01Высокие нагрузки
Естественное основание не обеспечивает требуемые деформации
Передаём часть или всю нагрузку на более глубокие слои и проверяем осадки всей фундаментной системы.
Свайные фундаменты / геотехнический расчёт
Расчёт и проектирование свайных фундаментов
Определяем тип и параметры свайной системы, расчётную нагрузку на сваи, длину и отметку пяты, схему свайного поля, работу группы свай, осадки и взаимодействие с ростверком или фундаментной плитой. Для большеразмерных свайных полей и свайно-плитных систем выполняем пространственное численное моделирование.
01 / Когда свайная схема обоснована
Свайный фундамент выбирается по работе основания, а не по формальному признаку «слабые грунты»
Сравниваем естественное основание, свайную схему и, где применимо, свайно-плитную систему по деформациям, несущей способности, конструктивной схеме и технологии строительства.
02Неравномерность
Критичны дифференциальные осадки и крен
Подбираем распределение и жёсткость свайной системы с учётом фактической схемы нагрузок и надфундаментных конструкций.
03Сложная схема
Большое свайное поле или комбинированный свайно-плитный фундамент
Взаимное влияние свай и работа плиты требуют расчёта системы в целом, а не умножения несущей способности одиночной сваи на их количество.
04Особые воздействия
Есть горизонтальные нагрузки, моменты или выдёргивающие усилия
Проверяем работу свай совместно с грунтом и конструкцией ростверка для фактического сочетания силовых факторов.
02 / Основа расчёта
Свайное поле начинается с ИГИ и распределения нагрузок
Длина и количество свай нельзя корректно назначить только по колонкам нагрузок или только по инженерно-геологическому разрезу.
Инженерно-геологическая модель
Глубина исследованной толщи, положение несущих слоёв, деформационные и прочностные характеристики, подземные воды и специфические грунты.
Нагрузки и конструктивная схема
Продольные силы, моменты, горизонтальные воздействия и фактическое распределение нагрузок по колоннам, стенам и ядрам.
Технология устройства свай
Способ устройства влияет на расчётные сопротивления, конструктивные ограничения, допустимые диаметры и возможность реализации на площадке.
Ростверк или фундаментная плита
Жёсткость объединяющей конструкции влияет на перераспределение нагрузок между сваями и должна учитываться в расчётной модели.
Окружающая застройка и подземная часть
Учитываем соседние фундаменты, подземные конструкции, котлован и ограничения технологии устройства свай.
Полевые испытания
Тип и объём испытаний задаются проектом с учётом грунтовых условий, нагрузок и типоразмеров свай.
03 / Тип свайной системы
Тип сваи задаёт не каталог технологий, а условия конкретной площадки
На предпроектной стадии сравниваем применимые технологии по геологии, нагрузкам, стеснённости, допустимым воздействиям и возможности подтвердить расчётные параметры.
Буровые
Буронабивные сваи
Применяются для высоких нагрузок и значительных диаметров, в том числе при необходимости опирания на глубокие несущие слои.
диаметр и длина по расчёту
учёт способа бурения и бетонирования
контроль качества ствола
статические испытания по проекту
Погружаемые
Забивные и вдавливаемые сваи
Выбор зависит от грунтов, несущей способности, динамических ограничений площадки и допустимости выбранного способа погружения.
расчёт погружения и несущей способности
технологические воздействия
динамические / статические испытания
контроль отказа и отметок
Малые диаметры
Буроинъекционные сваи
Применяются при реконструкции, усилении и в стеснённых условиях, когда важны габариты оборудования и возможность устройства рядом с существующими конструкциями.
работа на вдавливание / выдёргивание
связь с существующим ростверком
контроль инъекционной технологии
расчёт совместной работы
Система
Комбинированный свайно-плитный фундамент
Используется, когда нагрузку совместно передают плита и сваи, а основной задачей является управление общей и неравномерной осадкой.
учёт сопротивления плиты
пространственная численная модель
переменный или постоянный шаг
распределение нагрузки плита / сваи
04 / Последовательность расчёта
От предварительной сваи — к совместной модели свайного поля и здания
Финальный проект уточняется итерационно: геотехнический расчёт и общая расчётная модель должны давать согласованное распределение усилий по сваям.
Предварительно назначаем типоразмер
Тип, диаметр / сечение, длина и потенциальный несущий слой.
КонцепцияОпределяем несущую способность
Расчётными методами и, по мере получения данных, по результатам полевых испытаний.
Одиночная сваяФормируем свайное поле
Количество, шаг и расположение под фактическую схему вертикальных и горизонтальных нагрузок.
ПланСчитаем группу
Взаимное влияние свай, осадки, перемещения и работу ростверка / плиты.
СистемаУточняем совместно с КР
Передаём жёсткости / реакции и уточняем усилия до согласованной расчётной картины.
ИтерацияФиксируем проект
План свайного поля, ростверк, узлы, испытания и требования к контролю.
П / РД Для большеразмерных свайных фундаментов расчёт одиночной сваи — только один из этапов.
СП 24 требует учитывать жёсткость ростверка и опирающихся конструкций. Для крупных свайных полей и комбинированных свайно-плитных фундаментов приоритет отдаётся численным моделям, описывающим взаимодействие свай, плиты, сооружения и грунтового массива.
05 / Что проверяем
Свайный фундамент рассчитывается по первой и второй группам предельных состояний
Состав проверок определяется типом свай, нагрузками и фундаментной системой. Для группы отдельно учитывается взаимное влияние свай.
01Несущая способность
Грунт основания сваи
Проверяем предельное сопротивление по пяте и боковой поверхности в соответствии с типом сваи, технологией и грунтовыми условиями.
02Материал
Прочность сваи и ростверка
Свая должна выдерживать не только эксплуатационные усилия, но и технологические воздействия, применимые для выбранного способа устройства.
03Деформации
Осадки свайного фундамента
Для группы учитываем взаимное влияние свай, общую осадку и неравномерность перемещений.
04Горизонтальная работа
Сдвиг, момент и горизонтальное перемещение
При наличии значимых горизонтальных воздействий рассчитываем совместную работу сваи с окружающим грунтом.
05Группа
Распределение усилий между сваями
Учитываем жёсткость ростверка / плиты и надфундаментных конструкций, а не назначаем одинаковую нагрузку на все сваи как окончательную схему.
06Особые условия
Выдёргивание, отрицательное трение и другие воздействия
Включаем дополнительные проверки, когда они следуют из инженерно-геологических условий и фактической работы сооружения.
06 / Свайное поле и совместный расчёт
Нагрузка на сваю уточняется вместе с работой ростверка и здания
Для окончательной модели важно согласовать геотехническую часть с общей моделью несущего каркаса.
Взаимное влияние свай
Осадка сваи в группе зависит от нагрузки соседних свай и расстояния между ними.
Жёсткость ростверка / плиты
Определяет характер перераспределения усилий и неравномерность осадок внутри свайного поля.
Жёсткость надфундаментного строения
Колонны, стены и ядра перераспределяют реакции, поэтому финальные нагрузки на сваи уточняются совместным расчётом.
Коэффициенты жёсткости
При передаче данных в общую модель жёсткости свай определяются по расчётной работе системы и при необходимости уточняются итерационно.
КСП
Для комбинированной свайно-плитной схемы отдельно учитываем долю нагрузки, воспринимаемую плитой, и перераспределение между плитой и сваями.
07 / Полевые испытания
Расчётная несущая способность увязывается с программой испытаний
Количество и тип испытаний не задаём шаблоном для любого объекта.
статические испытания свай — по проекту и ГОСТ 5686
динамические испытания — для применимых типов свай
статическое зондирование — как один из способов оценки основания
испытания на горизонтальную / выдёргивающую нагрузку — при наличии соответствующих воздействий
испытательная нагрузка увязывается с проектной нагрузкой на сваю
после получения результатов расчётные параметры при необходимости уточняются
08 / Примеры материалов
Свайное поле, расчётная модель и результаты
После этого блока вставить обычный Tilda Image Block. План свайного поля; геологический разрез; 3D-модель; нагрузка по сваям; вертикальные перемещения; усилия в сваях; свайно-плитная модель; коэффициенты жёсткости; схема испытаний; фрагмент рабочей документации. Без объектов, адресов и закрытых данных.
09 / Состав выдачи
Что передаём по свайным фундаментам
Состав зависит от стадии, типа свай и распределения ответственности между геотехнической и конструктивной частью проекта.
Исходная геотехническая модель
ИГЭ, расчётные характеристики, подземные воды и принятые условия взаимодействия свай с грунтом.
Обоснование типа и параметров свай
Диаметр / сечение, длина, отметка пяты, технология и расчётная нагрузка.
Расчёт несущей способности
По применимым расчётным методам и с учётом результатов полевых испытаний при их наличии.
Расчёт свайного поля по деформациям
Общая и неравномерная осадка, взаимное влияние свай и, при необходимости, пространственная численная модель.
Распределение нагрузок и жёсткости
Нагрузки на отдельные сваи, коэффициенты жёсткости и данные для увязки с общей моделью здания.
План свайного поля
Количество, шаг, привязки и типоразмеры свай.
Требования к испытаниям и контролю
Типы испытаний, контролируемые параметры и требования к подтверждению проектных решений.
П / РД
Ростверки, фундаментная плита, узлы, конструктивные элементы и спецификации — в согласованном составе.
10 / Исходные данные
Что передать для первичного расчёта
Для предварительной постановки достаточно ИГИ, схемы здания и нагрузок. Если данных не хватает для финального проектирования, это фиксируем до начала работ.
Что полезно приложить
01
инженерно-геологические и гидрогеологические изыскания
02
схему здания и подземной части
03
нагрузки на фундамент или расчётную модель КР
04
предварительный тип / диаметр свай — если уже назначен
05
ограничения по технологии устройства свай
06
результаты статического зондирования и полевых испытаний — если имеются
07
материалы по котловану и окружающей застройке — если они влияют на технологию
08
замечания экспертизы и ранее выполненные расчёты — при корректировке
12 / Вопросы
По свайным фундаментам
Для окончательного проекта — нет. Такая оценка может использоваться только предварительно. В группе учитываются взаимное влияние свай, осадки, жёсткость ростверка или плиты и фактическое распределение нагрузок от надфундаментного строения.
Для большеразмерных свайных полей, свайно-плитных систем, сложной пространственной схемы нагрузок, существенной неоднородности грунтов или когда требуется получить распределение усилий и деформаций системы в пространственной постановке. Для простой одиночной сваи 3D-модель не является самоцелью.
Да. СП 24 требует учитывать жёсткость ростверка и опирающихся на него конструкций в расчётной модели. Для окончательного расчёта нагрузки по сваям уточняются совместно с общей моделью.
Тип и объём полевых испытаний определяются проектом с учётом грунтовых условий, величины нагрузок и числа типоразмеров свай. Для ответственных объектов результаты испытаний используются для подтверждения и уточнения расчётной несущей способности.
В обычном свайном фундаменте нагрузка в расчётной схеме передаётся через сваи и ростверк. В комбинированном свайно-плитном фундаменте в передаче нагрузки участвует также фундаментная плита; система проектируется прежде всего для управления общей и неравномерной осадкой.
Да. Проверяем ИГИ, расчётную нагрузку на сваи, типоразмеры, несущую способность, взаимное влияние, деформации, распределение усилий, результаты испытаний и согласованность геотехнической модели с моделью КР.