Die Zuverlässigkeit von Pfahl- und Säulenfundamenten hängt direkt von der Anzahl der tragenden Elemente ab. Bei der Gestaltung und Markierung des Gründungsfeldes ist es notwendig, den Abstand zwischen den Pfählen zu bestimmen, damit die Last aus dem Gebäude gleichmäßig auf alle Stützen verteilt wird. Vor Arbeitsbeginn müssen die Anforderungen und Empfehlungen der behördlichen Dokumente studiert werden.
Fundamentdesign
Das wichtigste maßgebende Dokument für die Gestaltung von Stiftungen ist das Regelwerk 24.13330.2011. "Pfahlgründungen".
Abschnitt 4 des Dokuments verpflichtet bei der Gestaltung zu berücksichtigen:
- Ergebnisse der Ingenieurvermessung;
- Informationen über Erdbebengefährdung im Baugebiet;
- Daten über den Zweck, Konstruktionsmerkmale der Struktur und Betriebsbedingungen;
- auf das Fundament einwirkende Lasten;
- bestehende Bebauung und die Auswirkungen von Neubauten darauf;
- Umweltanforderungen;
- technischer und wirtschaftlicher Vergleich möglicher konstruktiver Lösungen;
- Zustand des Grundwassers;
- von autorisierten Organisationen herausgegebene technische Spezifikationen.
Basierend auf den Ergebnissen der Analyse werden Entwurfsentscheidungen über die erforderliche Anzahl von Pfählen und die Art ihrer Verteilung getroffen.
Arten von Pfählen
Die Anzahl der benötigten Stützen ist abhängig von Art und Größe, Montageart, Grundfläche.
Im Industrie- und Tiefbau werden folgende Pfahlarten verwendet:
- Eingetrieben, Stahlbeton oder Stahl. Im eingebauten Zustand schlägt der mechanisierte Hammer und vertieft die Unterstützung. Der Boden rund um den Pfahl wird verdichtet und ein Teil der Last wird anschließend von den Seitenwänden aufgenommen.
- Gelangweilt. Für Pfähle wird ein Loch der erforderlichen Tiefe und des erforderlichen Durchmessers gebohrt. Der Bewehrungsrahmen wird in der Grube montiert und das Loch mit Beton ausgegossen. Beim Anordnen von Löchern ist es möglich, den unteren Teil des Schafts zu erweitern, wodurch die Querschnittsfläche vergrößert wird. Aus diesem Grund kann der Bohrpfahlabstand größer sein als bei anderen Typen.
- Vibrationstauchbecken ohne große Stoßbelastungen. Der Pfahl wird in Schwingung versetzt und drückt den Boden durch sein Eigengewicht. Das Verfahren wird bei Hohlrohren mit großem Durchmesser angewendet, die in den Innenhohlraum gequetschte Erde wird entfernt und von der Baustelle entfernt.
- Schraubsockel werden häufiger beim Bau von Rahmen- oder Holzwohngebäuden verwendet, da die Installation der Stütze ohne den Einsatz schwerer Geräte erfolgen kann. Die Schaufeln sind mit dem unteren Teil der Struktur verschweißt, was die Auflagefläche erheblich vergrößert. Daher kann der Abstand zwischen den Schraubpfählen größer sein als bei anderen Konstruktionsarten.
- Der Stecktyp ist für kleine Gebäude und Zäune geeignet. Für die Installation ist eine spezielle Ausrüstung erforderlich.
Als Material werden Stahlbeton, Metall, Holz verwendet.
Zur optimalen Lastverteilung werden die Pfähle mit Umreifungsbändern oder Gitterrosten verbunden. Ein Sonderfall ist die Kombination aus Pfahlfeld und Streifenfundament.
Sammeln von Informationen für das Design
Kritische Indikatoren für die Anzahl der benötigten Stützelemente sind die Tragfähigkeit des Bodens und die auf das Fundament wirkenden Lasten.
Theoretische Berechnung von Pfählen am Boden
Zur Analyse werden auf der Baustelle Prospektionsgrabungen durchgeführt. Gemäß Abschnitt 5.5. Wenn die Belastung der Pfahlgruppe 3 Nm überschreitet, wird das Bohrloch bis zu einer Tiefe von 5 Metern unterhalb des tragenden Endes gebohrt.
Auf leichten Böden - voluminös, sandig, leicht tonhaltig und quellend - wird in das darunter liegende dichte Gestein gebohrt, auf dem die Pfähle ruhen.
Es ist nicht immer möglich, die Anzahl der Stützen "am Boden" unabhängig zu berechnen, dafür sind Ingenieurkenntnisse erforderlich.
Die Formel sieht so aus: F = Yc * (Ycr * R * A + U * ∑ Ycri * f * l).
Parameterbezeichnungen:
- F - Tragfähigkeit;
- Yc, Ycr, Ycri - Koeffizienten aus den Tabellen des Regelwerks;
- ABER - Unterstützungsbereich;
- U - der Umfang der Pfahlwände;
- F - die Reibungskraft der Seitenwände;
- R - die Tragfähigkeit des Bodens, ermittelt aus der Tabelle oder als Ergebnis von Feldversuchen;
- L - Florlänge.
Durch Einsetzen der erforderlichen Werte in die Formel berechnen sie, welcher Belastung eine Stütze standhalten kann.
Instrumentelle Messung von Bodenparametern
Statische Lastmethode besteht in der Ausführung des folgenden Komplexes von Arbeiten:
- Auf der Baustelle werden Testfundamentgestelle installiert, die der Festigkeitssteigerung standhalten, wenn der Pfahl gebohrt wird.
- Tragen Sie eine Last von einem abgestuften Wagenheber auf die Stütze auf.
- Präzise Messgeräte messen die Schrumpfung nach Belastung.
- Die Tragfähigkeit wird mit einem speziellen Algorithmus und Tabellen berechnet.
Nach den Erfahrungen der Bauherren gilt diese Methode als die genaueste.
Dynamische Lademethode bietet Stoßbelastungen auf den Kontrollpfahl bei gleichzeitiger Messung der Bodenschwindung nach jedem Schlag. Aus den Ergebnissen ergibt sich der gewünschte Wert der maximal möglichen Belastung.
Klingend Mit Hilfe eines Testpfahls und darauf installierter Sensoren können Daten über den Widerstand jeder Bodenschicht gewonnen werden, wenn diese inhomogen sind.
Berechnung der Belastung
Die Gesamtbelastung des Fundaments wird rechnerisch ermittelt.
Addieren:
- eine Masse von Haufen und Grillgut;
- Gewicht von Wänden, Böden, Dächern;
- Schnee, Wind und Betriebslast.
Die spezifischen Gewichte von Baustoffen sind aus Nachschlagewerken und Herstellerangaben zu entnehmen.
Die Schneelast wird auf Basis der Ergebnisse von Langzeitbeobachtungen im Baubereich ermittelt. Die Werte spiegeln sich in den Bauanleitungen wider.
Für Regionen mit starkem Wind ist der Druck der Luftströmungen erheblich. Sie können bei der Berechnung insbesondere bei Dächern mit steilen Neigungen nicht vernachlässigt werden.
Unter Betriebslast wird die Masse der Personen verstanden, die vorübergehend im Haus leben oder sich aufhalten. Fügen Sie Möbelstücken und Haushalts-Elektro- und Sanitärarmaturen Gewicht hinzu.
Die resultierende Last bei der Berechnung des Fundaments muss um 10-15% erhöht werden. Geplante und unvorhergesehene Situationen treten häufig auf, beispielsweise besteht der Wunsch, das Haus mit Kunststoff- oder Metallverkleidungen zu ummanteln, was die Belastung des Fundaments erhöht.
Bestimmung der Anzahl der Pfähle
Reihenfolge der Berechnungen:
- Die Gesamtlast in kg wird durch die Tragfähigkeit des Bodens, gemessen in kg / cm2, geteilt. Als Ergebnis wird die erforderliche Gesamtfläche der Stützen erhalten.
- Berechnen Sie die Fläche einer Stütze.
- Durch Aufteilen der erforderlichen Fläche des Fundaments in den Querschnitt einer Stütze wird ihre erforderliche Anzahl erhalten.
Wenn viele Pfähle hergestellt werden, ist es besser, Stützen mit einer größeren Grundfläche zu verwenden.
Flächenverteilung
Berücksichtigen Sie bei der Platzierung des Anschlags die minimal und maximal zulässigen Abstände.
Der Abstand zwischen den Rammpfählen darf 3 Durchmesser der Stütze nicht unterschreiten, sonst kommt es zu einer negativen gegenseitigen Beeinflussung.
Bei der Verteilung von Stützen über das Fundamentfeld wird die Forderung nach gleichmäßiger Lastverteilung berücksichtigt.
Stellen Sie sicher, dass Pfähle in den Ecken des Gebäudes und im Schnittpunkt von Wänden miteinander montiert werden. Unter schweren Kapitellwänden ist eine größere Anzahl von Stützen montiert.
Der Gewichtsunterschied zwischen den am stärksten und am wenigsten belasteten Pfählen sollte 15 % nicht überschreiten. Ständige Stützlasten sollten um nicht mehr als 5 % und kurzfristige Lasten um mehr als 20 % abweichen. Dies ist zum Beispiel wichtig für das Fundament einer ins Haus eingebauten Garage.
Der maximale Abstand der Pfähle ist auf das Vorhandensein oder Fehlen eines Grills zurückzuführen. In den meisten Fällen sollten die Pfähle nicht mehr als 1,5 m voneinander entfernt sein.
Weisen Sie Installationsmethoden zu:
- Single;
- Busch;
- Band;
- festes Feld.
Die Wahl der Option hängt von den zuvor durchgeführten Berechnungen, der Konfiguration des Gebäudes, den Orten der maximalen und minimalen Belastungen ab.
Einzelpfähle sind für die Installation von Lichtmasten oder kleinen Strukturen bestimmt.
Buchsen werden unter hohen Flächenbelastungen beispielsweise unter den Wänden von mehrstöckigen Gebäuden montiert.
Gurte in einer Reihe werden am häufigsten beim Bau langer Stützmauern verwendet.
Bei privaten zweistöckigen Häusern und allgemein bei großflächigen Gebäuden werden Fundamentfelder mit einer auf der Last berechneten Pfahlteilung installiert.
Leichte Gebäude
Für Konstruktionen mit geringem Gewicht, beispielsweise Terrassen und Schuppen mit Tieren, wird eine vereinfachte Berechnungs- und Installationsmethode verwendet. Es reicht aus, Pfähle in den Ecken des Gebäudes zu installieren und eine Umreifung mit einer Stange vorzunehmen.
Auf ein solches Fundament können Sie mit OSB-Platten gefüllte Rahmenkonstruktionen legen.
Es ist besser, die korrekte Berechnung der Stiftung in Ermangelung einer Sonderausbildung einer spezialisierten Organisation anzuvertrauen. Die Festigkeit der gesamten Struktur und die Nutzungssicherheit hängen vom richtigen Projekt ab. Bevor mit dem Bau begonnen wird, ist es ratsam, die grundlegenden Anforderungen zu studieren, die sich für die Überwachung des Auftragnehmers als nützlich erweisen.
