Niezawodność fundamentów palowych i słupowych zależy bezpośrednio od liczby elementów nośnych. Przy projektowaniu i oznaczaniu pola fundamentowego konieczne jest określenie odległości między palami tak, aby obciążenie z budynku było równomiernie rozłożone na wszystkie podpory. Przed rozpoczęciem pracy konieczne jest przestudiowanie wymagań i zaleceń dokumentów regulacyjnych.
Projekt fundamentów
Głównym dokumentem regulującym projektowanie fundamentów jest Kodeks Zasad 24.13330.2011. „Fundamenty palowe”.
Sekcja 4 dokumentu zobowiązuje przy projektowaniu do uwzględnienia:
- wyniki badań inżynierskich;
- informacje o zagrożeniu sejsmicznym na terenie budowy;
- dane dotyczące celu, cech konstrukcyjnych konstrukcji i warunków pracy;
- obciążenia działające na fundament;
- istniejący rozwój i wpływ na niego nowej konstrukcji;
- wymagania środowiskowe;
- porównanie techniczne i ekonomiczne możliwych rozwiązań projektowych;
- stan wód gruntowych;
- specyfikacje techniczne wydane przez upoważnione organizacje.
Na podstawie wyników analizy podejmowane są decyzje projektowe dotyczące wymaganej liczby pali i sposobu ich rozmieszczenia.
Rodzaje pali
Liczba wymaganych podpór zależy od rodzaju i wielkości, metody montażu, powierzchni podstawy.
W budownictwie przemysłowym i cywilnym stosuje się następujące rodzaje pali:
- Wbijane, żelbetowe lub stalowe. Po zainstalowaniu zmechanizowany młot uderza, pogłębiając podporę. Grunt wokół pala jest zagęszczany, a część ładunku zostanie następnie wchłonięta przez ściany boczne.
- Znudzony. W przypadku pali wiercony jest otwór o wymaganej głębokości i średnicy. Rama wzmacniająca jest montowana w wykopie, a otwór jest zalany betonem. Podczas rozmieszczania otworów istnieje możliwość poszerzenia dolnej części wału, zwiększając w ten sposób pole przekroju. Na tej podstawie odległość między palami wierconymi może być większa niż w przypadku innych typów.
- Zlewozmywaki wibracyjne bez dużych obciążeń udarowych. Stos jest wibrowany i popycha glebę pod własnym ciężarem. Metodę stosuje się do pustych rur o dużej średnicy, ziemia wciśnięta w wewnętrzną wnękę jest usuwana i usuwana z placu budowy.
- Podstawy śrubowe są częściej stosowane przy budowie szkieletowych lub drewnianych budynków mieszkalnych, ponieważ montaż podpory można przeprowadzić bez użycia ciężkiego sprzętu. Łopaty są przyspawane do dolnej części konstrukcji, co znacznie zwiększa powierzchnię podparcia. Dlatego odległość między stosami śrub może być większa niż w przypadku innych typów konstrukcji.
- Typ wciskany nadaje się do małych budynków i ogrodzeń. Do instalacji wymagany jest specjalny sprzęt.
Jako materiał stosuje się żelbet, metal, drewno.
W celu optymalnego rozłożenia obciążenia pale łączy się taśmą lub rusztem. Szczególnym przypadkiem jest połączenie pola palowego i fundamentu pasmowego.
Zbieranie informacji do projektowania
Krytycznymi wskaźnikami wpływającymi na liczbę wymaganych elementów podparcia są nośność gruntu oraz obciążenia działające na fundament.
Obliczenia teoretyczne pali na ziemi
Do analizy prowadzone są wykopy poszukiwawcze na placu budowy. Zgodnie z klauzulą 5.5. Z Kodeksu Przepisów, jeżeli obciążenie skupiska pali przekracza 3 Nm, otwór wiercony jest na głębokość 5 metrów poniżej końca łożyska.
Na glebach lekkich - sypkich, piaszczystych, lekko gliniastych i pęczniejących - wiercenie prowadzi się do leżących poniżej gęstych skał, na których będą spoczywać stosy.
Nie zawsze możliwe jest samodzielne obliczenie liczby podpór „na ziemi”, do tego potrzebna jest wiedza inżynierska.
Formuła wygląda tak: F = Yc * (Ycr * R * A + U * ∑ Ycri * f * l).
Oznaczenia parametrów:
- fa - nośność;
- Yc, Ycr, Ycri - współczynniki z tabel Kodeksu Przepisów;
- ALE - obszar wsparcia;
- U - obwód ścian palowych;
- fa - siła tarcia ścian bocznych;
- R - nośność gruntu uzyskana z tabeli lub w wyniku badań polowych;
- L - długość stosu.
Zastępując wymagane wartości we wzorze, obliczają, jakie obciążenie może wytrzymać jedna podpora.
Instrumentalny pomiar parametrów gleby
Istnieją sposoby empirycznego określenia nośności gruntów.
Metoda obciążenia statycznego polega na wykonaniu następującego kompleksu prac:
- Na placu budowy instalowane są testowe stojaki fundamentowe, wytrzymują czas na zwiększenie wytrzymałości, jeśli stos jest znudzony.
- Przyłóż obciążenie ze schodkowego podnośnika do podpory.
- Dokładne przyrządy pomiarowe mierzą skurcz po przyłożeniu obciążenia.
- Nośność obliczana jest za pomocą specjalnego algorytmu i tabel.
Zgodnie z doświadczeniem budowniczych ta metoda jest uważana za najdokładniejszą.
Dynamiczna metoda ładowania zapewnia obciążenia udarowe pala kontrolnego z jednoczesnym pomiarem skurczu podstawy po każdym uderzeniu. Na podstawie wyników uzyskuje się pożądaną wartość maksymalnego możliwego obciążenia.
Sondaż za pomocą stosu testowego i zainstalowanych do niego czujników pozwala na uzyskanie danych o rezystancji poszczególnych warstw gruntu, jeśli są one niejednorodne.
Obliczanie obciążenia
Całkowite obciążenie fundamentu określa się na podstawie obliczeń.
Dodaj:
- masa stosów i rusztów;
- ciężar ścian, podłóg, dachów;
- śnieg, wiatr i obciążenie eksploatacyjne.
Specyficzne ciężary materiałów budowlanych można znaleźć w książkach referencyjnych i danych producenta.
Obciążenie śniegiem pobierane jest na podstawie wyników wieloletnich obserwacji w rejonie budowy. Wartości znajdują odzwierciedlenie w instrukcjach budowlanych.
W regionach o silnych wiatrach ciśnienie prądów powietrza jest znaczne. Nie można ich pominąć przy obliczaniu, zwłaszcza w przypadku dachów o stromych spadkach.
Przez obciążenie eksploatacyjne rozumie się masę ludzi mieszkających lub przebywających w domu czasowo. Zwiększ wagę mebli oraz domowych urządzeń elektrycznych i hydraulicznych.
Wynikowe obciążenie przy obliczaniu fundamentu należy zwiększyć o 10-15%. Często pojawiają się planowane i nieprzewidziane sytuacje, na przykład istnieje chęć poszycia domu plastikową lub metalową bocznicą, co zwiększy obciążenie fundamentu.
Określanie liczby stosów
Po zebraniu danych dotyczących nośności gruntu i całkowitej masy ładunku można obliczyć minimalną wymaganą liczbę pali.
Kolejność obliczeń:
- Całkowite obciążenie w kg dzieli się przez nośność gruntu mierzoną w kg / cm2. W rezultacie uzyskuje się całkowitą wymaganą powierzchnię podpór.
- Oblicz obszar jednego wsparcia.
- Dzieląc wymaganą powierzchnię fundamentu na przekrój jednej podpory, uzyskuje się ich wymaganą liczbę.
W przypadku produkcji dużej liczby pali lepiej zastosować podpory o większej powierzchni podstawy.
Dystrybucja powierzchni
Podczas umieszczania ogranicznika należy wziąć pod uwagę minimalne i maksymalne dopuszczalne odległości.
Odległość między wbijanymi palami nie może być mniejsza niż 3 średnice podpory, w przeciwnym razie występuje wzajemny negatywny wpływ.
Przy rozkładaniu podpór na polu fundamentowym uwzględniany jest wymóg równomiernego rozłożenia obciążeń.
Pamiętaj, aby zamontować stosy w rogach budynku i na przecięciu dowolnych ścian ze sobą. Większa liczba podpór jest montowana pod ciężkimi ścianami kapitałowymi.
Różnica mas pomiędzy najbardziej i najmniej obciążonymi palami nie powinna przekraczać 15%. Obciążenia podpór stałych nie powinny różnić się o więcej niż 5%, a obciążenia krótkotrwałe o więcej niż 20%. Jest to ważne np. w przypadku fundamentu garażu wbudowanego w dom.
Maksymalny rozstaw pali wynika z obecności lub braku rusztu. W większości przypadków stosy nie powinny być oddalone od siebie o więcej niż 1,5 m.
Przydziel metody instalacji:
- pojedynczy;
- krzak;
- taśma;
- pole stałe.
Wybór opcji zależy od wcześniej wykonanych obliczeń, konfiguracji budynku, miejsc maksymalnych i minimalnych obciążeń.
Pale pojedyncze przeznaczone są do montażu słupów oświetleniowych lub niewielkich konstrukcji.
Krzewy są montowane pod dużymi obciążeniami na jednostkę powierzchni, na przykład pod ścianami budynków wielopiętrowych.
Pasy w jednym rzędzie są najczęściej stosowane przy budowie długich murów oporowych.
W prywatnych dwupiętrowych domach i ogólnie w budynkach o dużej powierzchni instalowane są pola fundamentowe z rozstawem pali obliczonym na podstawie obciążenia.
Lekkie budynki
W przypadku konstrukcji o niewielkiej wadze, na przykład tarasów i szop ze zwierzętami, stosuje się uproszczoną metodę obliczania i instalacji. Wystarczy zainstalować stosy w rogach budynku i wykonać taśmę za pomocą drążka.
Na takim fundamencie można położyć konstrukcje ramowe wypełnione płytami OSB.
Lepiej powierzyć prawidłowe obliczenie fundacji w przypadku braku specjalnego wykształcenia wyspecjalizowanej organizacji. Od prawidłowego projektu zależy wytrzymałość całej konstrukcji i bezpieczeństwo użytkowania. Przed rozpoczęciem budowy wskazane jest przestudiowanie podstawowych wymagań, które przydadzą się do monitorowania wykonawcy.