Пальово-ростверкові фундаменти відрізняються досить простою конструкцією, але, не дивлячись на популярність вони нестабільні. Так як підстави не мають великої несучої площі, вони схильні до горизонтальних і вертикальних переміщень грунту.
Також на їх стійкість в значній мірі впливають розміри і маса самої будівлі, а також кліматичні умови в регіоні, обсяг і якість використовуваних будівельних матеріалів, діаметр підошви опори. Палі завжди встановлюються підошвою нижче глибини промерзання грунту, а заводські сталеві конструкції виготовляються і поставляються строго певної довжини і діаметру. Також важливу роль відіграє конструкція ростверку, особливо те, з чого він зроблений. Багато забудовників часто вирішуються самостійно зробити палі прямо на будівельному майданчику, для цього готують певний обсяг бетону та арматури, але такі конструкції часто не підходять для великих типів споруд.
Навіщо потрібно використовувати розрахунок пальового фундаменту З огляду на, що палі в фундаментах - це звичайні точки опори, які відповідають за рівномірний перенесення всього обсягу навантажень, з боку будівлі і грунту через підошву на міцні шари грунту, вони підбираються тільки після розрахунку ростверку. Наприклад, максимально допустимі розміри, товщина, конструкція, інші параметри.
Також на вибір діаметра використовуваних в будівництві паль впливають фактори, пов'язані з типом ґрунту, які також враховуються в розрахунках. Розрахунок пальового фундаменту потрібен для деяких зручностей: 1. Чи вийде зробити розширений проект пальового підстави з урахуванням місць установки опор, а також відстані між ними. 2. Можна істотно економити на обсязі використовуваних будівельних матеріалів, підібравши оптимальний тип опори. 3. Розрахунок передбачає вибір оптимальної по діаметру опори, її довжини і габаритів, а також підбір типу підошви.
Також можна відразу визначити, підійдуть гвинтові палі для даного типу будівництва або потрібно використовувати набивні або інші типи паль. Розрахунок пальового фундаменту Він виконується за параметрами граничних значень першої і другої групи факторів, зазначених нижче. Кожна група складається з ряду параметрів, в результаті підсумовування яких і можна підібрати оптимальні по діаметру опори. Перша група:
• розрахунок навантаження з боку матеріалу несучих конструкцій; • розрахунок максимально можливого опору грунту на продавлювання і деформацію; • несуча здатність самого заснування.
Друга група: • осідання основи палі з урахуванням максимально допустимого перетину підошви; • переміщення палі за рахунок сил зсуву; • наявність тріщин в конструкції палі.
Перед початком розрахунків, потрібно провести детальний геологічний аналіз грунту на місці будівельного майданчика і визначитися з максимально допустимою довжиною опор. Можна за даними навантажень на грунт відразу визначитися з кількістю і перетином опор, але рекомендується перевірити розрахунки зайвий раз, особливо при зведенні житлових будівель на крутих схилах і укосах.
Вибір матеріалу ростверку На даний момент, ростверки можуть зводитися з наступних будівельних матеріалів: 1. Дерев'яний брус, колода або колоду. Маса конструкції незначна, щільність становить до 1 кг / м2. Рекомендується для малих споруд типу бань, сараїв чи інших господарських будівель, армування паль і ростверк не практикується. 2. Бетон і залізобетон. Тут рекомендована марка бетону не нижче В20, розміри, такі як ширина складе не менше товщини несучих стін з додатковим коефіцієнтом 1,2, довжина проектна, товщина - не менше 25 см.
Мінімальна товщина ростверку розраховується з урахуванням перетину опори. У свою чергу опора, особливо залізобетонна, повинна бути жорстко забита в контур ростверку на висоту не менше двох діаметрів конструкції, товщина плити підбирається в результаті розрахунку максимального навантаження на продавлювання. Висота ростверку іноді становить до 1,2 метра, розраховується виходячи з параметрів самої будівлі. Після проведення розрахунку діаметра і максимального навантаження на прогин, рекомендується уточнити розміри ростверку, виходячи з розрахункової кількості опор.
вибір конструкції Матеріал і конструкцію несучих конструкцій свайно-ростверкових фундаменту підбирають виходячи з місцевих умов. Якщо грунт містить достатньо велику кількість вологи, тоді рекомендуються бетонні та залізобетонні несучі конструкції з великим перетином, адже залізні швидко будуть знищені корозією. Але при їх виборі потрібно також враховувати конструктивні особливості, переваги і недоліки, а також фінансової фактор.
Довжина палі залежить від типу і структури грунту на будівельному майданчику. За правилами, гвинтові палі вкручуються нижче глибини промерзання грунту, а бетонні конструкції встановлюються широкою підошвою на міцний грунт. Розрахунок палі по першій групі граничних станів проводиться за двома параметрами: Міцність матеріалу опори
Опір матеріалу опор можна порахувати за формулою без урахування поздовжнього вигину: F dm = Yc (Ycb RbAb + RscAs) Де Yc - стандартний коефіцієнт, для набивних паль 0,6, для інших - 1; Y cb - коефіцієнт використовуваного будівельного матеріалу, для паль - 1; Rb - опір будівельних матеріалів стиску, кПа, це табличні дані; Ab - площа підошви опори, м2; Rsc - опір арматурного каркаса, кПа; As - площа перерізу арматурного каркаса, м2
Розрахунок несучої здатності грунту Залежно від характеру передачі навантаження від будівлі на грунт, все опори діляться на дві групи: стійки і висячі конструкції. Стійки - це конструкції, які спираються на міцний шар грунту своєї підошвою або вгвинчуються в грунт. Обсяг використовуваного будівельного матеріалу для наповнення може бути різним для кожної окремої несучої опори в залежності від її довжини, максимально допустимого діаметру підошви, перетину по всій довжині. Висячі опори передають навантаження на грунт своїм нижнім кінцем і бічними поверхнями, до цієї групи належать буро-набивні палі. При виборі несучих конструкцій важливу роль відіграє перетин підошви, адже чим воно більше, тим більші навантаження здатне витримати підставу.
Несучу здатність стійки можна розрахувати за формулою: F d = Y c RA Де: Yc - це коефіцієнт опори, приймається за 1; А - площа підошви; R - розрахунковий опір ґрунту, табличні дані, для скельних порід становить до 20 МПа. Розрахунок висячої палі робиться набагато складніше, адже всі вони встановлюються без виїмки грунту і за час монтажу деформуються з розширенням. Вибір оптимальної кількості опор за параметрами допустимого перетину
Мінімальна кількість опор для фундаментів з низьким ростверком можна порахувати за формулою: n = KN'I Y k \ F d Де k - коефіцієнт, становить 1,4; N'I - вертикальне навантаження на фундамент з боку будівлі; Fd - несуча здатність опори; Y k - коефіцієнт надійності, становить 1,4. Після розрахунку мінімально необхідної кількості опор можна починати робити ескізний проект майбутнього підстави. Відстань між опорами приймають до 1,5 метра, їх обов'язково потрібно встановлювати на кутах перетину несучих стін і в точках найбільш високого навантаження на грунт. Обсяг будівельних матеріалів розраховується індивідуально, виходячи з місцевих умов і характеристик опор.
Попередній розподіл паль за мінімальною площі нижньої кромки ростверку розраховується так: A min = (bo + 2c) (ao + 2c) Тут параметри a, b - це ширина і довжина опори, а з - ширина обріза, тієї частини опори, яка відрізається при вирівнюванні фундаменту по горизонтальній площині. Якщо отримана площа виявиться недостатньою для розміщення паль, тоді буде необхідно збільшити розміри підошви і, відповідно, її обсяг. Якщо і збільшення не дає необхідних параметрів навантаження на грунт, тоді проектувальники збільшують довжину палі, її діаметр, кількість або обсяг використовуваних будівельних матеріалів.
У деяких випадках доцільно комбінувати відразу кілька видів паль або збільшувати обсяг підошви за рахунок пристрою пальового поля. Його рекомендується влаштовувати в тих випадках, коли на одиницю площі ґрунту виявляється значне навантаження з боку будівлі. Як правило, такі поля монтують в бетонні склянки, обсяг необхідних будівельних матеріалів розраховується окремо, як і марка бетону. Також тут настійно рекомендується провести розрахунок допустимого навантаження на будівельні матеріали.
Розрахунок опаду фундаменту по другій групі виконується аналогічно розрахунку опади фундаменту мілкого закладення. Осадка визначається по діаметру і площі підошви палі, а також їх кількості та вибору допустимого матеріалу при розтягуванні. При цьому, якщо будуть запроектовані висячі опори, тоді деформацію не розраховують.
