Berechnung Von Schraubpfählen: Wie Berechnet Man Die Materialmenge Für Ein Pfahlschraubenfundament, Konstruktive Feinheiten, Tragfähigkeit

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 05:31

Das Fundament ist das Fundament des Gebäudes, und seine korrekte Berechnung ist die Grundlage für die Langlebigkeit des gesamten Bauwerks. Um die erforderliche Anzahl von Schraubpfählen, deren Breite und andere für den Bau des Fundaments erforderliche Parameter zu berechnen, müssen Sie sich an eine verifizierte standardisierte Methode halten. Es enthält eine Reihe von Formeln, in denen geodätische Daten zu den Besonderheiten eines bestimmten Gebiets und Tabellenwerte entsprechend den erforderlichen Parametern des Fundaments ersetzt werden müssen. Um die Anzahl der Schraubpfähle für ein Fundament in einem Privathaus zu berechnen, müssen alle Merkmale und Feinheiten der Berechnungen untersucht werden.

Termin

Die Gründung auf Schraubpfählen ist eine hervorragende Lösung für Bereiche mit schwierigem Gelände, die zudem noch preisgünstig ist. Die Besonderheit dieser Technologie ermöglicht die Installation von Stützen innerhalb von 3 Tagen und garantiert gleichzeitig die Zuverlässigkeit des Fundaments für mindestens 100 Jahre. Um ein qualitativ hochwertiges Ergebnis zu erzielen, müssen alle dem technischen Prozess inhärenten Faktoren berücksichtigt werden: gleichmäßige Lastverteilung, Bodeneigenschaften, Gefriertiefe des Bodens, Vorhandensein und Besonderheiten von Grundwasser usw.

Als Ergebnis aller Berechnungen erscheinen Daten, die Antworten auf Fragen geben wie:

• erforderliche Höhe der Schraubpfähle;
• Durchmesser des Schraubenpfahls;
• die Tiefe ihrer Installation;
• die erforderliche Anzahl von Schraubpfählen;
• Materialkosten insgesamt.

Berechnungsreihenfolge

Design ist immer der erste Schritt in jedem Job.

Für Berechnungen können Sie das standardisierte Verfahren für Schraubpfähle verwenden, das in SNiP 2.02.03–85 beschrieben ist. Es basiert auf geodätischen Vermessungsdaten für ein bestimmtes Grundstück.

Sie beinhalten die folgenden Informationen:

• Beschreibung des Reliefs der Stätte;
• Zusammensetzung und Dichte des Bodens;
• Grundwasserstand;
• Tiefe des Einfrierens des Bodens;
• saisonale Niederschläge in der Entwicklungsregion.

Anhand dieser Daten wird die Anzahl der Schraubpfähle für das Fundament (K) berechnet.

Für Berechnungen benötigen Sie folgende Indikatoren:

• die Gesamtbelastung des Fundaments (P), die die Summe der Massen aller verwendeten Materialien ist;
• Sicherheitsfaktor (k), der ein korrigierender Indikator für den Wert der Gesamtbelastung der Pfähle ist;
• Tragfähigkeit des Bodens - Tabellenwert;
• die Fläche des Pfahlfußes, die in direktem Verhältnis zu ihrem Durchmesser steht, ist ein Tabellenwert;
• die maximal zulässige Last (S), der Indikator für einen Pfahl ist ein Tabellenwert.

Es folgt die Substitution von Werten in der Formel der folgenden Form: K = P * k / S.

Der Zuverlässigkeitsfaktor (k) korreliert mit der Gesamtanzahl der Pfähle und hat die entsprechenden Werte:

• k = 1,4, wenn Stapel von 11 bis 22 Stück sind;
• k = 1,65 - von 5 bis 10 Stück;
• k = 1,75 - von 1 bis 5 Stück.

Jeder Pfahl wird mit einer Last belastet, die der Gesamtlast geteilt durch die Anzahl der Stützen entspricht. Je kleiner sie sind, desto stärker wird ein Pfahl belastet und desto schneller verfällt er und damit das gesamte Fundament und das Haus.

Die richtige Berechnung besteht in der Auswahl einer solchen Anzahl von Pfählen, die für die gesamte Betriebsdauer der Struktur ausreichen, jedoch ohne übermäßigen Überschuss, was eine Geldverschwendung ist.

Mit der obigen Formel ist der Beiwert für Schraubpfähle, die Berechnung von Lasten und die weitere Konstruktion nicht mit besonderen Schwierigkeiten verbunden.

In den abschließenden Berechnungen ist es erforderlich, die Lasten unter den Tragkonstruktionen und kritischen Punkten mit übermäßigem Druck auf das Fundament zu verteilen, unter Berücksichtigung von:

• Art der Stapel (Hänge oder Regale);
• Massen;
• Rollkraftwerte.

Parameter

Bei der Berechnung des Schraubfundaments und der darauf ausgeübten Belastungen müssen folgende Indikatoren berücksichtigt werden:

• die Gesamtmasse der Struktur (konstant), gemessen in Kilogramm, ist die Summe der Massen solcher Elemente:

  • Wände und Trennwände;
  • Überlappungen;
  • Dächer;

• Zusatzlasten (temporär, variabel):

  • die Schneemasse auf dem Dach;
  • die Masse aller Gegenstände im Haus: Möbel, Ausrüstung, Ausstattungsmaterialien und Bewohner (Durchschnittswert 350 kg / m²);

• dynamische Belastungen kurzfristiger Natur ergeben sich aus den Effekten:

  • Windstöße;
  • sedimentäre Prozesse;
  • Temperaturschwankungen.

Sorten

Je nach Struktur (Form) des Schraubpfahls unterscheidet sich die Spezifität seiner Anwendung.

Es gibt solche gängigen Typen:

• shirokoplastny mit einer gegossenen Spitze - verwendet für kleine Gebäude mit einfachem Boden;
• mehrlagig mit mehreren Klingen in verschiedenen Höhen - bei erhöhter Belastung auf schwierigem Boden verwendet;
• mit variablem Umfang - ein Produkt mit schmalem Profil für bestimmte Bedingungen;
• schmalplastisch mit gegossener gezahnter Spitze - wird in Permafrost und steinigen Böden verwendet.

Technische Eigenschaften

Es gibt mehrere technische Hauptmerkmale von Schraubpfählen.

Diese schließen ein:

• Lauflänge und Herstellungsmaterial;
• Pfahldurchmesser;
• eine Vielzahl von Klingen und deren Befestigung am Lauf.

Durchmesser

Zur Erfüllung der entsprechenden Aufgaben werden Pfähle mit genormten Abmessungen hergestellt:

• 89 mm (Blattdurchmesser 250 mm) - bei einer Auslegungslast auf einer Stütze von nicht mehr als 5 Tonnen handelt es sich hauptsächlich um einstöckige Fachwerkhäuser;
• 108 mm (Blattdurchmesser 300 mm) - mit einer Auslegungslast auf einer Stütze von nicht mehr als 7 Tonnen: ein- und zweistöckige Häuser, Holzgebäude und Schaumblockkonstruktionen;
• 133 mm (Klingendurchmesser 350 mm) - mit einer Auslegungslast auf einer Stütze von nicht mehr als 10 Tonnen: Ziegel- und Porenbetonhäuser mit Metallelementen.

Länge

Die Wahl der Pfahllänge basiert auf einem Indikator für die Bodendichte: Der Pfahl sollte nur auf festen Böden gestützt werden.

Außerdem hängt ihre Länge von den verfügbaren Höhenunterschieden auf der Baustelle ab:

• die Tiefe des Lehms beträgt weniger als 1 Meter - die Länge der Pfähle beträgt 2,5 Meter;
• bei lockeren Böden oder Treibsand wird die Länge des Pfahls durch die Eintauchtiefe des Bohrers in harte Schichten bestimmt;
• Bei Unebenheiten des Geländes kann der Längenunterschied der Pfähle je nach Einzelfall von 0,5 Metern oder mehr variieren.

Die Anzahl der Stützen und das Intervall ihrer Position

Die Tabellenwerte der Lage der Stützen zueinander umfassen die folgenden Werte:

• von 2 bis 2,5 Meter - für Fachwerkhäuser und Blockbauten;
• 3 Meter - für Gebäude aus Holz oder Baumstämmen.

Bei der Platzierung der Gründungspfähle für eine gleichmäßige Lastverteilung sind folgende Regeln für deren Platzierung zu beachten:

• an jeder Ecke des Hauses;
• am Schnittpunkt der tragenden Wand und der inneren Trennwand;
• in der Nähe des Eingangsportals;
• innerhalb des Gebäudeumfangs in Abständen von 2 Metern;
• mindestens 2 Stapel unter dem Kamin;
• unter einer tragenden Wand, an der Stelle eines Balkons, Zwischengeschosses oder ähnlicher Konstruktion.

Grillplatz

Ein Gitterrost ist ein Fundamentelement, das erforderlich ist, um die Last, die von der Struktur auf das Fundament ausgeübt wird, gleichmäßig zu verteilen. Um die Zuverlässigkeit des Grills zu gewährleisten, müssen eine Reihe von Parametern berechnet werden, wobei die Art des Grills keine Rolle spielt.

Die Berechnungen umfassen:

• Durchstanzkraft des Fundaments;
• Stanzkraft, die auf jede Ecke separat wirkt;
• Biegekraft.

Bei Verwendung eines hohen Rostes wird die gesamte Last auf die Pfähle aufgebracht. Die Vertikallast wirkt von unten, die Verformungslast von der Seite. Solche Berechnungen sind sehr komplex und erfordern professionelles Wissen. Für Berechnungen müssen Sie die Standards der individuellen Konstruktion verwenden.

Sie definieren folgende Normen:

• Stützen können auf zwei Arten mit dem Grill verbunden werden: starr und frei;
• die Einstichtiefe des Pfahlkopfes in den Rost beträgt mindestens 10 cm;
• der Abstand zwischen Boden und Grill beträgt mindestens 20 cm;
• die Dicke des Grillrosts darf die Dicke der Wände nicht unterschreiten und beträgt mindestens 40 cm;
• der Grill muss eine Höhe von mehr als 30 cm haben;
• der Gitterrost ist mit Längs- und Querverstärkung mit einem Stabquerschnitt von 10 bis 12 mm verstärkt.

Zählbeispiel

Dieses Beispiel dient dazu, die Anwendung von Formeln bei der Berechnung der Pfahlschraubengründung im Detail zu zeigen.

Die Ausgangsdaten für ein Haus mit einem Umfang von 10x10 sind:

• ein Haus in Rahmentechnik, das Dach ist mit Schiefer gedeckt, es gibt eine Veranda;
• Fundamentabmessungen - 10x10, Gebäudehöhe - 3 Meter;
• im Inneren sind zwei Trennwände installiert, die den Raum überqueren in 3 Räume teilen;
• Dachneigung - 60 Grad;
• der Rahmen besteht aus einer Stange mit einem Querschnitt von 150x150;
• der Grill besteht aus einer Stange mit einem Querschnitt von 200x200;
• die Wände bestehen aus SIP-Paneelen.

Als nächstes werden die Berechnungen der folgenden Strukturelemente durchgeführt:

• Wandfläche:

  • Träger: 10 * 3 * 4 = 120 qm m;
  • Partitionen: 10 * 3 + 5 * 3 = 45 qm m;

• die Masse der Wände (die Masse von 1 m2 der Wand von der Stange und der Trennwand wird aus der Tabelle der Durchschnittswerte entnommen):

  • tragend: 50 kg * 120 = 6000 kg;
  • Trennwände: 30 kg * 45 = 1350 kg;
  • gesamt: 6000 + 1350 = 7350 kg;

• die Masse der Böden pro 100 qm. m.:

  • Keller: 150 kg * 100 = 15000 kg;
  • Dachboden: 100 kg * 100 = 10.000 kg;
  • Dach: 50 kg * 100 = 5000 kg;
  • gesamt: 15.000 * 10.000 + 5.000 = 30.000 kg;

• die Masse zusätzlicher Elemente (der Inneninhalt des Hauses, die Art der Haushaltsgeräte, die Oberflächen, die Anzahl der Bewohner usw.), wird ein tabellarischer Durchschnittswert für 1 Quadratmeter genommen. m in 350kg:

  350 * 100 = 35000 kg.

• Gesamtmasse des Gebäudes:

  35000 + 30.000 + 7350 = 72.350 kg

• beispielsweise wird ein Zuverlässigkeitsfaktor von 1, 4 angenommen;
• Die maximale Belastung des Pfahlfußes mit einem Durchmesser von 300 mm beträgt 2600 kg, sofern der Bodenwiderstand 3 kg / cu beträgt. cm (Boden mit durchschnittlicher Dichte, tiefem Wasservorkommen und einem Gefrierpunkt von nicht mehr als 1 Meter);
• Wir berechnen die Anzahl der Pfähle nach der Formel K = P * k / S: K = 72350 * 1, 4/2600 = 39 Pfähle.

Zusätzliche Empfehlungen

Bei der Berechnung der Anzahl der Pfähle und ihrer Verteilung über die gesamte Fläche des Fundaments gibt es viele kleine Merkmale, die sich auf die eine oder andere Weise auf die Verbesserung des Endergebnisses auswirken:

• bei der Installation eines Fundaments aus Schraubpfählen auf komplexem instabilem Boden wird zur Verstärkung der Tragstruktur eine Umreifung mit einem Metallwinkel oder -kanal im Untergeschoss verwendet.
• in Ermangelung geodätischer Daten für Berechnungen ist es besser, die Parameter zu verwenden, die der minimalen Auslegungslast entsprechen, dh einen maximalen Sicherheitsfaktor erstellen.
• Um die Qualität der Berechnungen zu verbessern, lohnt es sich neben Formeln und Tabellendaten, ein Konstruktionsprogramm zu verwenden: Es berechnet alle Parameter neu und widerlegt oder bestätigt die manuelle Berechnung;
• die am wenigsten haltbaren Pfähle haben Nahtrohrstämme mit geschweißten Klingen;
• Gemäß den Normen sollte der Keller nicht mehr als 60 cm über dem Boden liegen, während die Länge des Pfahls 20 bis 30 cm betragen sollte.

Die geschätzte Anzahl der Pfähle ist nicht immer optimal: Es können zusätzliche Umstände eintreten, die die Verwendung einer größeren Anzahl von Pfählen erfordern. Darüber hinaus wirkt sich ein geringer Sicherheitsspielraum positiv auf die Haltbarkeit des Fundaments aus.

Bei der Verlegung von Pfählen auf einer unebenen Fläche ist es ratsam, einen Längenspielraum im Bereich von 20-50 cm zu belassen, in Zukunft kann der Überschuss abgeschnitten oder herausgezogen werden. Aber wenn es zu Engpässen kommt, müssen Sie einen neuen Haufen einfahren.