (2 перекриття) = 11,5 тонн.

Разом: М = 112,94 т. Периметр будівлі Uдома = 24 м, навантаження на погонний метр Q = 160,55/24 = 6,69 т/м. Попередньо підбираємо палю діаметром 30 см і завдовжки 3 м.

За формулами для визначення відстані між палями

Усі необхідні формули наведені раніше, потрібно просто скористатися ними по порядку.

1. F = 3,14 D ² / 4 (площа круглої палі) = 3,14 * 0,3 м * 0,3 м / 4 = 0,071 м ², U = 3,14 D = 3,14 * 0,3 м = 0,942 м; (периметр палі по колу);

2. Pосн = 0,7 * 90 т/м² * 0,071 м2 = 4,47 т;

3. Рбок. пов-ти = 0,8 * (2,8 т/м² * 2 м + 4,8 т/м² * 1) * 0,942 = 7,84 т;

У цій формулі 2,8 т/м² – розрахунковий опір бічної поверхні палі в тугопластичному суглинку, 2м – висота шару суглинку, в якому розташовується фундамент. Опір знаходять по таблиці 3. Там представлені значення для відповідної у разі глибини 50, 100 і 200 див. У розрахунок приймаємо мінімальне у тому, щоб забезпечити запас по несучої спроможності.

4,8 т/м² - розрахунковий опір бічної поверхні палі в напівтвердій глині, 1м - висота фундаменту, що міститься в цьому шарі. Останнє число у формулі – знайдений у першому пункті периметр палі. Значення 0,7 та 0,8 у пунктах 2 та 3 – коефіцієнти з формул.

4. Р = 4,47 т + 7,84 т = 12,31 т (повна несуча здатність однієї палі);

5. L = 12,31 т/6,69 т/м = 1,84 м - максимальне значення відстані між палями (між центрами).

Призначаємо відстань 1,8 м. довжина наших стін кратна 2 м метрам, зручніше щоб і відстань між палями було 2 м, для цього потрібно трохи збільшити несучу здатність палі, наприклад, збільшивши її діаметр. Якщо отримане значення кроку досить велике, розумніше знайти мінімальне, оскільки чим більше відстань між палями, тим більше знадобиться перетин ростверку, що призведе до додаткових витрат. За таким самим принципом виконують розрахунки для зменшеного діаметра. Розраховують використану кількість матеріалу для декількох варіантів і підбирають оптимальне значення.

Фундаменти є украй відповідальною частиною будь-якої будівлі. Чи з'являться тріщини на стінах, чи будинок буде просідати з часом - все це залежить від того, наскільки грамотно підібрані розміри та матеріали для опорної частини. Щоб правильно запроектувати буронабивний пальово-ростверковий фундамент, потрібно виконати його розрахунок по здатності, що несе.

Несуча здатність фундаменту – це навантаження, яке він зможе витримати без руйнувань, деформацій чи інших неприємних процесів. При конструюванні буронабивної основи потрібно з'ясувати таку інформацію:

• переріз елемента;
• довжина;
• відстань між окремими палями.

Розрахунок паль за несучою здатністю часто виконується із заздалегідь відомим перетином фундаменту. Ця характеристика залежить від наявної техніки. Як вихідні дані необхідно підготувати:

• склад ґрунтів на ділянці;
• збирання навантажень на опору будинку.

Збір вихідних даних для розрахунку

Перед тим, як розрахувати буронабивний пальово-ростверковий фундамент, потрібно вивчити властивості ґрунту на ділянці будівництва. Виконати це можна двома методами: уривок шурфів (глибоких ям) або буріння ручним інструментом. Вивчення ґрунту проводять трохи глибше за передбачувану підошву (приблизно на 50 см). За виконання робіт необхідно аналізувати кожен плат грунту, визначати його тип.

Щоб отримати уявлення про те, які бувають ґрунти, як правильно їх розрізняти, рекомендується прочитати . На особливу увагу заслуговує додаток А, в якому дано основні визначення.

Наступний етап розрахунку буронабивної палі та ростверку – збір навантажень. Його простіше виконувати у тоннах. Для його виконання потрібно знати обсяги будівельних конструкцій та густини матеріалів, з яких вони виготовлені. Щоб підрахувати масу будівлі, потрібно згадати просту формулу зі шкільної фізики: «Масу ми легко знайдемо, помноживши щільність на об'єм». У збір навантажень на фундаменти включають:

• власну масу опорної частини (призначають орієнтовно);
• масу перекриттів, стін, перегородок (прорізи із загального обсягу краще не віднімати);
• корисне навантаження на перекриття (для житлових будівель це навантаження призначається 150 кг/м 2 підлоги, береться на кожному поверсі);
• масу покрівлі;
• снігове навантаження (залежить від кліматичного району будівництва, розрахунок виконується по ).

Порада! Для спрощення завдання снігове навантаження можна призначати за спеціальною картою або таблицею. Тобто, без виконання складного розрахунку.

Знайдену масу кожного елемента потрібно помножити на коефіцієнт надійності навантаження. Величина цього коефіцієнта залежить від матеріалу, з якого виготовлено конструкцію. Для снігового та корисного навантажень коефіцієнти постійні і становлять 1,4 та 1,2 відповідно.

Більш докладну інформацію про збирання навантажень на фундаменти можна знайти у статті.

Довідкова інформація

Щоб правильно розрахувати буронабивний пальовий фундамент потрібно знати характеристики грунту міцності. Інформацію про це можна знайти у ВСН 5-71. Для зручності далі представлені адаптовані таблиці цього документа окремо по кожному типу грунтів.

Таблиця 1.Несуча здатність глинистих ґрунтів залежно від консистенції та пористості на опорній ділянці палі, т/м 2 .

Таблиця 2.Несуча здатність глинистих ґрунтів по довжині буронабивної палі, т/м2.

Таблиця 3.Несуча здатність піщаних ґрунтів, т/м2.

Таблиця 4.Несуча здатність великоуламкових ґрунтів, т/м 2 .

Щоб виконати розрахунок перетину та відстані між палями необхідно вибрати одне або два (для глин) значення з наведених у таблиці залежно від результатів уривки шурфів чи буріння.

Порядок розрахунку

Після уважного вивчення всіх попередніх пунктів для розрахунку пальово-ростверкового фундаменту має бути така інформація:

• маса будинку в тоннах та навантаження на кожен погонний метр ростверку;
• несуча здатність ґрунту в тоннах на м2.

Щоб визначити навантаження на погонний метр фундаменту, необхідно масу будинку розділити на сумарну довжину ростверку.

Несуча здатність однієї палі знаходиться за формулою:

P = (0,7*R*S) + (u*0,8*fin*li), де

P - несуча здатність кожної палі фундаменту;

R - міцність ґрунту, знайдена за табл. 1, 3 чи 4;

S - площа перерізу палі на кінці (формула для знаходження наведена далі);

u – периметр палі;

fin - опір ґрунту на бічній поверхні буронабивного пальового фундаменту, знайдений за табл. 2;

li - товщина шару ґрунту, який чинить опір бічній поверхні;

0,7 та 0,8 - коефіцієнти, які враховують однорідність ґрунту та умови роботи палі.

Для палі круглого перерізу площа знаходиться через діаметр або радіус: S = 3,14 * D 2 / 4 = 3,14 * r 2 / 2. Тут D і r – це діаметр і радіус відповідно.

l – відстань між палями буронабивного фундаменту;

P - несуча здатність однієї палі, знайдена раніше;

Q -навантаження на погонний метр фундаменту (маса будинку ділити на довжину ростверку).

Порада! Перед початком розрахунку необхідно ознайомитись з . Мінімальний діаметр пальової основи при довжині елемента менше 3 метрів становить 30 см. Щоб знайти найбільш раціональне рішення рекомендується розглянути 2-3 варіанти геометричних розмірів паль. Для кожного випадку знаходять відстань між опорами та оцінюють витрати на будівництво. Вибирають найекономічніший варіант.

Детальний розрахунок відстані між палями з розглядом кількох прикладів може забрати багато часу. Але тут перед майбутнім власником будинку стоїть вибір, що економити: час чи гроші.

Армування буронабивної палі

Робоча арматура розташована вертикально вздовж палі. Як її використовують прути класу А400 (Аlll) діаметром 10-16 мм. Поперечну обв'язку виготовляють із гладкої арматури А240 (Al) діаметром 6-8 мм. У кожній палі має бути не менше чотирьох робочих вертикальних пруток.

Розрахунок ростверку

Розрахунок ростверку пальового фундаменту виконується приблизно так само, як і обчислення для стрічкового типу опорної частини будинку. Щоб розрахувати ширину стрічки, потрібно скористатися формулою:

= М/L*R, де

B – необхідна ширина ростверку;

М - маса будинку (з відрахуванням маси паль);

L – довжина ростверку;

R - несуча здатність ґрунту (шару біля поверхні).

Цей розрахунок підійде для стрічки, яка розташована безпосередньо на землі або з невеликим заглибленням. Для висячого ростверку розрахунок буде складнішим, виконувати його самостійно проблематично.

Армування ростверку

Підібравши ширину ростверку буронабивного фундаменту, потрібно грамотно його армувати. Можна використовувати вимоги до сталевих стрижнів.

Як матеріал для армування вибирають прути класу А400 (Alll). Максимально допустимий діаметр робочих прутів – 40 мм. Мінімальні значення наведені у таблиці.

Приклад розрахунку пальового буронабивного фундаменту

Вихідні дані для розрахунку:

• одноповерховий цегляний будинок із мансардою, товщина стіни 380 мм;
• розміри у плані 7 на 9 метрів, внутрішніх несучих стін немає (тільки перегородки), висота поверху 3 м;
• покрівля кроквяна мансардна з покриттям з металочерепиці;
• ґрунти на ділянці - напівтверда глина з коефіцієнтом пористості 0,6, залягає на 3 м, R = 72 т/м2, fin = 3,5 т/м2 (взято значення для глибини 1 м).

Збір навантажень зручніше виконувати у табличній формі. Необхідно не забувати коефіцієнти надійності.

Ростверк попередньо приймаємо шириною 0,4 м і висотою 0,5 м. Довжина буронабивної палі попередньо - 3 м, переріз діаметром 40 см, встановлюються з кроком 1,5 м.

Кількість паль = 32 м (L, довжина ростверку)/1,5 м (крок паль) +1 = 22 шт. (округлюємо до цілих у менший бік). S = 3,14 * 0,42/4 (формула площі через діаметр, див раніше) = 0,126 м 2 .

Маса ростверку: 0,4 м * 0,5 м * 32 м (довжина) * 2500 кг/м3 (щільність з/б) * 1,3 (коефіцієнт) = 20800 кг.

Маса паль: 22 шт. * 3 м * 0,126 м2 * 2500 кг / м 3 * 1,3 = 27030 кг.

Сумарна маса всього будинку = 235 830 кг = 236 т.

Навантаження на погонний метр = Q = 236 т/32 м = 7,36 т/м.

Розрахунок паль

Варіант розрахунку палі 1.

Несуча здатність однієї палі = P = (0,7*R*S) + (u*0,8*fin*li) = (0,7*72 т/м2*0,126 м2) + (1,26 м*0 8 *3,5 т/м 2 *3 м (довжина палі)) = 16,93 т.

u = 3,14 * D = 3,14 * 0,4 = 1,26 м, де D - діаметр палі.

Відстань між палями = l = P/Q = (16,93 т)/(7,36 т/м) = 2,3 м. Крок досить великий, можна зменшити довжину палі до 2м.

Варіант розрахунку палі 2.

У розрахунках для попереднього випадку потрібно замінити лише одне значення. Несуча здатність однієї палі = P = (0,7*R*S) + (u*0,8*fin*li) = (0,7*72 т/м 2 *0,126 м2) + (1,26 м* 0,8 * 3,5 т/м 2 * 2 м (довжина палі)) = 13,41 т.

Відстань між палями = l = P/Q = (13,41 т)/(7,36 т/м) = 1,82 м.

Варіант розрахунку палі 3.

Розглянемо ще один варіант з діаметром палі 50 см та довжиною 2 м.

S = 3,14 * 0,52 / 4 = 0,196 м 2;

u = 3,14 * D = 3,14 * 0,5 = 1,57 м.

Максимальне навантаження однієї палі = P = (0,7*72 т/м2*0,196 м 2 ) + (1,57 м*0,8 *3,5 т/м 2 *2 м (довжина палі)) = 18, 67 т.

Відстань між опорами = l = P/Q = (18,67 т)/(7,36 т/м) = 2,54 м.

Рекомендується вибирати крок паль наближений до 2 м. У цьому випадку оптимальним стане 2 варіант з фундаментами невеликого перерізу і довжини. Для більш точного результату можна розрахувати витрати матеріалу у всіх випадках і порівняти його.

Оскільки планується будівництво важкого цегляного будинку, як робоче армування призначаємо прути більше, діаметром 14 мм. Для виготовлення поперечних хомутів використається арматура 8 мм.

Розрахунок залізобетонного ростверку
З маси будинку, використаної при попередніх обчисленнях, необхідно відняти масу паль. Отримуємо навантаження 208800 кг = 209 т.

Ширина ростверку = В = М/L*R = 209 т/(32 м*72 т/м 2 ) = 0,1 м. Необхідна ширина ростверку менша за ширину стіни будівлі. Призначаємо величину конструктивно 0,4 м. Звиси стіни з ростверку не повинні бути надто великими, максимальне значення 0,04м. Висоту ростверку також вибираємо конструктивно 0,5 м. Залишається призначити армування:

• Робоче приймається 0,001 * 0,6 м * 0,5 м = 0,0003 м2 = 3 см2. По сортаменту підходять 4 стрижні діаметром 10 мм, але за вимогами СП мінімальне значення при довжині сторони ростверку 6 м – 12 мм. Приймаємо 4 прути діаметром 12 мм (два зверху та два знизу).
• Поперечне армування діаметром 6 мм.
• Вертикальне армування діаметром 6 мм (оскільки висота стрічки менше 0,8 м).

Виконання розрахунку дозволить оптимально використовувати матеріали та робочу силу на будівельному майданчику.