Unter Verwendung von Schraubpfählen hergestellte Fundamente werden für den Bau von Privathäusern und Brückenbauwerken, für den Bau kleiner Strukturen wie Pavillons und Gewächshäuser verwendet. Schaufelelemente, die den darunter liegenden Boden verdichten, tragen zur höheren Festigkeit des Bodens bei. Damit die Struktur dauerhaft ist, müssen die Vorarbeiten und die Berechnung von Schraubpfählen korrekt durchgeführt werden.
Untersuchung der Bodeneigenschaften
Um die Anzahl der Schraubpfähle zu berechnen, müssen Sie die Art des Bodens bestimmen, auf dem die Bauarbeiten geplant sind. Um seine Stärke herauszufinden, können Sie es manuell einen halben Meter tiefer bohren, als sich die Basis befindet. Die Berechnung der Pfahlgründung erfordert die Kenntnis der Eigenschaften und Koeffizienten, die die Festigkeit des Gebäudes beeinflussen. Sie müssen herausfinden:
- Bodenart: Lehm, sandiger Lehm, sandiger Boden usw.
- Koeffizient, der das Verhältnis von Bodenpartikeln zu Hohlräumen angibt.
- Die Art der Konsistenz und der entsprechende Festigkeitskoeffizient. Für tonige Böden werden 2 Werte verwendet, von denen einer den Bereich entlang der Länge des Pfahls charakterisiert, der andere im Bereich seines Bodens. Der Boden kann hart, halbhart oder plastisch sein (leicht oder fest kneten).
Um die Art des Bodens zu bestimmen, müssen Sie die Informationen aus dem Anhang der Landesnorm „Böden. Einstufung". Dieses Dokument enthält die zu berücksichtigenden Merkmale. Sie benötigen auch Tabellen, die die Festigkeitswerte von Böden mit einer bestimmten Zusammensetzung und Konsistenz angeben. Der Koeffizient hängt von der Härte und Zusammensetzung des Bodens ab. Betrachtet man den Indikator für Tonböden entlang der Länge des Pfahls, können Sie sehen: Je größer die Tiefe, desto höher der Wert. Die ohnehin geringe Festigkeit feinsandiger Böden nimmt mit der Feuchtigkeit ab.
Sie können kein Haus auf staubigem Boden bauen: Sie müssen es durch groben Sand ersetzen oder einen geeigneteren Ort wählen.
Sammeln von Pfahlgründungslasten
Bei der Berechnung einer Pfahlschraubengründung muss die Summe der darauf wirkenden Lasten in Masseneinheiten (bei großen Gebäuden sind dies Tonnen) ermittelt werden. Sie können in konstant und temporär unterteilt werden. Die letzte Kategorie umfasst:
- Langfristig - stationäre Ausrüstung mit Füllung, temporäre Zäune.
- Kurzfristig - Klimafaktoren (Schnee usw.), mobile Ausrüstung, Verkehr, Auswirkungen von Lebewesen.
- Spezifisch - die Einwirkung von Bränden, Explosionen, Schäden am Fundament (die die innere Struktur des Bodens beeinträchtigen), seismischer Faktor. Ihr Wert kann negativ sein.
Die Berechnung der Gesamtbelastung des Fundaments erfolgt durch einfaches Summieren der Lastwerte für alle angegebenen Kategorien. Um die Menge der konstanten Einflüsse herauszufinden, müssen Sie den Anteil der für Bauarbeiten aufgewendeten Materialien bestimmen. Die erforderlichen Informationen können von ihrem Lieferanten bereitgestellt werden. Wenn Sie das Material, seine Dicke und Konstruktionsart kennen, können Sie den Tabellenwert des Parameters verwenden. Stahlbeton hat das größte spezifische Gewicht pro Quadratmeter. Dies gilt für Wandaufbauten und Böden. Das Gewicht des Daches ist zu berücksichtigen.
Wenn die Berechnung der Pfähle und des Fundaments mit eigenen Händen erfolgt, müssen Sie berücksichtigen, dass der Lastindikator als Standardparameter multipliziert mit dem Zuverlässigkeitsfaktor bestimmt wird f... Der letztere Wert hängt vom Konstruktionsmaterial und seiner Dichte ab und liegt normalerweise im Bereich von 1,05-1,3.
Zum Beispiel der Umfang P Innen- und Außenwände eines Holzhauses beträgt 50 m, Höhe ha - 5 m und der spezifische Indikator für Rohstoffe - 70 kg / m2. Dann wird die Last nach der Formel berechnet P * h * spezifisches Gewicht = 50 m * 5 m * 70 kg / m² = 17500 kg = 17,5 Tonnen. Ähnliche Indikatoren werden für das Dach und die Böden berechnet. Im ersten Fall wird das spezifische Gewicht des Materials mit der Fläche multipliziert. Im zweiten kommt ein weiterer Faktor hinzu - die Anzahl der überlappenden Elemente. Diese drei Werte – für Rahmenkonstruktionen, Dächer und Platten – addieren sich. Das Ergebnis, multipliziert mit dem Sicherheitsfaktor (bei einem Gebäude aus Holz 1,1), ergibt den konstanten Lastwert.
Da es in der Planungsphase unmöglich ist, die Gesamtmasse der auf die Böden wirkenden Möbel, Geräte und Lebewesen genau zu kennen, verwenden sie für die Berechnungen den in den Normen akzeptierten Indikator einer gleichmäßig verteilten Last pro Quadratmeter (Pt). In Wohnungen wird sein Wert als 150 kg / m² angesehen. Die Berechnungsformel sieht so aus: S * Pt * nwo nein - die Anzahl der benutzten Stockwerke.
Auch beim Bau wird die für diese Region charakteristische Schneelast auf das Gebäude berücksichtigt. Im zentralen Teil des ETR wird der berechnete Indikator als 180 kgf / m² angesehen. An manchen Orten ist diese Zahl viel höher - in einigen sibirischen Regionen kann sie 400 kgf / m² erreichen. Den gewünschten Wert können Sie der Karte der Schneeregionen entnehmen. Die Lastformel besteht aus drei Faktoren: Dachfläche, Bemessungswert und Neigungsfaktor. Der letzte Parameter für die typischsten Beschichtungen mit einer Neigung von 30-45 Grad wird als gleich 0,7 angesehen.
Der Windlastfaktor wird oft als negative Zahl ausgedrückt (was eine Abnahme des Gesamtgewichts bedeutet). Aus diesem Grund wird es beim Bau massiver Strukturen oft vernachlässigt. Für kleine Segelstrukturen ist dies dagegen sehr wichtig, da man sich während des Baus die Auswirkungen von Zug und anderen Einwirkungen auf die Pfähle vorstellen muss. Bestimmen Sie den Winddruck nach der Formel: W = 0,7 * k (z) * c * gwo k(z) - Koeffizient für die Höhe z (in der Tabelle für Geländetypen zu finden), von - aerodynamischer Index (abhängig von der Dachneigung und davon, wo der Wind häufiger weht - in den Giebel oder in die Böschung), G - Sicherheitsfaktor gleich 1,4. Um die Gesamtdachlast zu berechnen, ergibt sich die Zahl W mit der Dachfläche multiplizieren.
Die Abmessungen des Gitters und seiner Verstärkung
Bevor Sie die Anzahl der Pfähle für die Pfahlgründung berechnen, müssen Sie herausfinden, welche Abmessungen der Grill haben wird. Nach SNiP 52-01 muss die Pfahleinbettungstiefe den Abmessungen der Bewehrungsverankerung entsprechen. Bei der Berechnung des Gitterrosts wird daher die kleinste Höhe entsprechend dem Einbettungsgrad der Freigabe der zu installierenden Verstärkungselemente gewählt. Als Standardindikator in niedrigen Gebäuden wird ein Wert von 30-40 cm verwendet, aber oft kann man Abweichungen in die eine oder andere Richtung feststellen.
Der Höhenindikator wird von mehreren Faktoren beeinflusst:
- die Masse des Gebäudes - bestimmt die Belastung des Bodens;
- Gründungsmaterial und Anordnung, Pfahlinstallationsmethode;
- Bodenbeschaffenheit, je nach Region und Klima.
Wenn Sie in anspruchsvollen Böden oder bestimmten Klimazonen arbeiten müssen, werden alle oben genannten Faktoren berücksichtigt. Im Allgemeinen wird allgemein akzeptiert, dass die Höhe des gefliesten Teils gleich ist H + 25 cm, wobei H - Einbautiefe des Pfahlelements im Rost. Bei der Berechnung werden die Normen von SNiP berücksichtigt.
Die Berechnung der Gitterrostbewehrung ist aufgrund der Vorhersehbarkeit der resultierenden Spannungen nicht so schwierig wie bei Streifenfundamenten. Der Vorteil in dieser Situation ist die zuverlässige Tragfähigkeit der Pfähle, was besonders bei instabilen Böden (Bulk, Sumpf usw.) wichtig ist, was in solchen Fällen die Kosten um ein Vielfaches reduziert. Die Bewehrungskonfiguration hilft, Dehnungen auszugleichen. Es sollte aus Stäben und Stäben aus Stahl angeordnet sein. Die ersten haben einen periodischen Abschnitt, die zweiten sind glatt.
Von der Verwendung von Verbundbewehrung für Betonbauwerke wird aufgrund der hohen Zugneigung, die zur Rissöffnung führt, abgeraten.
Wie bei Streifenkonstruktionen werden Klammern zur Längsbewehrung verwendet, um die Raumgeometrie zu organisieren. Darüber hinaus werden vertikale Stangenelemente für Dehnungsbereiche und andere anspruchsvolle Bereiche installiert. Wenn die Bewehrung mit dem Buchstaben C gekennzeichnet ist, werden die Stoßfugen durch Schweißen verbunden, in anderen Fällen wird eine Drahtumreifung durchgeführt. Wenn es nicht möglich ist, Spezialisten für Berechnungen einzuladen, können diese im Scad Office-Programm (Arbat-Tool) durchgeführt werden. Der gebildete Rahmen wird in der Schalung auf dem Boden Betonauskleidung ausgelegt und vertikale Bewehrungsstäbe montiert.
Empfehlungen zur korrekten Bewehrung von Fugen können in SP 63. 13330 eingesehen werden.
Berechnung der Anzahl der Schraubpfähle
Die Berechnung der Anzahl der Pfähle für ein Fundament erfordert die Kenntnis von zwei Parametern: der Gesamtbelastung des Fundaments, die sich aus der Summation von permanenten und temporären Indikatoren ergibt, und der Tragfähigkeit eines Pfahls. Indem Sie die erste Zahl durch die zweite teilen und das Ergebnis aufrunden, erhalten Sie den gewünschten Betrag. Wenn zum Beispiel die Last des Gebäudes 60 Tonnen beträgt und die Tragfähigkeit eines Elements 3,8 Tonnen beträgt, werden 60 / 3,8 = 15,8 → 16 Pfähle benötigt. Es kommt jedoch oft vor, dass Sie in der Praxis mehrere davon benötigen, insbesondere auf "unbequemen" Böden.
Es ist wichtig, die Pfähle für das Fundament richtig zu berechnen und um den Umfang herum anzuordnen. An jeder Innen- und Außenecke sowie an allen Schnitt- und Verbindungspunkten der umschließenden Teile wird je ein Element platziert. Der Rest der Pfähle ist gleichmäßig auf geraden Abschnitten verteilt. Der Abstand zwischen benachbarten Stützen sollte nicht mehr als 3 m betragen.
Um die Tragfähigkeit eines einzelnen Elements zu berechnen, kann die Formel wie folgt dargestellt werden: W = (S * R) / kwo W - Tragfähigkeit, S - die Fläche des Querschnitts der Klinge, R - der berechnete Bodenwiderstand im Bereich der Vertiefung (Tabellenwert), k Ist der Faktor für die operative Marge. Der letztere Parameter hängt von der Genauigkeit der Identifizierung der Bodenstruktur ab. Da das professionelle Studium in Labors ein teures Verfahren ist und beim Bau von Privathäusern selten verwendet wird, wird der Koeffizient normalerweise als groß angenommen, gleich 1,5-1,7 (während er bei der Verbindung der Dienste von Spezialisten 1,2-1,3) beträgt. . Somit werden die Einsparungen in diesem Aspekt durch die Erhöhung der Anzahl der beteiligten Pfähle bezahlt.
Häufige Fehler bei der Planung einer Pfahlgründung
Ein häufiger Fehler besteht darin, eine allgemeine Berechnung für eine Wohnung und zugehörige Gebäude (Schuppen, Veranden usw.) durchzuführen. Dies ist nicht möglich, da diese hellen Räume eine ganz andere Belastung haben. Für sie wird das Projekt separat zusammengestellt. Gleiches gilt für massive Innenobjekte - gusseiserne Kessel, Öfen. In diesem Fall wird auch ein separates Projekt vorbereitet und eine zusätzliche Verstärkung des Standorts durchgeführt.
Außerdem können Sie das Pfahlelement nicht wieder abschrauben. Manchmal versuchen sie mit dieser Manipulation, die Höhe anzupassen. Die Wirkung ist insofern schädlich, als gleichzeitig der Boden gelockert wird, die Tragfähigkeit abnimmt und die Gefahr des Absackens der Stütze besteht.
Bei Biegearbeiten am Gitter die Bewehrung nicht erhitzen.Um die Elemente miteinander zu verbinden, werden Dorne, Rohrbieger und ähnliche Geräte verwendet. Die Ecken werden nach speziell vorbereiteten Schemata verstärkt. Vernachlässigen Sie die Schutzschicht nicht und lassen Sie die Bewehrungskomponenten mit der Schalung in Kontakt kommen.
Die Pfähle müssen streng vertikal sein. Wenn es beim Vertiefen auch nur ein wenig abgewichen ist und auf einem harten Felsen ruht, können Sie es nicht weiter verdrehen. Dies führt zu einem Verlust der Stützeigenschaften. Es ist nicht erforderlich, am Installationsort vorher ein Loch zu graben. Damit der Pfahl seine funktionalen Eigenschaften behält, muss er in den Boden eingeschraubt werden. Es ist gefährlich, die Stütze nicht tief genug zu installieren. Zu den üblichen Versäumnissen gehören auch die Vernachlässigung der Korrosionsschutzbehandlung und die geologische Analyse des Bodens.
Vor den Installationsarbeiten müssen Sie die Gesamtlast des Fundaments richtig berechnen. Fehler bei der Konstruktion und Installation führen zu Reparaturen, die teurer sind als die korrekte Installation des Fundaments.
