Зависит ли осадка фундаментов от их формы

Ошибки, после которых происходит осадка фундамента

Грунтовая порода относится к неоднородной субстанции. Она подвижна, реагирует на подтопления, грунтовые воды, проявляясь пучинистостью. Для любого строения необходима надежная фундаментная конструкция. В каждой местности грунт обладает своими свойствами, в зависимости от которых со временем происходит проседание основы. Поэтому осадка рассчитывается с учетом характеристик грунта.

Если расчет выполнен неправильно, то происходит неравномерная просадка, что приводит к появлению трещин, угрозе разрушения постройки. Осадка фундамента считается довольно важным параметром, который с течением времени изменяется.

Причины неравномерного проседания почвы:

  • применение некачественных материалов для формирования фундаментного сооружения в целях экономии;
  • использование неквалифицированного труда;
  • неправильный расчет глубины заложения фундамента;
  • отсутствие дренажной системы.

Различают грунт естественный и искусственный. В первом случае порода залегает под основанием здания, сооружения. Она обеспечивает равномерную устойчивость. К искусственному виду относится специально упрочненный, утрамбованный грунт.

Пучинистость или непучинистость почвы также относится к важной характеристике грунтовой породы. Она может быть скальной, глинистой, крупнообломочной (галька, гравий), песчаной, хрупким суглинком, супесью.

Фундамент – это важная составляющая возводимой постройки. Ее надежность, устойчивость во многом зависит от правильного расчета осадки, разновидности грунтовой породы.

Основание под здание может быть:

  • ленточным. При этом под несущими стенами укладывается бетонная лента;
  • столбчатым, которое делается под зданиями с небольшими нагрузками;
  • свайным. Подобное конструктивное сооружение позволяет строить на нетвердых грунтовых породах.

Свайный фундамент

Для неустойчивых почв свайная опора – это наиболее надежный вариант. Он экономичен, способствует сохранности здания. Фундамент на сваях представляет собой конструкцию, состоящую из опор, погруженных в землю. Монтаж подобного вида основания производится достаточно быстро с минимальным объемом земляных работ. Формируя свайную конструкцию, не приходится рыть котлован.

Свайный фундамент считается устойчивым базисом. Грамотное проектирование и профессиональный монтаж позволит создать крепкую опору для дома.

Такое основание подходит для местностей, где преобладает подтопленная, слабая почва.

К слабым видам пород относятся:

  • текучая глина, суглинки;
  • лессовидные почвы с большим количеством пылевидных элементов и небольшим – известковых частиц;
  • песчано-глинистые почвы, насыщенные водой.

Для залегающих глубоко твердых грунтов базовая основа под дом является идеальным решением. Следует отметить экономичность такого фундаментного сооружения при сравнении его с конструкциями небольшого заглубления.

Элементами такого основания являются крепкие столбы, углубленные в грунт. Эти детали и являются сваями. Они принимают на себя и равномерно распределяют нагрузки на землю. Для повышения расчетных нагрузок важной составляющей свайного фундамента является ростверк.

На монтажные работы по укреплению свай времени уходит немного. Для заглубления опор применяется специальное оборудование.
Сваи для фундаментной конструкции изготавливаются из качественных материалов. Выбор того или другого вида колонн зависит от возможных нагрузок на основу, используемой технологии монтажа, геологических особенностей местности, где ведется строительство.
Свайные опоры применяют и в частном, и в промышленном строительстве. Наиболее часто подобная технология используется при возведении коттеджей, дачных домов.

Итак, преимущества свайного основания:

  • скорость возведения;
  • возможность соорудить постройку на проблемных грунтах;
  • минимальное количество земельных работ;
  • экономичность;
  • на свайной основе легко делать пристройки. С помощью свай удается без особых проблем расширить площадь, объединить постройки;
  • равномерное распределение веса строения на свайные опоры;
  • долговечность. Грамотно выполненное основание из высококачественных материалов простоит 50 лет и больше;
  • при правильном монтаже сваи не дают усадки;
  • при необходимости опоры легко заменяются;
  • возможность проведения работ в любой сезон независимо от погоды.

Заказать свайный фундамент можно в компании Эндбери. Здесь налажено производство винтовых и железобетонных свай. Надежные свайные конструкции не подвержены усадке, поскольку на объект строительства они поступают в созревшем, готовом виде.

Бывают естественные осадки, которые происходят в результате объясняемых физических явлений. Существуют определенные нормы на прогнозируемое проседание. Например, имеются предельно допустимые значения для разных видов оснований. Для возведенных железобетонных сооружений допускается просадка на 8 см, деревянные постройки могут проседать до 15 сантиметров.

После завершения строительства нового здания просадка на однородной почве может составить до 12 сантиметров. По нормам при неоднородном грунте осадка бывает до 5 сантиметров без последствий. Однако дальнейшее проседание становится опасным для несущих конструкций.

Виды нагрузок

Осадка фундамента рассчитывается с учетом типа почвы, поведения породы под действием нагрузок, формы основания. В зависимости от этих параметров происходят различные фазы деформаций:

  • фаза упругих деформаций, распределение одинаковых нагрузок;
  • комбинированная фаза. В этом случае начинаются местные сдвиги. Они способствуют перераспределению сил на слои почвы;
  • фаза сдвигов, при которой боковые карманы уплотняются, что сказывается на расчетных характеристиках;
  • фаза выпора. Уплотненный грунт давит на слои, лежащие ниже;
  • фаза бокового уплотнения, которая является преобладающей.

Если допущены неточности в расчетах, то итогом строительства может стать возникновение аварийных ситуаций. А причиной этому будет непредусмотренная осадка фундамента.

Разрушения происходят при:

  • прогибе фундаментной конструкции вследствие неравномерной осадки;
  • сдвиге основы здания в вертикальной плоскости. В данном случае обычно действуют силы сейсмического характера;
  • образовании крена, когда сооружение отклоняется от вертикального положения. Опасность крена очевидна. Многоэтажное здание может упасть;
  • перекосе, некоторые участки фундаментной конструкции проваливаются;
  • горизонтальных смещениях, закручиваниях. Виновниками являются геофизические, сейсмические причины.

Аварийные неравномерные осадки возникают из-за неоднородной структуры основания, характеристики которой не учитывались в процессе строительства. К неравномерным нагрузкам может привести долгострой. При этом часть дома построена, а другая нет.
В зонах затопления потоки воды перемещают частицы грунта. Такое явление называется суффозией, в результате чего возникают неравномерные осадки.

Расчетные ошибки приводят к неправильному распределению нагрузок. Вместо того, чтобы осуществлять равномерное воздействие, происходит смещение сил в центральную часть фундаментной основы. Нередко к негативным явлениям приводит экономия при использовании материала в процессе строительства фундамента.

Просчеты могут произойти в процессе рытья котлована, если изъят лишний грунт. Утрамбованная песчано-щебневая подушка не обладает полноценными качествами грунта, поэтому в расчетах возможны ошибки.

Расчет осадки

Чтобы обеспечить безопасность эксплуатации здания, при проектировании расчет осадки является важной мерой. Сегодня существует около двадцати официальных методик для определения степени проседания. При расчете осадки у ленточного и свайного основания имеются свои особенности.

Осадка фундамента

Перед возведением фундаментной конструкции специалисты изучают грунтовые условия. Чаще всего расчет масштабов осадки выполняется по технологии послойного суммирования, эквивалентного слоя.

Послойное суммирование

Этот способ достаточно распространен и считается основным. Он подходит для определения проседания фундаментной конструкции ограниченных размеров.

Если размер существенно превышает мощность сжимаемой грунтовой прослойки, то считается, что сжатие происходит без бокового расширения. При этом используются известные зависимости и специальный алгоритм расчета.

Условно принимают основание опор за монолитную конструкцию, размеры которой снимаются по крайним точкам. Если полученные параметры выше предельных размеров, то следует увеличить длину свай, чтобы повысить прочность основания.

Инженерные расчеты являются довольно сложным процессом. Особенно для проблемных грунтов. Обязательно учитывается глубина заложения, устанавливаются глубинные пределы суммирования.

Мощность толщи, сжимаемой под нагрузкой, возрастает при увеличении давления от веса постройки и размеров площади, а снижается при заглублении фундамента,, форма которого также оказывает влияние. На разной глубине происходит различное затухание напряжений.

Для каждого случая применяется свой вариант расчета. Но сегодня благодаря компьютерным программам процессы проектирования стали проще. Осадка фундамента играет важную роль при выполнении проекта. На нее следует обращать особое внимание. Этот параметр оказывает существенное влияние на прочность конструкции

Осадка фундамента

Осадка фундамента

У жильцов частных домов может возникнуть одна очень неприятная проблема: в фундаменте за долгое время могут появиться дефекты в виде трещин, из-за чего он начинает смещаться. Этот сдвиг или смещение имеет название «осадка фундамента». Это происходит вследствие сжатия почвенного покрова. Причины появления осадки фундамента, методы проведения диагностики осадки, расчет осадки разных видов фундамента, решение этой проблемы – все это будет обсуждаться в этой статье. Важно помнить, что при появлении трещин в основании, не нужно бояться, просто продолжайте следить за этим, пока осадка фундамента не дошла до критического состояния.

Причины появления осадки фундамента

Состав грунта – это одна из самых главных причин, из-за которой возникает осадка основания дома. Почва делится на виды и каждый обладает своей прочностью. Самыми прочными видами почвенного покроя являются скальный грунт и дисперсная почва. По-другому эти почвы называют несвязными, так как они не сохранят в себе влагу.

Определение типа грунта вручную

Определение типа грунта вручную

В основе первого вида почвы лежат монолиты, а второй вид состоит из минерального зерна различного размера. Но существуют связные виды почву, они поглощают и сохраняют в себе влагу, поэтому основной составляющей этих типов почвенного покроя является глина, из-за чего слой грунта приобретает свойство подвижности и деформации. В холодное время года, содержащаяся в таких типах почвы влага, замерзает и слой грунта расширяется. Первая причина – связный слой грунта почвы. Вторая причина – особенности конструкции основания дома. Третья причина – неправильно распределенное давление стен на фундамент. При строительстве дома следует учитывать все эти факторы, чтобы в будущем не столкнуться с данной проблемой.

Методы проведения диагностики осадки фундамента

Чтобы выявить или устранить дефекты, возникшие в основании дома, требуется определить процесс смещения фундамента и наблюдать за осадкой. Методов проведения диагностики (осадки фундамента) существует много. Какой именно использовать метод, зависит от строения дома и его составляющих.

Читайте также  Беседка без фундамента стоит ли экономить на основании

Описание свайного фундамента

Свайные фундаменты строятся на просадочных слоях грунта, потому что они имеют очень маленькую несущую способность (факторы, которые влияют на этот параметр грунта, будет обсуждаться далее). Сваи используют для того, чтобы передать все давление здания на почву, тем самым исключая большую нагрузку на основание помещения. Бывает такое, что сваи не достают до слоя грунта, для этого используются висячие сваи. Они являются связью между грунтом и обыкновенными сваями.

Свайный фундамент

Свайный фундамент может состоять из различного материала. Они могут быть сделаны из дерева, железобетона, стали. Способы погружения свай бывают разные. Сваи забиваются, набиваются и завинчиваются. На сегодняшний день чаще всего используются сваи, сделанные из железобетона. Их длина начинается с 4 метров и заканчивается 12 метрами. Такие сваи, которые сделаны из железобетона, можно встретить в индустриальной сфере. Типов свай бывает несколько:

  1. Металлические сваи. Они забиваются в почву, где имеется влага.
  2. Сваи с наличием обсадных труб. Их длина колеблется от 7 до 12 метров. Обсадные трубы помогут избежать прорыва почвы.
  3. Сваи, которые используются, когда уже скважина пробурена. После их установки, они заливаются бетоном, образуя прочное основание здания.

Сваи используют в тех местах, где слой грунта очень слабый. Они также применимы для строительства многоэтажных зданий. Но главным минусом этого материала является то, что он имеет усадку, что может привести к осадке основания помещения.

Осадка свайного фундамента

Причина осадки свайного фундамента – это нагрузка на само основание дома. Если смещение будет продолжаться, это может привести к полному разрушению конструкции. Во избежание этого, проводится расчет осадки свайного фундамента. Полученное значение сравнивают со значением осадки, которая допускается. Если оно превышает его, то фундамент нужно подвергнуть коррекции. Чтобы совершить коррекцию свайного фундамента необходимо увеличить длину свайных установок. Концы свай должны иметь опору на более прочные слои грунта. Сваи распределяют давление по всему грунту. На давление влияют несколько факторов: свойства грунта, длина свай и пространство между сваями.

Расчет осадки методом послойного суммирования

Расчет осадки методом послойного суммирования

Один из способов расчета осадки свайного фундамента имеет название «послойное суммирование». Существует формула: Si = h * m * P. Из этой формулы видно, что осадка фундамента равняется сумме сжатий слоев грунта. Делается схема для расчета осадки свайного фундамента. На ней изображаются нагрузка и давление стен. Свайное основание дома делится на два вида: однослойные и двухслойные. Для обоих видов требуется грунт со средней прочностью. Для расчета осадки свайного основания дома необходимо определить характеристики грунта, сюда входит коэффициент сжимаемости и деформация (модуль). Расчет осадки можно проводить одной сваи, нескольких или всего основания здания. Но можно сделать свайный фундамент правильным. Для этого нужно знать вес и длину сооружения, а также вес всего грунта.

Следующий метод – это расчет осадки фундамента способом эквивалентного слоя. Он применяется, если невозможно провести боковое расширение. Толщина слоя грунта имеет название эквивалентный слой. Согласно этому способу, сначала необходимо определить мощность эквивалентного слоя, существует формула для ее нахождения: hэ =A· ω· b. A – это коэффициент, и он имеет зависимость от типа грунтового слоя, ω – тоже коэффициент, значение которого зависит от основания дома, его формы и жесткости, b – значение ширины основания здания. Произведение первых множителей (A и ω) составляют коэффициент эквивалентного слоя. Найдя мощность эквивалентного слоя, можно найти значение и самой осадки: S =Po· hэ · mv. Главным преимуществом способа расчета осадки эквивалентного слоя является то, что можно определить коэффициент эквивалентного слоя для каждого вида грунта в отличии от метода послойного суммирования.

Метод эквивалентного слоя

Метод эквивалентного слоя

Описание ленточного монолитного фундамента

Ленточный фундамент – это основание под стенами здания, давление которых распределяется по всему фундаменту. Ленточный фундамент заливается в тех местах, где конструкция идет вместе с несущими стенами. Ленточный фундамент – прочное и твердое основание. Данный вид фундамента имеет два вида основания: один – сборный, другой – свайный. У сборного фундамента все давление идет на слой грунта. У второго вида ленточные ростверки, сделанные из железобетона, дают нагрузку на сваи. Наиболее распространены два материала, из которого делается ленточный фундамент: железобетон и бетон. Монолитные ленточные фундаменты используются чаще всего, когда требуется провести расширение подушки фундамента. Расширение необходимо тогда, когда слой почвенного покроя обладает невысокой несущей способностью, а также при наличии в почве подземных вод.

Уменьшить давление на ленточный монолитный фундамент очень просто. Чрезмерная нагрузка на основание дома, в дальнейшем может привести к его осадке. Чтобы этого избежать, достаточно высоту фундамента сделать в полтора больше, чем ширину. После этой процедуры, нагрузка остальной конструкции и предметов, находящихся внутри дома, значительно снизится.

Для более прочного основания необходимо, чтобы стенки фундамента были гораздо шире, чем стены конструкции здания, примерно на 15 сантиметров.

Как избежать осадки ленточного монолитного основания помещения

Причины возникновения осадки ленточного фундамента могут быть разные:

  1. Была неправильно совершена установка несущей способности грунтового слоя, из-за чего совершается недопустимое давление.
  2. Основание лежит на неподходящем грунте.

Последствия осадки ленточного фундамента

Последствия осадки ленточного фундамента

Весь расчет постройки ленточного основания дома можно разделить на три этапа:

  1. Во-первых, необходимо определить вид грунта, на котором будет строиться фундамент дома. Методов по определению типа грунта существует множество. Самый легкий из них – по всей территории, где будет строиться фундамент, нужно сделать определенное количество ям, после чего можно увидеть срез почвы. Хотя на одном участке может быть несколько типов почвенного покроя. После определения всех типов грунта, вы сможете построить фундамент с нужной глубиной. Обычный тип грунта обладает несущей способностью 2-2,1кг/см2. На данное значение и нужно ориентироваться при строительстве. Если по вашим расчетам вес здания превышает эту норму, просто необходимо сделать увеличение ленты. Это делается, потому что в это значение и входит расчет осадки ленточного основания дома в следующие годы.
  2. Во-вторых, необходимо определить массу всей постройки. В массу входят не только стены, но и различные предметы, которые находятся внутри жилого помещения. А также следует учитывать вес снега, который будет находиться на крыше, потому что масса снега может достигать более одной тонны. Поэтому нужно проверить ленточный фундамент дома по трем характеристикам. Необходимо провести проверку на несущую способность определенного типа почвенного покроя. Благодаря этой проверке будет понятно, какого размера должно быть основание помещения. Чтобы определить несущую способность грунта, следует учесть различные факторы, которые могут оказывать влияние на почву: влажность, плотность, возможное наличие в почве подземных вод (обычно они находятся на глубине 30 метров).
  3. В-третьих, следует провести корректировку размеров основания здания. Это делается для того, чтобы залить нужное количество бетона. Объем бетона равен кубатуре основания помещения.

Соблюдение всех этих условий поможет вам избежать осадки ленточного фундамента на несколько десятков лет.

Подведем итог. Осадку фундамента лучше всего избежать, чем бороться с ней в будущем. Важно соблюдать несколько правил при строительстве основания дома. При допущенной осадке, следует пользоваться двумя методами по ее расчету: послойное суммирование и способ эквивалентного слоя. Формулы этих способов помогут вам избавиться от осадки фундамента.

Варианты расчета осадки фундаментов методом послойного суммирования


Разрушение стен дома от неравномерной осадки фундамента
Любое строение со временем подвержено проседанию. Фундамент здания должен осесть в расчётных пределах. Если основание дома опустилось равномерно по всей площади опирания, то расчёт осадки фундамента произведён правильно. В противном случае неравномерное проседание фундамента или свайного поля может привести к деформации несущих конструкций сооружения, что приведёт к повреждению строения. Особенно велик риск неравномерного проседания оснований большой площади опирания, поэтому необходимо точно рассчитать допустимую осадку основания здания.

Основные причины осадки фундамента


Осадка фундамента происходит при неравномерной нагрузке и неоднородности почвы

Почва под подошвой деформируется при получении добавочных напряжений, если они превышают давление от собственного веса грунта. В результате объем земли уменьшается за счет уменьшения пор, развиваются искажения в пространстве.

  • скачкообразная осадка уплотнения;
  • неоднородное основание под фундаментом;
  • прерывистое состояние напряжения;
  • неравномерный вес здания в процессе возведения.

Остаточные просадки превышают упругие деформации, поэтому искажения почвы под действием неравномерного давления относят к категории осадок уплотнения. Показатель неодинаков из-за разнохарактерности почвенных условий и неравномерности напряжения. Неоднородность грунта обуславливается присутствием вспучивающихся слоев, неравномерным залеганием пластов и их различной толщиной.

Нагрузка передается неравномерно, так как фундаменты воспринимают нагрузку в разное время строительства. Основное давление получают вертикальные конструкции, кровля и от них ленточный фундамент, а перекрытия с балками, перегородки, оборудование нагружаются позднее. Одни опоры делают с уширенной подошвой по отношению к другим, поэтому происходит неравномерная осадка фундамента.

Послойное суммирование

Метод послойного суммирования осадок фундамента описан и рекомендован Сводом норм и правил по строительству. В основном подходит для свайного фундамента. Также этот способ будет лучшим решением, если здание стоит отдельно, и есть возможность учитывать сопротивление грунта.

В чем заключается основной принцип? Основание свай условно принимают за монолитную конструкцию, размеры считаются по расположению крайних точек.

Читайте также  Что такое плавающий фундамент и секреты его строительства

Приблизительная схема расчета:

  • Проектирование габаритной схемы основания.
  • Расчет длины и ширины основания.
  • Далее полученные параметры используются для расчета возможного давления на опоры фундамента.
  • На основании последних данных выделяется удельное сопротивление почвы.

Если в результате сопоставления давления и возможных нагрузок получается равенство с нормами, указанными в СНиПе, то составляются специальные эпюры нагрузок на сваи, и из всех этих данных выводится величина осадки основания — самый главный искомый параметр.

Последствия неправильных расчетов осадки



Влияние грунтов на состояние опор для дома


В земле под подошвой развиваются осадки выпирания, которые чаще образуются под краями. Давления перераспределяются по низу фундамента и возникают пластические искажения. Дальнейший рост давления ведет к расширению области деформации и появляется опасность вспучивания почвы из-под подошвы.

Расструктурирование грунта также ведет к созданию опасных зон. Риск возникает при рытье котлована, траншей. При этом обнажается внутренняя структура земли, и на нее влияют негативные факторы, которые ранее сдерживались.

Осадка грунта зависит от следующих условий:

  • метод земляных работ;
  • продолжительность возведения нулевого цикла;
  • устройство водоотведения;
  • мероприятия по сохранности естественной структуры.

Строение грунта нарушается из-за погодных влияний на открытые срезы, динамического напряжения от работы механизмов, подземных газов и влаги. Промерзание увеличивает объем увлажненных слоев и развивает силы пучения, которые иногда превышают осадку ленточного фундамента от внешних влияний. Выпячивание земли негативно влияет при строительстве и при эксплуатации постройки.

Влияние грунтов на фундамент уменьшают устройством подошвы ниже отметки промерзания и обработкой боковых сторон опоры. Используются битум, солярка, отсыпка пазух делается землей, которая не характеризуется вспучиванием.

Вывод

Все варианты расчетов хороши в своих отдельных случаях. На данный момент все эти процессы проектирования упрощены за счет появления компьютерных программ, профессионального программного обеспечения. Но, как всегда, самыми достоверными являются знания, полученные опытным путем, и эти параметры принимаются за эталон и критические сведения.

При строительстве здания обязательно обратите особое внимание на фундамент и такой его важный параметр, как осадка, так как она влияет на прочность и надежность конструкции.

Методы определения осадки фундамента


В расчетах чаще всего рассматривается проседание уплотнения, которое возникает от искажения грунта под влиянием нагрузки на основание. Это осадка фундамента, которая развивается медленно, иногда тянется 2 – 3 года после начала эксплуатации строения.

Существует 17 вариантов подсчета просадок, но на практике расчет ведется несколькими способами:

  • метод послойного суммирования;
  • эквивалентный слой;
  • учет слоистого напластования почвы;
  • метод Егорова.

Конструкция сооружения испытывает наибольший крен, изгиб или кручение при абсолютной просадке в исходе времени стабилизации. Деформации называют конечными или просто осадками, их величина определяется как результат проведения подсчетов.

Осадка фундамента показывает всецелое перемещение по вертикали из-за искажения толщи почвы основания, которое медленно растягивается во времени. Осадка грунтового слоя говорит о величине уменьшения тучности из-за деформации земли в этой области. Анализ вариантов расчета займет много времени, но короткое описание основных методов выглядит приемлемым.

Послойное суммирование


В расчете принимают участие данные о размере фундаментной подошвы, глубине заложения и определяется среднее значение давления под опорой, для которого собираются нагрузки от веса строения и основы здания.

Используется формула R = (yc1 + yc2) / k · (My · k2 · b + Mg · d1 + (Mg – 1) · db + Mc · cn), где:

  • yc1 и yc2 — коэффициент факторов работы, первый принимается 1,1, второй — 1,0;
  • k и k2 — коэффициенты, приравниваются к 1,0;
  • b — ширина фундамента по низу;
  • cn — расчетный показатель удельной адгезии почвы, принимают 1 кН/м³;
  • db — глубина стен подвала;
  • d1 — глубина закладки опоры здания;
  • My, Mg, Mc — коэффициенты, которые находятся в зависимости от угла наклона стен фундамента.

Составляют эпюры естественного и вспомогательного давления, откуда берут значения добавочной вертикальной нагрузки по подошве. По формуле высчитывают высоту элементарного грунтового слоя. Для запаса увеличивают значение вдвое.

Строят эпюру добавочных нагрузок по вертикали от внешних факторов влияния в толще грунта под подошвой свайных и ленточных опор, для построения берут сведения из таблицы №2 СНиП 2.02.01 – 1983. Нижний край сжимаемого пласта находят по пересечению двух эпюр. Осадка определяется с опусканием деформационного модуля на границе слоев. В расчете учитывают среднюю силу в каждом слое и его высоту.

Средняя осадка в результате расчета осадки фундамента методом послойного суммирования не должна превышать предельно допустимые нормативы для строений определенного типа и вида грунта.

Эквивалентный слой


Метод Н. А. Цыгановича применяется для нахождения просадок гибких ленточных опор и для изучения воздействия осадки близлежащих фундаментов. Вычисление осадки способом эквивалентного слоя позволяет определить смещение основания в различных точках, а также в угловых областях и в зоне краевых нагрузок.

Метод предполагает стандартные разработанные схемы по нахождению равноценного пласта на разных участках основания. Эта методика используется для определения просадки опор с учетом воздействия расположенных неподалеку фундаментов. Алгебраическая сумма высот равнозначных слоев почвы в разных участках дает представление о конечном показателе осадки.

Вариант используется для фундаментов небольшой высоты в условиях городского строительства, когда рядом находятся основания существующих сооружений. Способ хорошо работает в условиях стабильных грунтов с небольшими деформациями при сжимаемости.

Расчет при слоистом напластовании грунтов


Слоистость напластования проявляется, если прочные грунты разделяются маломощными прослойками. Используется несущая способность стабильной почвы, но требуется проверка прочности подстилающего пласта или его укрепление до надежного положения. Значение общего касательного и нормального пучения бывает таким, что превышает вес стандартной пятиэтажки.

Расчет в нестабильных грунтах предполагает определение глубины залегания подошвы так, чтобы она находилась ниже отметки промерзания. Пучатся текучие и мягкопластичные глины, а также суглинки и пылеватые пески.

Расчет осадок в слоисто напластованных почвах ведется двумя способами:

  • нахождение среднего показателя сжимаемости слоя;
  • суммированием искажения отдельных пластов.

Второй вариант увеличивает трудоемкость вычислений. Приблизительное усреднение допускается, т.к. учитывается малая точность нахождения значений сжимаемости. Регламент учитывает силу отдельных пластов в напряженном состоянии. Используются стандартные формулы для подсчета характеристик уплотнения в первом приближении. Осреднение проводится в рамках расчетного показателя сжимаемости.

По методу Егорова


Глубина уплотняемой области по СНиП 50.101. – 2004 находится с большим заделом прочности, т.к. при ее применении учитывается, что почва всегда представлена твердыми глинами или крупнообломочными грунтами. К. Е. Егоров предложил в виде модели брать характеристики упругого пласта и учитывать разницу осадки глины и песчанистого основания.

Практическое наблюдение за просадками строений показали правильность метода Егорова. Результаты анализировали и пришли к выводу, что для опор с шириной подошвы или радиусом меньше 10 метров все варианты дают аналогичные результаты осадки. Исключение составляют просадки глин.

Описание

Осадка фундамента — это очень важная характеристика, она меняется с течением времени и в зависимости от грунта. Есть причины, по которым обычно случается неравномерное проседание:

  • Экономия на материалах для фундамента и покупка дешевых и некачественных материалов.
  • Дешевая и неквалифицированная рабочая сила.
  • Неверно произведены расчеты глубины фундамента, уровня близости грунтовых вод.
  • Нет дренажной системы.

Цели определения осадки:

  • определить величину просадки;
  • выполнить точный расчет осадки для фундамента из разных материалов;
  • рассчитать возможные деформации и физические изменения.

Рекомендации по закладке бетона

Монолитные конструкции бетонируют в разборной опалубке из унифицированных частей. Способ укладки и транспортировки смеси выбирают с учетом минимального количества перегрузок.

Бетон подают в нескольких вариантах:

  • подъемными механизмами в бадьях;
  • самосвалами на эстакадах или в опалубку;
  • транспортными лентами;
  • бетононасосами.

Перемещение краном удобно, т.к. используется независимо от объемов фундамента и одновременно подает арматуру для каркаса. Закладку бетона в труднодоступные области проводят легкими съемными транспортерами или виброжелобами.

Осадка фундамента: определение, характеристика грунта, расчет осадки, методы и способы устранения проблемы

Каждое строение нуждается в фундаменте и подвергается со временем проседанию в зависимости от грунта. Необходимо правильно рассчитывать осадку в соответствии с грунтом. Если не так произвести расчет, то это грозит неравномерной просадкой. Вследствие этого появляется угроза разрушения здания, появления трещин и тому подобного. Внимательно прочитайте обо всех тонкостях и изучите основные методы организации осадки.

Фундамент сваями большого легкого здания

Описание

Осадка фундамента — это очень важная характеристика, она меняется с течением времени и в зависимости от грунта. Есть причины, по которым обычно случается неравномерное проседание:

  • Экономия на материалах для фундамента и покупка дешевых и некачественных материалов.
  • Дешевая и неквалифицированная рабочая сила.
  • Неверно произведены расчеты глубины фундамента, уровня близости грунтовых вод.
  • Нет дренажной системы.

Цели определения осадки:

  • определить величину просадки;
  • выполнить точный расчет осадки для фундамента из разных материалов;
  • рассчитать возможные деформации и физические изменения.

Характеристика грунта

Есть два вида грунта:

  1. Естественный — залегает под фундаментом и обеспечивает устойчивость основания равномерно.
  2. Искусственный — упрочняют специально: трамбуют, высушивают и тому подобное.

Две группы грунтов:

  • Пучинистые — глинистый, песочный, мелкий.
  • Непучинистые — гравий, крупный и средний, не содержат глину.
  1. Скальный — сплошной, прочный, водоустойчивый, многолетний.
  2. Крупнообломочный — гравий, галька, валуны.
  3. Песчаный — сыпучие и сухие породы.
  4. Глинистые — очень пластичный и создает гладкую поверхность.
  5. Суглинок — глинистый, но хрупкий материал.
  6. Супесь — хрупкий и не эластичный, но содержит небольшое количество глины.
Читайте также  Как исправить просевший фундамент

Обычный фундамент

Виды фундамента

Выбор фундамента — основная часть постройки здания. От прочности, расчета осадки и целостности зависит надежность и крепость здания.

Чтобы правильно выбрать основание дома, нужно учитывать несколько важнейших качеств: вид и тип грунта, расстояние до грунтовых вод, грубина зависит от высоты здания.

  • ленточный — лента между всеми несущими стенами по периметру всего здания;
  • столбчатый — при возведении легкого здания и невысоких нагрузках на фундамент;
  • свайный — есть смысл использовать преимущественно на нетвердых грунтах.

Расчет осадки

Расчет осадки — это очень важная мера при строительстве здания. Ведь фундамент — основа дома, поэтому от его целостности зависит надежность и безопасность эксплуатации.

Просадка нового здания на однородном грунте может быть 10-12 сантиметров.

Есть несколько основных принятых норм: если грунт неоднородный, то осадка без последствий может составлять 5 сантиметров, для многоэтажных домов — 2-3 см.

Любое проседание сверх этой нормы может быть чревато появлением трещин, разрушением несущих конструкций. Это влияет на безопасность нахождения людей в здании, эксплуатации помещений. Если дом многоэтажный и жилой, то есть риск потерять здоровье или жизнь большого количества людей.

Произвести расчеты самостоятельно практически нереально, но можно это делать специальным упрощенным способом. Вы можете посмотреть пример расчета осадки на видео ниже.

Свайный фундамент

При неустойчивом грунте, если нужен дешевый надежный и простой фундамент, выбирают свайный. Он обходится дешевле остальных и способен сохранить целостность здания, расположенного на неустойчивом грунте.

Что он собой представляет? Вертикальные железобетонные опоры, которые погружают в грунт. Обычно их связывают монолитной плитой. Есть два вида свай: висячие и подпорные. Выбор вида зависит от возможностей установки и твердости грунта, подпорные считаются наиболее надежными. Устанавливаются очень просто. Быстрый монтаж, экономичный вариант и минимум земляных работ — выкопать или пробурить места.

Организация укрепления свай

Осадка свайного фундамента определяется путем расчета глубины свай в зависимости от большого количества факторов. Есть два самых основных параметра:

  • Малая несущая способность почвы под сваями.
  • Количество нагрузок, которые будут возлагаться на фундамент во время эксплуатации здания, возможные климатические изменения и опасные погодные условия, влияющие на целостность жилья.

Для расчета осадки свайного фундамента лучше всего подходит метод послойного суммирования.

Создание документации и произведение расчетов производится с помощью специальных компьютерных программ.

Свайный фундамент

Методы осадки

Инженеры, которые занимаются подсчетом и проектированием фундамента, внимательно изучают местность, здания и, в зависимости от ключевых факторов, производят расчет времени и масштабов осадки двумя основными методами:

  • Послойное суммирование.
  • Эквивалентный слой.

Разберем подробнее способ послойного суммирования, так как он является основным методом расчета осадки на большей части территории России.

Послойное суммирование

Метод послойного суммирования осадок фундамента описан и рекомендован Сводом норм и правил по строительству. В основном подходит для свайного фундамента. Также этот способ будет лучшим решением, если здание стоит отдельно, и есть возможность учитывать сопротивление грунта.

В чем заключается основной принцип? Основание свай условно принимают за монолитную конструкцию, размеры считаются по расположению крайних точек.

Приблизительная схема расчета:

  • Проектирование габаритной схемы основания.
  • Расчет длины и ширины основания.
  • Далее полученные параметры используются для расчета возможного давления на опоры фундамента.
  • На основании последних данных выделяется удельное сопротивление почвы.

Если в результате сопоставления давления и возможных нагрузок получается равенство с нормами, указанными в СНиПе, то составляются специальные эпюры нагрузок на сваи, и из всех этих данных выводится величина осадки основания — самый главный искомый параметр.

Последствия неправильных расчетов осадки

Способы устранения проблемы

Если полученные числа величины осадки основания превышают предельные размеры, то необходимо внести коррективы в проектирование фундамента и увеличивается длина свай для повышения прочности и увеличения возможных нагрузок. Тогда все параметры сойдутся и будут соответствовать последней редакции СНиП.

Точное определение осадки фундамента происходит опытным путем. На самом деле такой фактический расчет производится путем лабораторных испытаний, на их основе составляется статистика. Каким образом все это осуществляется? На опоры производится искусственным путем давление — с помощью домкрата. Таким способом можно определить критические нагрузки очень точно и рассчитать максимально возможную осадку основания фундамента.

Чтобы избежать осадки, строители укрепляют фундамент. Такие защитные меры позволяют исправить фундамент, построенный по неправильным расчетам. Это возможно сделать с помощью увеличения сопротивления грунта бетонными трубами, залитыми специальным силикатным раствором, стальными трубами в почве.

Проблемы фундамента

Вывод

Все варианты расчетов хороши в своих отдельных случаях. На данный момент все эти процессы проектирования упрощены за счет появления компьютерных программ, профессионального программного обеспечения. Но, как всегда, самыми достоверными являются знания, полученные опытным путем, и эти параметры принимаются за эталон и критические сведения.

При строительстве здания обязательно обратите особое внимание на фундамент и такой его важный параметр, как осадка, так как она влияет на прочность и надежность конструкции.

64Зависит ли величина предельной деформации основания от грунтовых условий?

Предельные деформации основания не зависят от грунтовых условий строительной площадки, а зависят только от конструкции здания или сооружения и его фундаментов. Чем выше жесткость здания, тем выше допускаемые предельные значения деформаций основания. Если для производственных и жилых зданий с полным каркасом максимальная осадка равна 8 см, то для сооружений элеваторов из железобетонных конструкций на монолитной плите средняя осадка равна 40 см. Это объясняется тем, что элеваторы и дымовые трубы обладают большой способностью перераспределять усилия, возникающие при неравномерной деформации основания.

65Какие методы рекомендуются для расчета осадок фундаментов?

Расчет деформации основания может быть выполнен с использованием как аналитических, так и численных методов расчета. К аналитическим методам относятся:

метод элементарного послойного суммирования. Методика расчета изложена в прил.2 СНиП [1];

метод эквивалентного слоя грунта Н.А.Цытовича (см. ч.1, М.9.5; М.9.15);

метод линейно-деформируемого слоя.

Численные методы расчета основаны на использовании линейных или нелинейных решений теории упругости и теории пластичности (см. также Ф.6.6).

66 Определение осадки методом элементарного послойного суммирования.

Метод послойного суммирования

Расчет осадки слоистых оснований выполняется методом послойного суммирования, в основу которого положена выше разобранная задача (основная задача). Сущность метода заключается в определении осадок элементарных слоев основания в пределах сжимаемой толщи от дополнительных вертикальных напряжений σZP, возникающих от нагрузок, передаваемых сооружениям.

Так как в основу этого метода положена расчетная модель основания в виде линейно-деформируемой сплошной среды, то необходимо ограничить среднее давление на основание таким пределом, при котором области возникающих пластических деформаций лишь незначительно нарушают линейную деформируемость основания, т.е. требуется удовлетворить условие

(7.11)

Для определения глубины сжимаемой толщи Нс вычисляют напряжения от собственного веса σZq и дополнительные от внешней нагрузки σZP. Нижняя граница сжимаемой толщи ВС основания принимается на глубине z = Нс от подошвы фундамента, где выполняется условие

(7.12)

т.е. дополнительные напряжения составляют 20% от собственного веса грунта.

При наличии нижеуказанной глубины грунтов с модулем деформации Е≤5 МПа должно соблюдаться условие

(7.13)

Для оснований гидротехнических сооружений по СНиП 2.02.02—85 «Основания гидротехнических сооружений» нижняя граница активной зоны находится из условия

(7.14)

Расчет осадки удобно вести с использованием графических построений в следующей последовательности (рис. 7.11):

строят геологический разрез строительной площадки на месте рассчитываемого фундамента;

наносятся размеры фундамента;

строятся эпюры напряжений от собственного веса грунта σZg и дополнительного σZP от внешней нагрузки;

определяется сжимаемая толща Нс;

разбивается Нс на слои толщиной hi≤0,4b;

определяется осадка элементарного слоя грунта по формуле (7.15)

Тогда полную осадку можно найти простым суммированием осадок всех элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи из выражения

(7.16)

где β— безразмерный коэффициент, зависящий от коэффициента относительных поперечных деформаций, принимаемый равным 0,8; hi — высота i-го слоя; Ei — модуль деформации i-го слоя грунта;

—среднее напряжение i-го элементарного слоя.

Метод послойного суммирования позволяет определять осадку не только ценфальной точки подошвы фундамента. С его помощью можно вычислить осадку любой точки в пределах или вне пределов фундамента. Для этого пользуются методом угловых точек и строится эпюра напряжений вертикальной, проходящей через точку, для которой требуется расчет осадки.

Рис. 7.11. Расчетная схема для определения осадки методом послойного суммирования: DL — отметка планировки; NL — отметка поверхности природного рельефа; FL — отметка подошвы фундамента; ВС — нижняя граница сжимаемой толщи; Нс — сжимаемая толща

Таким образом, метод послойного суммирования в основном используется при расчете небольших по размерам фундаментов зданий и сооружений и при отсутствии в основании пластов очень плотных малосжимаемых грунтов.

Пример 7.1. Определить методом послойного суммирования осадку ленточного фундамента

Пример 7.1. Определить методом послойного суммирования осадку ленточного фундамента шириной b = 1,2 м. Глубина заложения подошвы фундамента от поверхности природного рельефа d = 1,8 м. Среднее давление под подошвой фундамента Р = 285 кПа. Основание сложено следующими слоями:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: