|
Як виглядає розрахунок буронабивних паль з ростверком? Разом з читачем ми вивчимо основні етапи проектування фундаменту приватного будинку.
Крім того, в рамках статті будуть порушені термінологія і деякі аспекти технології будівництва.
чому палі
Для початку давайте розберемося, коли варто зупинити свій вибір саме на буронабивних палях.
У загальному випадку фундамент палі обходиться на 20-50 % дешевше стрічкового і в рази дешевше плитного. При цьому завдяки значному заглиблення палі спираються на щільні шари грунту нижче рівня промерзання.
Уточнення: на торф'яних і піщаних грунтах відстань від поверхні до щільного підстави може становити до 8-10 метрів.
У таких випадках з урахуванням витрат на матеріали і буріння більш осмислене рішення - плаваючий плитний фундамент.
Від основної альтернативи - гвинтових паль для фундаменту - буронабивні вигідно відрізняються більшою довговічністю. Навіть будучи оцинкованої, сталева труба не повністю захищена від корозії: при укрученні цинковий шар неминуче порушується; саме тому термін служби гвинтового фундаменту звичайно оцінюється в 50-70 років. Втім, заповнення порожнистої труби бетоном здатне помітно збільшити її ресурс.
технології
Класичний алгоритм створення буронабивної палі простий і зрозумілий:
1. На глибину нижче рівня промерзання буриться свердловина. Для цього може використовуватися ручний або механічний бур.
2. У неї занурюється згорнутий в трубу руберойд.
3. Всередину труби поміщається арматурний каркас.
4. Потім порожнина заповнюється рідким бетоном марки М200 або вище.
5. Після застигання і набору бетоном міцності ми отримуємо готову опору з уже присутнім шаром гідроізоляції (руберойд залишився в грунті, пам'ятаєте?). Залишилося лише зв'язати опори ростверком (як правило, залізобетонним) - і фундамент готовий.
Однак потенційному самостійного будівельнику корисно знати ряд тонкощів і альтернативних технологій.
• Пристрій буронабивних паль раскатчиком дозволяє створити навколо кожної опори шар ущільненого грунту і тим самим збільшити і стійкість фундаменту, і його несучу здатність. Суть методу - в тому, що при бурінні грунт не виймати з свердловини, а ущільнюється в ній.
• Мінімальна відстань між буронабивних палями у світлі (тобто між ближніми один до одного точками поверхні сусідніх опор) в загальному випадку не повинно бути менше одного метра.
При бурінні свердловин ближче один до одного можлива їх деформація. Виняток - скельні грунти і заливка елементів фундаменту всередині обсадної труби зі сталі, азбестоцементу і т.д.
• У загальному випадку ростверк відокремлює від поверхні грунту відстань як мінімум в 100 - 150 міліметрів. Воно необхідне, щоб уникнути впливу пученія грунту.
Однак ростверк може бути і заглибленим: у цьому випадку під ним засипається піщана подушка. Її товщина визначається особливостями грунту на ділянці, а проте при будь-якому грунті вона не повинні бути тонше 100 міліметрів.
• На сипучих і нетривких грунтах використання жорстких обсадних труб переважно. Обсипається стінка свердловини означатиме значне падіння несучої здатності ділянки фундаменту. З можливих рішень мінімальна ціна картонних труб; однак асбестоцемент куди більш довговічний і заодно забезпечить повноцінну гідроізоляцію бетону.
розрахунки
Отже, нам належить своїми руками розрахувати фундамент.
Що саме потребує розрахунків?
1. Перетин паль.
2. Їх кількість.
3. Товщина і кількість арматури в кожній палі.
армування
Почнемо з останнього пункту.
Розрахунок армування буронабивної палі, застосовуваний при будівництво промислових об'єктів і багатоквартирних будинків, досить складний і враховує як навантаження на палю, так і тип грунту, і ступінь його рухливості.
Проте приватне житлове будівництво увазі помірну навантаження на окрему опору і, що важливіше, її порівняно невелику довжину. Якщо при будівництві промислових об'єктів можна зустріти палі діаметром в метр і більше при довжині 50-60 метрів, то в нашому випадку довжина рідко перевищує 2,5-3 метри, а діаметр - 35 сантиметрів.
Основні навантаження опора, ясна річ, відчуває на стиск; між тим поздовжня арматура протистоїть зовсім іншим навантажень - на злам і зрізати.
Саме тому при самостійній підготовці пальового фундаменту досить дотримуватися декількох простих правил:
• Загальна довжина арматурного каркаса повинна поступатися довжині палі не більше ніж на 10 сантиметрів.
• Через кожні 70 сантиметрів поздовжня арматура перев'язується горизонтальними перемичками. Для з'єднання можна використовувати як зварювання, так і в'язальну дріт.
• У загальному випадку достатньо трьох прутків рифленою арматури діаметром 14 міліметрів або чотирьох 12 - міліметрових. Поперечні перемички виконуються з гладкою арматури перетином 6-8 міліметрів.
Важливий момент: арматурний каркас повинен відстояти від зовнішньої поверхні палі як мінімум на 3 сантиметри.
Шар бетону захищає сталь від корозії.
маса будинку
Від чого залежить мінімально необхідну кількість паль?
1. Від несучої здатності однієї опори. Вона, в свою чергу, визначається перетином площі опори і несучою здатністю грунту.
2. Від маси будівлі.
Як з'ясувати, скільки важить будинок?
Інструкція з розрахунку повинна бути досить складною, адже належить врахувати чимало факторів:
• Масу несучих стін і внутрішніх перегородок;
• Масу перекриттів, утеплення та покрівлі;
• Кількість домашнього начиння, яке, на жаль, підпорядковується власним законам і наростає буквально лавиноподібно;
• Снігове навантаження, яка, в свою чергу, залежить від клімату;
• Запас міцності на неоднорідності грунту та інші невраховані фактори.
На практиці, однак, можна сильно спростити собі завдання. Для збалансованих конструкцій приблизно оцінити масу будови без коефіцієнта міцності можна, помноживши масу несучих стін на 2: вага перекриттів, покрівлі, меблів, мешканців будинку та снігової шапки в піку приблизно дорівнює вазі зовнішніх стін.
Важливий момент: для каркасних будов і будинків з sip -панелей варто використовувати коефіцієнт 3.
Стіни цих споруд володіють великою несучою здатністю при досить незначній власній масі.
Отриманий приблизний результат множиться на коефіцієнт 1,3 для того, щоб забезпечити гарантований запас міцності.
Для розрахунку бракує лише довідкової інформації про щільність популярних будівельних матеріалів.
Наведемо кілька значень:
• Вапняк середньої щільності - 1600 кг/м3.
• Повнотіла цегла - 1800 кг/м3.
• Важкий бетон - 2400 кг/м3.
• Пінобетон - 300 - 1400 кг/м3 залежно від марки.
• Поризований цегла - 1200-1400 кг/м3.
• Сосновий брус - 500 кг/м3.
• Піно - 45 - 150 кг/м3.
Давайте як приклад спробуємо оцінити навантаження на палі, яку створить будинок з соснового бруса з товщиною стін, рівний 25 сантиметрам. До маси бруса нам доведеться додати вагу залізобетонного ростверку перетином 35 (ширина) на 30 (висота) сантиметрів.
Будинок - одноповерховий, з висотою стін 3,5 метра і розміром 10 * 10 метрів.
• Обсяг ростверку буде рівним (10 +10 +10 +10) * 0,35 * 0,3 = 4,2 м3. Маса - 4,2 * 2400 = 10080 кг.
• Обсяг стін дорівнює (10 +10 +10 +10) * 3,5 * 0,25 = 35 м3. Важать вони 35 * 500 = 17500 кг.
• Для будинки з дерев'яними перекриттями можна сміливо використовувати коефіцієнт 2. Орієнтовна маса будинку може бути оцінена як (10080 +17500) * 2 = 55160 кг.
• З урахуванням запасу міцності несуча здатність пальового фундаменту повинна бути не менше 55 160 * 1,3 = 71708 кг.
міцність палі
Несуча здатність опори визначається двома факторами:
1. Її механічною міцністю по відношенню до навантаження на стиск.
2. Несучою здатністю грунту.
В абсолютній більшості випадків першим параметром можна знехтувати - просто тому, що міцність залізобетону багаторазово перевищує несучу здатність грунту. Давайте, однак, перестрахуемся і виконаємо нескладний розрахунок.
Міцність бетону марки М200 дозволяє йому витримати навантаження в 200 кг/см2. При діаметрі палі в 30 сантиметрів площа її перетину дорівнюватиме 3,14159265 * 0,15 м ^ 2 = 0,0707 м2, або 707 квадратних сантиметрів.
Стало бути, руйнівне навантаження на стиснення буде не менше 707 * 200 = 141400 кг. Одна паля здатна з двократним запасом прийняти всю масу нашої будівлі!
Несуча здатність грунту
Щоб виконати розрахунок буронабивної палі, нам знову-таки знадобиться довідкова інформація.
Нижче наведені розрахункові навантаження в кілограмах на квадратний сантиметр грунту, що не приводить до його осіданні.
• Великі і гравелисті піски - щільні 4,5, середні - 3,5.
• Середні піски - щільні 3,5, середні 2,5.
• Дрібні піски при низькій вологості - щільні 3,0, середні 2,0.
• Насичені водою дрібні піски - щільні 3,5, середні 2,5.
• Тверді глини - щільні 6,0, середні 3,0.
• Пластичні глини - щільні 3,0, середні 1,0.
• Великоуламкові грунти, щебінь, гравій, галька - щільні 6,0, середні 5,0.
Давайте як приклад розрахуємо максимальне навантаження на буронабивних палю діаметром 30 сантиметрів на щільному вологому дрібному піску. Площа опори нами вже розрахована і дорівнює 707 см2. Несуча здатність грунту в нашому випадку береться рівній 3,5 кгс/см2. Стало бути, на одну опору має припадати не більше 3,5 * 707 = 2474, 5 кілограма.
Капітан Очевидність підказує: опори конічного перетину з розширенням донизу дозволяють при меншій витраті бетону збільшити площу опори і її несучу здатність.
У наведеному вище випадку збільшення перерізу нижньої частини палі всього на 10 сантиметрів зробить її несучу здатність рівною 4396 кілограмам; відповідно, загальна кількість паль можна буде зменшити в півтора з лишком рази.
Розрахунок кількості паль
Його методика очевидна: досить просто розділити передбачувану масу будівлі з урахуванням запасу міцності на несучу здатність кожної опори. У нашому випадку при використанні паль перетином 30 см з розширенням внизу до 40 см необхідно як мінімум 71 708 / 4396 = 16 паль.
При виборі кількості опор і їх перетину варто враховувати ще один фактор: на опори повинні доводитися всі кути будівлі і точки з'єднання внутрішніх перемичок. Якщо 16 точок опори недостатньо для того, щоб убезпечити ростверк від значних згинальних навантажень - кількість паль може бути збільшена.
Необхідна перетин при цьому розраховується методом, так би мовити, від зворотного. Припустимо, що конфігурація стін будинку потребує як мінімум 24 точках опори.
У цьому випадку:
• Розрахункова несуча здатність кожної палі повинна бути не менше 71 708 / 24 = 2987 кг.
• На нашому грунті опорна поверхня кожної палі буде рівний як мінімум 2987 / 3, 5 = 853 см2.
• Радіус основи палі буде дорівнює квадратному кореню з (853 / 3, 14159265), тобто 16,5 сантиметрам. Діаметр - 16,5 * 2 = 33 см. При цьому вище основи діаметр може бути значно менше: як ми вже з'ясували, міцність залізобетону завідомо надлишкова.
висновок
Приблизний розрахунок пальового фундаменту не представляє особливих складнощів навіть для людини, далекої від будівництва. Все, що для нього необхідно - здоровий глузд, знання основ геометрії і трохи довідкової інформації про властивості грунтів і будматеріалів. Як звичайно, в представленому відео в цій статті ви знайдете додаткову інформацію з даної теми.
Успіхів у будівництві!
|
