Свайный фундамент без ростверка существовать не может, но не так просто его и построить. Для этого нужно проводить тщательные расчеты из соблюдением строительных норм и правил. Также тут нужно учитывать допустимые максимальные нагрузки на основание, ведь ростверк отвечает за аккумулирование тяжести целого здания и передачи его равномерно на каждую сваю. Поэтому, проект строительства свайно-ростверкового фундамента должен иметь подробную схему расположения всех свай, их размера, типа материала, а также расчет вертикальной нагрузки на каждый элемент конструкции.
Расчет ростверка на продавливание
Типы винтовых свай
Любой строительный проект свайно-ростверкового фундамента обязательно должен иметь отдельный раздел с расчетом ростверка и сметой на строительство основания. Такие сметы делают люди, которые имеют высшее техническое образование, опыт и квалификацию. В проекте учитывается, к какой группе должен быть отнесен фундамент, и уже от группы зависит конечный расчет основания на продавливание.
Что значит термин «продавливание»? Конструкция такого основания предусматривает наличие сплошного ростверка, под которым стоят сваи. На каждую сваю предусмотрена своя нагрузка, ее нужно учесть и рассчитать. Если нагрузка будет рассчитана не верно, тогда на одну сваю будет действовать слишком большая сила от конструкций и ростверк будет продавлен. А вместе с ним возможна деформация и самой сваи.
Забивка свай
Расчет основания проводится по граничным состояниям 1 и 2 группы. К первой группе нужно отнести следующие параметры в соответствии из строительными нормами:
§ Прочность материалов, которые будут использоваться при производстве ростверка;
§ Особенности грунта, его несущие характеристики;
§ Нагрузка на основания при наличии нагрузок по горизонтали.
Ко второй группе относятся следующие показатели:
§ Наличие вертикальных нагрузок и их нагрузка на ростверк;
§ Смещение, повороты несущих конструкций по горизонтали;
§ Наличие или появление трещин в проектируемом или существующем железобетонном свайном фундаменте.
Как правило, расчетную нагрузку на единичную сваю определяют с учетом равномерного распределения массы на все проектируемые сваи. Соответственно, ростверк при этом принимается как максимально жесткий.
Ростверки под колонны смежного расположения (расположение по соседству), а также аналогичные по конструкции и характеристикам ленточные фундаменты рассчитываются с учетом положений СНиП II-В.1-61 по ключевому предельному состоянию усилий. Но при этом определяются также и дополнительные нагрузки, которые могут возникать по мере эксплуатации здания. Также при необходимости проводится расчет по открытию трещин на основных и второстепенных свайных конструкциях. При расчетах не играет роли, ростверк с какими сваями проектируется, принцип расчета одинаковый для свай с круглым или квадратным сечением.
Схема армирования свайного ростверка.
Высоту ростверка на несущих железобетонных элементах рассчитывают по конкретным формулам. Как правило, минимальная высота должна составлять не менее 35 см, а ширина – от 45 см. Но это документальные данные, которые на практике существенно отличаются от реальных, поэтому высоту расположения ростверка всегда рассчитывают практически, исходя от существующей на строительной площадке ситуации. Подошва ростверка принимается в пределах 300 мм или меньше, а высота плитной конструкции составляет 150 мм.
Стоит отметить, что форма будущего основания под свайный фундамент может напрямую зависеть от всех частей будущей постройки, количества используемых элементов, типа почвы и наличия грунтовых вод. Ведь проектировщик прекрасно понимает, что высота свай должна быть оптимальной, чтобы выдерживать нагрузки от самого здания и со стороны почвы.
Что нужно помнить при расчете свайно-ростверкового фундамента?
1. Все нагрузки и возможные факторы влияния на сваи, и ростверки таких оснований нужно учитывать, исходя из положений СНиПа. Значения, которые там указаны, нужно умножать на коэффициенты надежности, которые четко определены в «Правилах учета ответственности сооружений подобного типа в процессе проектирования зданий».
2. Расчет ростверка проводится с учетом основной и осевой нагрузок, причем часто проектировщик сразу добавляет некоторый процент поправки в большую сторону с целью устранить дополнительные факторы риска.
3. Также в расчете и при составлении будущей сметы на строительство основания нужно использовать существующие значения параметров почвы, а также приоритетных климатических условий в регионе.
4. Нужно сразу учесть тип используемых свай.
5. Проектировщик, который уже имеет достаточно опыта расчетов таких конструкций, принимает свайно-ростверковое основание как единую целую конструкцию и проводит расчет всего основания, а не каждого его элемента отдельно.
6. Если на строительной площадке обнаружены проблемные почвы, плывуны или уже в проекте обнаружено наличие больших нагрузок на основание, тогда сразу нужно учесть все негативные факторы влияния. Также к сложным грунтам относятся почвы с высоким залеганием поверхностных вод.
Расчет конструкции на продавливание колонной из стали
Такой расчет используется только в тех случаях, когда предусматривается стальной монолитный ростверк. Как правило, его практикуют в промышленном строительстве. Где используются тяжелые материалы для возведения несущих стен и перекрытий. И в таких случаях в смете должны быть предусмотрены следующие расчеты:
§ Полный расчет на продавливание колоннами;
§ Расчет продавливания угловыми сваями;
§ Изгиб конструкции;
§ Локальное продавливание сталью.
Как правило, стальные ростверки отличаются сложностью в монтаже, ведь все элементы нужно сварить и затем проверить на прочность. Но в некоторых случаях только стальные материалы и помогут создать действительно прочное и надежное основание.
Расчет фундамента на изгиб
Схема армированной сваи
Многие строители не раз сталкивались с проблемой изгиба несущей конструкции через неверно подобранные материалы или ошибки в расчетах. Соответственно, смета уже никуда не годится, ее нужно оперативно переделывать и проводить новые расчеты. Поэтому, в строительных нормах четко указано, что расчет на изгиб проводится только в сечении по грани колонны и по внешнему контуру ростверка.
Есть несколько методик расчетов на изгиб, но подбираются они, в каждом конкретном случае индивидуально исходя от внешних условий. Самый быстрый вариант – это суммирование всех моментов от реакций запроектированных свай и дополнительно учитываются локальные нагрузки. Но такая методика используется, если используются железобетонные сваи. А вот когда используется стальная свайная конструкция, тогда лучше брать методику расчета по сечению колонн.
Также таким методом рассчитывается и необходимое количество, и допустимый максимальный диаметр арматуры.
Итог
Фактически, своими руками сделать правильный расчет таких специфических фундамента практически не возможно. Для этого нужно иметь не только строительное образование, но и огромный опыт работы строителем и проектировщиком. Поэтому, перед началом строительства дома лучше сразу попросить специалистов, чтобы они сами сделали рабочий проект будущего основания с указанными не только местами установки каждой сваи и ее допустимой длины и сечения, но и размеров ростверка. А тем более, что только специалисты четко укажут, с каких материалов лучше строить здание.