Стрічковий фундамент на палях: види паль, розрахунок, армування ростверку | Фундамент будинку | Дім і дача

Стрічковий фундамент на палях: види паль, розрахунок, армування ростверку | Фундамент будинку | Дім і дачаЗвичайний стрічковий фундамент прийнято відносити до фундаментів мілкого закладення, пальовий – глибокого. Застосування стрічкового фундаменту на палях в приватному будівництві доцільно в тих випадках, коли фундамент дрібного закладення не ефективний або його виконання ускладнено:

  • Грунти від рівня глибини промерзання і нижче, мають дуже низьку несучу здатність. Найчастіше така ситуація характерна для ґрунтів біогенного характеру (торфовища, мули), зв’язних грунтів (супіски, суглинки) текучо-пластичної консистенції, насипних грунтів і т. д.
  • Грунти не стійкі, будівництво ведеться в зоні зсувів, селів, ярів, схилів.
  • Пристрій фундаментів сильно утруднено існуючими підземними комунікаціями, поруч розташовані старими будовами з недостатньо заглибленими фундаментами і т. д.
  • На ділянці будівництва складні гідрогеологічні умови (високий рівень ґрунтових вод, щорічне утворення сильних верховодок тощо).

При свайне варіанті фундаменту палі об’єднуються стрічкою або плитою, в іншому випадку фізично не на що буде ставити підземну (цокольну) частину стін.

Види паль

У приватному будівництві найбільше поширення одержали наступні види паль:

  • забивні залізобетонні перерізом 300х300мм;
  • буронабивні (буроін’єкційні) діаметром 200-400мм;
  • гвинтові.
  • Залізобетонні забивні палі зовні дуже схожі на звичайні колони з загостреним кінцем.

    Занурення таких паль в грунт виконується забиванням дизель-молотом або тисненням (гідравлічним, вибропогружением). Перший спосіб чи застосовний в умовах щільної існуючої забудови з-за ударних навантажень на грунт. Другий в ідентичній ситуації теж може виявитися неможливим із-за габаритів сваезадавливающих агрегатів. Якщо будівництво виконується на вільній території найчастіше застосовують дизель-молоти.

    В умовах міської щільності будівництва заслужене визнання отримали буронабивні і буроін’єкційні палі. Їх виконують шляхом пробуривания свердловин на потрібну глибину. Далі для влаштування буронабивних паль в свердловину опускають арматурний каркас і заливають бетоном. Буроін’єкційні свердловини відрізняються методом виробництва робіт – буріння виконується шнеком (буром) з наскрізною порожниною по центру. Після того, як вістря шнека досягло необхідної глибини в товщі ґрунту, його починають витягувати, одночасно подаючи під тиском пластичну бетонну суміш крізь порожнину. Після вилучення шнека в свердловину, вже заповнену бетоном, вдавлюють арматурний каркас. Даний вид паль застосовують у грунтах текучо-пластичної консистенції щоб уникнути необхідності в дорогих обсадних трубах.

    Через високу вартість буронабивних і буроін’єкційних паль в приватному будівництві їх застосовують в тих випадках, коли пристрій інших типів паль не доцільно або неможливо.

    Найдешевшим видом пальового фундаменту (з урахуванням вартості виконання робіт) є гвинтові палі. Їх застосування найчастіше виправдано для невеликих об’єктів, розташованих на грунтах мягкопластичной консистенції.

    В якій програмі розрахувати палі і стрічковий ростверк?

    Найбільш простим, зручним і зрозумілим програмним комплексом, що дозволяє виконати всі необхідні розрахунки, є «SCAD Office». Він дозволяє обчислити несучу здатність палі, її осідання, визначити армування ростверку.

    Відповідальність за використання зазначеної програми та результатів розрахунків не може бути покладена на адміністрацію цього сайту, а також автора цієї статті.

    Крок і несуча здатність паль

    Крок паль залежить від їх несучої здатності і навантаження на ростверк. Розрахунок без результатів інженерно-геологічних вишукувань неможливий, в цьому випадку не залишиться іншого вибору, окрім як прийняти крок і несучу здатність палі по аналогії з вже побудованими близько розташованими об’єктами.

    Визначення несучої здатності паль по грунту (яку зможе витримати навантаження паля без неприпустимого зміщення в товщі ґрунту) описано у зводі правил (сучасний аналог старого Сніпа) СП 24.13330.2011 «Пальові фундаменти». Але простіше застосувати модуль «Запит» програмного комплексу SCAD Office. Для цього відкриваємо папку SCAD Office, запускаємо додаток «Запит», у вікні вибираємо «Несуча здатність палі».

    Стрічковий фундамент на палях: види паль, розрахунок, армування ростверку | Фундамент будинку | Дім і дача

    Розрахунок починається з завдання основних характеристик.

    Вибираємо тип палі, її розміри, задаємося глибиною занурення (уважно вивчіть звіт геологів – звичайно, в ньому є рекомендації в якій шар грунту слід занурити палю), вносимо дані по грунтах, натискаємо кнопку «Обчислити».

    Стрічковий фундамент на палях: види паль, розрахунок, армування ростверку | Фундамент будинку | Дім і дача

    Глибина котловану приймається рівною глибині промерзання. Глибину занурення палі Н найкраще прийняти за рекомендаціями звіту про інженерно-геологічних вишукуваннях. Занурення вістря палі в несучий шар зазвичай виконується на величину 2м.

    Стрічковий фундамент на палях: види паль, розрахунок, армування ростверку | Фундамент будинку | Дім і дача

    Вносимо в програму характеристики ґрунтів. У звіті про інженерно-геологічних вишукуваннях буде таблиця нормативних і розрахункових показників фізико-механічних властивостей ґрунтів. Для розрахунку несучої здатності палі використовуємо розрахункові значення.

    Стрічковий фундамент на палях: види паль, розрахунок, армування ростверку | Фундамент будинку | Дім і дача

    У результаті розрахунку одержуємо несучу здатність палі в тоннах.

    З отриманої цифри необхідно відняти власний вага палі. Для його визначення перемножуємо габарити палі на об’ємна вага залізобетону, рівний 2500 кг/м3. Розрахунки ведемо в однакових одиницях. Не можна мегапаскалей (МПа) віднімати тонни на квадратний метр і так далі.

    Для визначення кроку паль необхідно обчислити навантаження на ростверк. Для цього потрібно знати загальна вага будівлі і корисну навантаження.

    Власний вагу стін, перекриттів і т. д. обчислюється звичайним перемножуванням товщини на висоту, довжину і об’ємний вагу. Значення останнього для кожного з матеріалів (цегла, бетон і т. д.) легко знайти в будь-якій пошуковій системі. Не забуваємо додавати вага стяжок, підлогових покриттів, перегородок, покрівлі і т. д. Для спрощення розрахунку коефіцієнтів надійності по навантаженню, відповідальності і т. д. доведеться знехтувати, обмежившись усередненим коефіцієнтом запасу 1,15-1,2. Тобто суму від всіх мас (стін, перекриттів, підлог, покрівлі, кроквяної системи і т. д.) множимо на 1,15 або на 1,2. Масу кроквяної системи при цьому можна прирівняти до маси міжповерхового перекриття із залізобетону. Не забудьте про власний вазі ростверку. Його ширину приймаємо рівною не менше товщини стін, висоту в першому наближенні візьмемо 0,5 м.

    Корисне навантаження для об’єктів приватного будівництва (індивідуальний житловий будинок) становить 200 кг/м2 з кэффициентом 1,2. Спрощено на кожен квадратний метр підлоги кожного поверху слід докласти 250кг (0,25 т). Тобто якщо сумарна корисна площа Вашого будинку дорівнює 100м2, загальна корисна навантаження, яку необхідно прикласти до ростверку при його розрахунку, складе 0,25 х 100 = 25т.

    Останнє, що необхідно зробити, це визначитися зі сніговим навантаженням. Через пошукову систему визначаємо, до якого сніговому району належить місце будівництва. Для цього користуємося найменуванням розташованого поруч великого міста. Наприклад, вводимо в пошук «сніговий район Архангельська». Можна також скористатися малюнком.

    Стрічковий фундамент на палях: види паль, розрахунок, армування ростверку | Фундамент будинку | Дім і дача

    Значення ваги снігового покриву в залежності від району.

    Кожному із снігових районів відповідає певне значення ваги снігового покриву. Ця цифра вводиться в розрахунок з коефіцієнтом 1,4, з допомогою якого враховується можлива поява снігових мішків під час рясних снігопадів.

    Так, наприклад, для будинку площею плями (зовнішній габарит будівлі на рівні першого поверху) 100м2 в Архангельську отримаємо наступний загальний вага снігового покриву: 240 х 1,4 х 100 = 33 600кг (33,6 т).

    Далі складаємо всі цифри – власна вага конструкцій і покриттів з коефіцієнтом запасу, суму корисних навантажень і сніг. У підсумку отримуємо загальний розрахунковий вагу будівлі. Ділимо його на периметр стрічкового ростверку. Тобто на суму довжин усіх несучих стін будівлі на рівні першого поверху. Результатом стане погонна навантаження на ростверк.

    Для визначення кроку паль у стрічковому ростверку необхідно розділити несучу здатність палі на погонну навантаження на ростверк. Наприклад, при несучої здатності палі 40т і погонною навантаженні 20т/м. п. отримаємо шуканий крок паль 2м.

    Після визначення кроку паль можна приступати до розрахунку армування стрічкового ростверку.

    Розрахунок армування стрічкового ростверку

    Для розрахунку армування стрічкового ростверку використовуємо програму «Арбат» SCAD Office.

    Стрічковий фундамент на палях: види паль, розрахунок, армування ростверку | Фундамент будинку | Дім і дача

    Після запуску вибираємо закладку «Підбір арматури в балці», так як стрічковий фундамент на палях являє собою не що інше, як многопролетную балку, обперту на палі.

    В основному вікні підбору арматури в балці вказуємо кількість прольотів між палями і їх крок. Кількість прольотів визначиться як довжина стіни, поділена на крок паль. Тобто для стіни 10м крок паль 2м отримаємо 5 прольотів.

    Стрічковий фундамент на палях: види паль, розрахунок, армування ростверку | Фундамент будинку | Дім і дача

    Вказуємо жорстке защемлення ліворуч і праворуч, задаємо прив’язку центру арматурних стержнів в кутах, рівній захисному шару 40мм плюс половина діаметра стрижня. Попередньо можна задатися орієнтовно 16-28мм, тоді прив’язка вийде в діапазоні 48-54мм. В даному прикладі в запас прийнято 55мм.

    Коефіцієнт умов роботи та інші дані можна залишити без змін.

    Далі приступаємо до формування завантажень.

    Стрічковий фундамент на палях: види паль, розрахунок, армування ростверку | Фундамент будинку | Дім і дача

    За правилами слід розділяти постійні, тривалі і короткочасні навантаження. Але розрахунок можна спростити, умовно прийнявши всі навантаження, як постійні, сформувавши одне єдине завантаження натисканням кнопки «Створити». Далі по черзі вибираємо номер прольоту з першого по п’ятий, і кожному задаємо кнопкою «додати» отриману раніше навантаження на ростверк.

    У процесі додавання навантажень програма в режимі реального часу буде відображати епюри внутрішніх зусиль – це свого роду графік, що відображає типологію розподілу внутрішніх зусиль щодо нашої балці-ростверку.

    Стрічковий фундамент на палях: види паль, розрахунок, армування ростверку | Фундамент будинку | Дім і дача

    Якщо все зроблено правильно, у межах кожного прольоту з’явиться епюра внутрішніх зусиль.

    Потім переходимо до призначення класу бетону. Як його визначати ми розібрали раніше.

    Стрічковий фундамент на палях: види паль, розрахунок, армування ростверку | Фундамент будинку | Дім і дача

    В закладці «Бетон» вказуємо клас. Для ростверків клас бетону нижче, ніж В15, не застосовується. Найчастіше оптимальним буде клас В25.

    Після натискання кнопки «Обчислити» з’явиться закладка «Результати».

    Стрічковий фундамент на палях: види паль, розрахунок, армування ростверку | Фундамент будинку | Дім і дача

    В якості результатів будуть дані про площі поперечного перерізу необхідних арматурних стрижнів. Рядок «Площа S1 і S2» можна розгорнути, відобразивши різні варіанти армування – симетричне, не симетричне, а також дані по поперечного армування. Не симетричне армування рідко застосовується в приватному будівництві з-за більш високої складності.

    Стрічковий фундамент на палях: види паль, розрахунок, армування ростверку | Фундамент будинку | Дім і дача

    Розрахункові значення поперечного армування вкрай важливі для стрічкового фундаменту на палях (ростверк). Цей тип будівельних конструкцій випробовує значні навантаження, в результаті чого для виключення появи косих тріщин слід безпосередню увагу звернути на поперечне армування, воно повинно бути не менше розрахункового.

    Остаточний аналіз результатів розрахунку зручно виконати шляхом натискання кнопки «Звіт» з подальшим вивченням таблиці «Результати підбору арматури». Звіт формується у форматі Microsoft Word.

    Стрічковий фундамент на палях: види паль, розрахунок, армування ростверку | Фундамент будинку | Дім і дача

    Для визначення необхідного діаметра арматури слід конструктивно задатися кількістю каркасів. Для невеликих будинків зазвичай приймають три. Далі значення сумарного армування ділять на кількість каркасів. Отримана цифра являє собою площа поперечного перерізу стрижня за розрахунком.

    Через площу поперечного перерізу по таблиці визначаємо діаметр.

    Стрічковий фундамент на палях: види паль, розрахунок, армування ростверку | Фундамент будинку | Дім і дача

    Таблиця відповідності площі поперечного перерізу і діаметрів.

    В даному прикладі 3,549 / 3 = 1,183, що відповідає діаметру 14мм (діаметра 12мм трохи недостатньо). Аналогічним чином визначаємо діаметр поперечного армування – 6мм при кроці 100мм буде достатньо.

    Схема армування стрічкового фундаменту на палях багато в чому схожа з армуванням звичайного стрічкового фундаменту. З відмінностей варто згадати важливість поперечного армування, не бажаність без додаткових розрахунків застосовувати такий крок арматури більше 200мм і доцільність зменшення кроку до 100мм в області опори на кожну з паль на ділянці по 50-100см в кожну сторону від палі вздовж ростверку.

    Вузол сполучення палі з ростверком

    Палі сполучаються з стрічковим ростверком жорстким чином. Для цього оголовой палі після забивання відбійним молотком розбивається таким чином, що б залишилася бетонна частина була замонолічена в ростверк не менш, ніж на 50 мм, а довжина звільнених арматурних випусків залишилася не менше 50 діаметрів цих випусків.

    Стрічковий фундамент на палях: види паль, розрахунок, армування ростверку | Фундамент будинку | Дім і дача

    Вузол сполучення оголовка палі з стрічковим ростверком.

    В даному прикладі довжина випусків 600мм для арматури діаметром 12мм. У тому випадку, якщо висота ростверку не дозволяє повністю замонолитить випуски, їх загинають в тіло ростверку перед заливкою.

    Для визначення конструктиву вузла сполучення з гвинтовими палями краще всього запросити рекомендації від виробника паль. Зазвичай такий вузол виконується шляхом зварювання арматурних анкерів до металевого оголовка палі. Анкера бажано виконати трохи більшим діаметром, ніж каркаси. Довжина анкера – все ті ж 50 діаметрів. У деяких випадках оголовок палі порожнисте, при такому варіанті його заповнюють арматурними анкерами і бетоном, потім анкера загинають в тіло ростверку перед заливкою. Крім того, на гвинтові палі іноді виконується вільної обпирання, тому обов’язково потрібно запросити рекомендації виробника таких паль.

    Стрічковий фундамент на палях: види паль, розрахунок, армування ростверку | Фундамент будинку | Дім і дача

    Поділитися з друзями
    Ремонт та вироби своїми руками