Das Pfahlstreifenfundament ist eine zuverlässige Option für die Schaffung eines starken Fundaments für jede Art von Gebäude, insbesondere in Regionen mit schwierigen Bodenverhältnissen. Diese Art der Gründung kombiniert die gleichmäßige Lastverteilung von Streifenfundamenten mit der Stabilität von Pfahlgründungen. Im Bauwesen wird sie häufig eingesetzt, um Gebäude auf ungleichmäßig tragfähigem Boden zu stützen.
Um eine Pfahl-Streifen-Gründung zu berechnen, muss man sicherstellen, dass die Streifen die Last des Bauwerks gleichmäßig verteilen und verstehen, wie die Pfähle und der Boden zusammenwirken. Um Setzungsprobleme zu vermeiden und die strukturelle Integrität des Gebäudes auf lange Sicht zu gewährleisten, ist dieser Berechnungsprozess unerlässlich.
Die Tragfähigkeit des Bodens, die Tiefe und der Abstand der Pfähle sowie die Größe und Bewehrung der Betonstreifen sind wichtige Variablen für die Berechnung. Zur Berechnung dieser Parameter verwenden die Ingenieure präzise Formeln, die verschiedene Faktoren wie das Gewicht des Gebäudes, die Kompressibilität des Bodens und Umweltfaktoren wie die Höhe des Grundwasserspiegels berücksichtigen.
Eine umfassende Baugrunduntersuchung ist der erste Schritt im Planungsprozess, der darauf abzielt, die Eigenschaften des Bodens zu bewerten und die beste Art der Gründung zu ermitteln. Das Verhalten des Fundaments unter verschiedenen Lastszenarien wird dann von den Ingenieuren mit Hilfe mathematischer Formeln und Modelle vorhergesagt, um sicherzustellen, dass die Struktur den Bauvorschriften und Sicherheitsanforderungen entspricht.
Ausgangsdaten
Vor der Planung jeglicher Art von Fundamenten müssen geologische Untersuchungen des Standorts durchgeführt werden.
Zu den Details, die für die Bestimmung der Fundamentparameter erforderlich sind, gehören:
- Bodenart;
- physikalische und mechanische Eigenschaften des Bodens;
- das Vorhandensein von Schichten im Boden, die zum Auftrieb neigen, sowie von Verwitterungstaschen;
- Tiefe des saisonalen Frostes;
- Grundwasserspiegel;
- Möglichkeit der Erosion von Schichten in der Nähe des Fundaments usw.d.
Die Ergebnisse der Studie ermöglichen es, die Tragfähigkeit des Geländes zu beurteilen und folglich die Anzahl der tragenden Bauteile und die Auflagefläche des Fundaments zu bestimmen.
Die Gesamtlasten, die durch den Druck des Bauwerks auf den Boden entstehen, haben ebenfalls Einfluss auf die Parameterwerte. Zusätzlich wird das Gewicht der Nutz- und Schneelast sowie der Wände, Decken und Dächer berücksichtigt.
Das Regelwerk für den Pfahlgründungsbau legt die Anforderungen für die Durchführung von Berechnungen fest:
- SP 63.13330.2018;
- SNiP 3.03.01-87;
- SNiP 2.02.03-85.
Wie viele Pfähle werden benötigt???
Die Lage der festen Tragschicht im Boden und die Linie des saisonalen Bodenfrostes werden zur Berechnung der Pfahltiefe herangezogen. Die folgende Formel bestimmt den Wert des Bodengefrierstroms, wenn dieser kleiner als 2 ist.5 m unter der Oberfläche:
- M_t – Summe der durchschnittlichen monatlichen Minustemperaturen für den gesamten Winter;
- d_0 – Koeffizient, der die Art des Bodens auf dem Gelände berücksichtigt.
| Bodenart | Bedeutung |
| Lehm, Lehm | 0.23 |
| Sandiger Lehm, feiner und schluffiger Sand | 0.28 |
| Kieseliger Sand, mittel und grobkörnig | 0.30 |
| Grobgestein | 0.34 |
Der Pfahl wird 30 cm unter dem Gefrierpunkt eingegraben, um zu verhindern, dass sich Frosthebungen auf das Fundament auswirken.
Der Streifenrost kann eingegraben, über den Raum gehängt oder auf den Boden gelegt werden.
Im letzteren Fall wird die Höhe des Pfahls durch die folgenden Elemente bestimmt:
- Menge des Niederschlags;
- Schneehöhe;
- Tiefe der unterirdischen Quellen;
- Wahrscheinlichkeit einer Überschwemmung;
- Raumtemperatur.
Wenn das Bauwerk auf dichtem Boden errichtet werden soll, beträgt die Mindesthöhe der Basis 20 cm. Andernfalls ist eine Höhe zwischen 35 und 45 cm zu wählen, wobei die Tragfähigkeit des Tragwerks im Verhältnis zu den möglichen Verformungen zu beurteilen ist.
Verwenden Sie dazu die folgende Formel, um den Verformungsbetrag F zu bestimmen:
- a ist ein Koeffizient, der von der Qualität des Betons abhängt (ausgewählt aus 1 bis 0).8 in Abhängigkeit von der Schwere und Körnung);
- Rbt – Betonfestigkeitsklasse;
- u – Umfang des Tragwerks;
- h – Höhe des Pfahls.
Die Höhe der Stützelemente wird angemessen gewählt, wenn das Ergebnis höher ist als die Bemessungslasten auf den Boden. Wenn nicht, sollten Sie den Parameterwert neu bewerten.
SNiP 2.02.03-85 beschreibt die Berechnung der Verformung einer Pfahl-Schrauben-Gründung für Durchstanzen.
Bei einer Basis wie dieser liegt der typische Schritt zwischen den Stützen zwischen 1.5 und 2.5 Meter. Wo die Bemessungslasten vorherrschen, befinden sich tragende Elemente unter den Schnittpunkten von tragenden Wänden und an den Ecken des Bauwerks.
Auf der Grundlage des Gesamtgewichts des Bauwerks und der Tragfähigkeit eines Pfahls wird die Anzahl der Stützen berechnet. Falls erforderlich, kann die zulässige Belastung des Fundaments erhöht werden, indem der Abstand zwischen den tragenden Elementen verringert wird.
Für die Stabilität und Dauerhaftigkeit eines Gebäudes ist die Kenntnis der Berechnung einer Pfahlstreifengründung unerlässlich. Die Feinheiten dieses Fundamenttyps werden in diesem Artikel untersucht, der hilfreiche Einblicke in die wichtigen Berechnungen und zu berücksichtigenden Faktoren bietet. Sie soll Bauherren und Sanierern das nötige Grundlagenwissen für die sichere Ausführung von Pfahlrostgründungen bei Bauprojekten vermitteln, indem sie den Berechnungsvorgang in verständlicher Form darstellt.
Wie man die Menge des Klebebandes berechnet?
Die Breite des Bandes sollte im Bereich von 40 bis 60 cm gewählt werden, wenn Häuser aus Ziegeln und Schlackensteinen gebaut werden. Da 10 cm für das Eintauchen des Pfahls in das Band vorgesehen sind, sollte die Höhe des Gitters in diesem Fall nicht weniger als 45 cm betragen.
Mit Hilfe von technischen Berechnungen wird die Stabilität der Struktur gegenüber verschiedenen Verformungen, die während der Installation und des Betriebs auftreten können, ermittelt, um die Gitterrostparameter zu bestimmen. Die Bestimmung des Rostes nach den SNiP-Richtlinien ist also eine arbeitsintensive und akribische Aufgabe, die man am besten Experten überlässt.
Für den Bau von Privatwohnungen kann eine vereinfachte Formel angewendet werden:
- B – die kleinstmögliche Breite des Rostes (20 cm größer als die Dicke der Stützen und nicht kleiner als die Breite der tragenden Wände);
- M – Gesamtlasten des Bauwerks (ohne das Gewicht des Fundaments);
- L – Grillplatz-Umgebung;
- R– zulässige Bodenbelastung an der Oberfläche.
Berechnung des Entwurfs
Es ist notwendig, die Spannung unter der Sohle (p) mit der zulässigen Bodenbelastung (R) zu vergleichen, bevor man den Entwurf bestimmt. Wenn die Anforderungen erfüllt sind, können Sie die Setzungen mit der schichtweisen Summationsmethode und dem linearen Modell berechnen.
Ermitteln Sie die Ordinaten der natürlichen Druckdiagramme für die oberste Bodenschicht:
- γ_n ist ein Koeffizient, der von der Art des Bodens abhängt;
- h_n- Schichthöhe;
- n – laufende Nummer der Schicht.
| Wert des Koeffizienten für verschiedene Bodenarten, kN/m 3 | |
| verdichteter Damm | 17 |
| Gepackter sandiger Lehm | 21 |
| Mittelsand | 18.9 |
| Mit Feuchtigkeit übersättigter Boden | 10.25 |
| Dichter plastischer Lehm | 19.1 |
Der nächste Schritt besteht darin, den Parameterwert für jede nachfolgende Schicht zu ermitteln und ihn in die Grundformel Q_(n-1) einzusetzen.
Die stabilisierte Setzung wird nach der folgenden Formel berechnet:
- β – Koeffizient, der auf der Grundlage der spezifizierten Bedingungen gemäß den vorgeschriebenen Unterlagen akzeptiert wird;
- E – Bodenverformungsmodul (ermittelt auf der Grundlage von Vermessungsergebnissen).
Weitere Informationen zu den Berechnungen finden sich in den Richtlinien für die Bemessung von Gründungen im Hochbau, die unter dem Link heruntergeladen werden können, und im Dokument SP 24.13330.2011.
Berechnung mit Programmen
Aus den obigen Ausführungen wird deutlich, dass die Durchführung von Berechnungen auf eigene Faust recht anspruchsvoll ist.
In der Tat können Sie auf Internetquellen zurückgreifen:
| Faktor | Beschreibung |
| Bodenart | Bestimmung der Bodeneigenschaften, einschließlich Tragfähigkeit und Setzungsraten. |
| Lastberechnung | Berechnen Sie die Lasten aus dem Bauwerk, um die erforderliche Fundamentkapazität zu bestimmen. |
| Pfahlabstände | Entscheiden Sie sich für den Abstand zwischen den Pfählen auf der Grundlage der Lastverteilung und der Bodenbedingungen. |
| Fundamenttiefe | Berechnung der erforderlichen Tiefe für die Pfahl- und Streifengründung auf der Grundlage der Bodenstabilität und der Lastanforderungen. |
| Entwurfsfaktoren | Berücksichtigung von Faktoren wie Sicherheitsmargen, Umweltbedingungen und Bauvorschriften bei der Planung. |
Um die Stabilität und Dauerhaftigkeit eines Bauwerks zu gewährleisten, ist es wichtig, die Feinheiten der Berechnung einer Pfahl-Streifengründung zu verstehen. Ingenieure können den besten Entwurf für diese Art von Fundament bestimmen, indem sie Variablen wie Bodenart, Gebäudelasten und Umweltbedingungen sorgfältig berücksichtigen.
Die Bestimmung der Tragfähigkeit des Bodens ist ein entscheidender Schritt in diesem Berechnungsprozess. Um zu bestimmen, wie viel Gewicht der Boden tragen kann, müssen Bodenproben analysiert und empirische Formeln oder geotechnische Prinzipien angewendet werden. Ingenieure können die richtigen Pfahl- und Streifenabmessungen wählen, um das Gewicht des Gebäudes gleichmäßig zu verteilen, indem sie diese Kapazität genau messen.
Die Berücksichtigung von Setzungen und die Aufrechterhaltung der Konsistenz des gesamten Fundaments sind weitere entscheidende Faktoren. Unterschiedliche Setzungen, bei denen einige Bereiche des Bauwerks stärker sinken als andere, können durch Schwankungen in der Zusammensetzung des Bodens verursacht werden. Die Ingenieure arbeiten daran, diese Risiken durch sorgfältige Planung und genaue Berechnungen so weit wie möglich zu verringern, was die Stabilität und Sicherheit des Gebäudes verbessert.
Darüber hinaus werden in den Formeln zur Berechnung von Pfahlgründungen häufig die örtlichen Bauvorschriften und Sicherheitsanforderungen berücksichtigt. Diese Regeln stellen sicher, dass die Gebäude nicht nur die bautechnischen Anforderungen erfüllen, sondern auch den gesetzlichen Vorgaben entsprechen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Verständnis für die Berechnung von Pfahlgründungen eine Kombination aus theoretischem Wissen und praktischer Erfahrung erfordert. Ingenieure sind in der Lage, mit exakten Formeln und unter Berücksichtigung einer Vielzahl standortspezifischer Faktoren Fundamente zu entwerfen, die Gebäuden starken Halt und Langlebigkeit für die Dauer der vorgesehenen Lebensdauer verleihen.
