如何計算所需的螺旋樁數?
地基是建築物的基礎,其正確的計算是整個結構壽命的基礎。為了計算所需的螺旋樁數量,它們的寬度和基礎施工所需的其他參數,有必要遵守經過驗證的標準化方法。它包括一組公式,其中有必要替換特定區域細節的大地測量數據和與所需基礎參數相對應的表格值。為了計算私人住宅地基的螺旋樁數量,有必要深入研究計算的所有特徵和細微之處。
目的
螺旋樁基礎是地形複雜的地形的絕佳解決方案,此外,它的特點是價格適中。該技術的特殊性允許在 3 天內安裝支撐,同時保證基礎的可靠性至少 100 年。為了獲得高質量的結果,有必要考慮技術過程中固有的所有因素:均勻的載荷分佈、土壤特徵、土壤凍結深度、地下水的存在和特性等。
作為所有計算的結果,出現的數據可以回答以下問題:
- 所需的螺旋樁高度;
- 螺旋樁直徑;
- 它們的安裝深度;
- 所需的螺旋樁數量;
- 材料總成本。
計算順序
任何工作的第一步總是設計。
對於計算,您可以使用 SNiP 2.02.03–85 中描述的螺旋樁的標準化方法。它基於對特定土地的大地測量研究數據。
它們包括以下信息:
- 對場地地形的描述;
- 土壤成分和密度;
- 地下水位;
- 土壤凍結深度;
- 開發區的季節性降雨。
使用該數據計算地基的螺旋樁數 (K)。
對於計算,您將需要以下指標:
- 基礎上的總載荷 (P),它是所有使用的材料質量的總和;
- 可靠係數(k),它是對樁上總荷載值的校正指標;
- 土壤承載力——表格值;
- 與直徑成正比的樁跟面積為表格值;
- 最大允許載荷(S),一個樁的指標是一個表格值。
接下來是以下形式的公式中的值替換:K=P*k/S。
可靠性係數 (k) 與樁的總數相關,並具有相應的值:
- k=1.4,如果有11到22個樁;
- k \u003d 1.65 - 從 5 到 10 件;
- k \u003d 1.75 - 從 1 到 5 件。
每個樁承受的載荷等於總載荷除以支撐數量。它們越小,一堆的負載就越強,它變得無法使用的速度就越快,整個地基和房屋也隨之變得不可用。
正確的計算方法是選擇這樣的樁數,足以滿足建築物的整個運營期,但又不能過多過剩,這是浪費錢。
在上述公式的幫助下,螺旋樁的係數、荷載的計算和進一步的施工沒有特別困難。
在最終計算中,有必要在支撐結構和基礎壓力過大的臨界點下分配荷載,同時考慮:
- 樁的類型(懸掛或架子);
- 群眾;
- 滾動力值。
選項
在計算螺釘基礎和施加在其上的載荷時,必須考慮以下指標:
- 結構的總質量(常數),以千克為單位,是這些元素質量的總和:
- 牆壁和隔斷;
- 地板;
- 屋頂;
- 附加負載(臨時的、可變的):
- 屋頂上的大雪;
- 房子裡所有物品的質量:家具、設備、裝修材料和居民(平均值 350 公斤/平方米);
- 短期動態載荷,由以下影響引起:
- 陣風;
- 沉積過程;
- 溫度波動。
品種
根據螺旋樁的結構(形狀),其應用的具體情況會有所不同。
常見的有以下幾種:
- 帶鑄尖的寬層 - 用於土壤簡單的小型建築物;
- 具有不同水平的多個刀片的多層 - 用於在困難土壤上增加負載;
- 具有可變周長 - 針對特定條件的窄型產品;
- 帶鑄齒尖的窄層 - 用於永久凍土和石質土壤。
規格
螺旋樁有幾個主要的技術特點。
這些包括:
- 槍管長度和製造材料;
- 樁徑;
- 各種刀片及其固定在樹幹上的方法。
直徑
為相應的任務製造具有標準化尺寸的樁:
- 89 毫米(葉片直徑 250 毫米) - 一個支架上的設計載荷不超過 5 噸,這些主要是框架一層房屋;
- 108 毫米(葉片直徑 300 毫米) - 一個支撐件上的設計載荷不超過 7 噸:框架一層和兩層房屋、木結構建築和泡沫塊結構;
- 133 毫米(葉片直徑 350 毫米) - 一個支撐上的設計載荷不超過 10 噸:使用金屬元素的磚和加氣混凝土房屋。
長度
樁長的選擇取決於土壤的密度:樁只能放在堅實的地面上。
此外,它們的長度取決於場地上現有的高程差異:
- 壤土的深度小於 1 米 - 樁的長度為 2.5 米;
- 對於鬆散的土壤或流沙,樁的長度取決於鑽頭浸入固體層的深度;
- 如果場地不平整,樁的長度差異可能在 0.5 米或更多,具體取決於具體情況。
支撐的數量和它們的位置間隔
支撐件相對位置的表格值包括以下值:
- 從 2 到 2.5 米 - 適用於木框架和砌塊建築的房屋;
- 3 米 - 適用於由木材或原木製成的建築物。
在佈置基礎樁以均勻分佈載荷時,應考慮以下放置規則:
- 在房子的每個角落;
- 在承重牆與內隔板的交點處;
- 靠近入口處;
- 在建築物周界內,間隔2米;
- 在壁爐下至少有 2 堆;
- 在承重牆下、陽台、夾層或類似結構的位置。
格柵
格架是基礎的一個元素,它是均勻分佈結構施加在基礎上的載荷所必需的。為了保證格子的可靠性,需要計算多個參數,而格子的類型無關緊要。
計算包括:
- 基礎沖孔力;
- 分別作用在每個角上的沖裁力;
- 彎曲力。
如果使用高格架,則整個負載都施加在樁上。垂直載荷從下方作用,變形載荷從側面作用。這種計算非常複雜,需要專業知識。對於計算,有必要使用個別施工的標準。
他們定義了以下規則:
- 支架可以通過兩種方式連接到格柵:剛性和自由;
- 樁頭進入格架的深度 - 至少 10 厘米;
- 地面與格架之間的距離至少為 20 厘米;
- 格架的厚度不能小於牆壁的厚度,並且至少為 40 厘米;
- 格架的高度必須超過 30 厘米;
- 格柵採用縱向和橫向鋼筋加固,桿橫截面為 10 至 12 毫米。
計數示例
本例詳細說明了公式在螺旋樁基礎計算中的應用。
周長為 10x10 的房屋的初始數據是:
- 使用框架技術建造的房屋,屋頂覆蓋著石板,有一個門廊;
- 基礎尺寸 - 10x10,建築高度 - 3 米;
- 內部安裝了兩個隔板,相交將房間分為3個房間;
- 屋頂坡度 - 60度;
- 框架由木材製成,截面為 150x150;
- 格架由木材製成,截面為 200x200;
- 牆壁由 SIP 面板製成。
接下來,計算以下結構元素:
- 牆面積:
- 承重:10*3*4= 120 平方。米;
- 分區:10*3+5*3= 45 平方米。米;
- 牆的質量(1平方米的木材牆和隔板的重量取自平均值表):
- 承重:50公斤*120=6000公斤;
- 隔板:30公斤*45=1350公斤;
- 總計:6000+1350=7350公斤;
- 每 100 平方米的地板質量米:
- 地下室:150 kg * 100 \u003d 15000 kg;
- 閣樓:100 公斤 * 100 \u003d 10000 公斤;
- 車頂:50公斤*100=5000公斤;
- 總計:15000*10000+5000=30000公斤;
- 附加元素的質量(房屋的內部內容、家用電器的類型、飾面、居民數量等),1 平方米的表格平均值。米在 350 公斤:
- 350*100=35000公斤;
- 建築物總重量:
- 35000+30000+7350=72350公斤;
- 例如,採用 1.4 的可靠性因子;
- 假設土壤阻力為 3 kg / cu,直徑為 300 mm 的樁腳跟的最大載荷為 2600 kg。 cm(中等密度、深水、結冰高度不超過1米的土壤);
- 我們根據公式K=P*k/S計算樁數:K=72350*1.4/2600=39樁。
其他建議
在計算樁數及其在整個地基面積上的分佈的過程中,有很多小特徵,每一個都以某種方式影響著最終結果的提升:
- 在復雜的不穩定土壤上安裝螺旋樁基礎時,為了加固支撐結構,在地下室使用金屬角鋼或槽鋼進行捆紮;
- 在沒有大地數據進行計算的情況下,最好使用與最小設計載荷相對應的參數,即創建最大的安全邊際;
- 為了提高計算質量,除了公式和表格數據外,值得使用一個設計程序:它將重新計算所有參數並反駁或確認手動計算;
- 最不耐用的樁的軸由帶有焊接刀片的接縫管製成;
- 按規範,基部離地不宜超過60厘米,樁邊長度宜為20~30厘米。
計算出的樁數並不總是最優的:可能還有其他情況需要使用更多樁。此外,較小的安全裕度對地基的耐用性有有利的影響。
在不平整的地方安裝樁時,建議在長度範圍內留出20-50厘米的餘量,以後可以將多餘的部分剪掉或拔出。但如果出現短缺,您將不得不開新堆。
有關如何計算螺旋樁數量的信息,請參閱下面的視頻。
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