Что делать если фундамент гуляет

Строительство на ненадежных грунтах предполагает определенные трудности в работе. Одним из неприятных явлений, которое приходится учитывать, является осадка фундамента. Часто строители стараются предвидеть подобные проблемы заранее, но порой основание «гуляет» в уже готовом здании. Поэтому стоит рассмотреть, что можно предпринять при строительстве на пучинистом грунте, и какими способами укрепляют основание в готовом здании.

Чем опасно разрушающееся основание

При определении вспученных грунтов строители учитывают следующие параметры. Во-первых, важной частью планировки гаража или более масштабного строительства является глубина промерзания почвы. Во-вторых, для таких почв характерно близкое расположение грунтовых вод. В-третьих, мягкий тип грунта более склонен к различного рода смещениям, чем твердый. Все это определяет тип фундамента и способ его закладки.

Главной ошибкой строителей, связанной с недостаточным изучением местности, будет установка основания дома выше уровня промерзания почвы. Тогда при смене времен года плотность почв будет меняться, замерзая ближе к зиме и оттаивая весной. Этот процесс влияет на плотность грунта. И когда при повышении температуры он начинает размораживаться, происходит его расширение. Активизируется выталкивающая сила, которая без труда поднимет строение весом в несколько десятков тонн.

Схема воздействия сил пучения

Учитывая направление солнечных лучей и ветра, температура не будет единой во всем грунте. Поэтому и сила выталкивания нижней площадки фундамента будет отличаться. Наиболее активно процесс пойдет на южной стороне дома. Неравномерное распределение сил приводит к тому, что одна сторона строения будет выталкиваться из земли более интенсивно, чем остальные. Результатом будет появление трещин, которые приведут к обрушению конструкции.

Для предупреждения данной проблемы строители проводят ряд мероприятий до начала строительства.

Какой фундамент лучше для строительства на пучинистом грунте

Перед началом строительства обязательным этапом работы считается исследование местности на предмет рельефа и типа почвы. На основании полученных данных определяется лучший вариант для фундамента. Для вспучиваемых пород рекомендуются следующие типы основания:

  1. Оптимальным вариантом для строительства большого и массивного дома будет плитный фундамент. Его не так легко вытолкнуть. Даже в случае усадки он защитит стены от деформации за счет равномерного распределения нагрузки. Обязательными в этом случае является теплоизоляция, гидроизоляция и оборудование дренажной системы. Обустройство подвала или цокольного этажа требуется вносить в план здания заранее. Минусом варианта является его сравнительно высокая стоимость.
  2. При обустройстве в доме подвала лучшим типом фундамента станет ленточный. Но чтобы зимой основание не поднялось, для заглубленного фундамента необходимо увеличить ширину самой ленты и сделать защитный слой из песка и щебня толщиной не менее 40 см. Для малозаглубленного ленточного фундамента стоит обустроить качественный дренаж, укрепить отмостку и выполнить теплоизоляцию наружной грани конструкции. Толщина подушки из щебня также увеличивается.
  3. Хорошим вариантом для строительства на пучинистых грунтах будет свайно-ростверковый фундамент. Этот вариант не требует теплоизоляции, поскольку он приподнят над землей. Ввиду сравнительного небольшого диаметра винтовых свай силы пучения на них воздействуют по минимуму. Поэтому такое основание не поднимается.
  4. Хотя столбчатый фундамент считается самым бюджетным вариантом в строительстве, его применение на вспучивающей поверхности является потенциально опасным. Поэтому, во-первых, его применяют для сооружения небольших зданий типа гаража. Во-вторых, конструкцию обязательно обеспечивают дренажной системой. В-третьих, столбы вкапывают так, чтобы их основание оказалось ниже уровня промерзания грунта. Для укрепления фундамента применим ростверк.

Структура свайно-ростверкового основания

Учитывая особенности закладки основания, стоит принять верное решение до начала возведения дома, чтобы не вкладывать дополнительные средства в его укрепление по окончании строительства.

Что следует учесть при закладывании основания на пучинистых грунтах

Независимо от выбранного фундамента важными будут следующие принципы:

Все эти меры предотвращения осадки фундамента желательно применять в комплексе, тогда должная защита всей конструкции обеспечена.

Что делать при осадке фундамента в готовом каменном доме

Нередко случается, что дом уже стоит, а грунт вспучило так, что по стенам скоро пойдут трещины. Возникает вопрос: что делать? Существует несколько методов укрепить фундамент и цоколь в готовом здании. Важным здесь является материал, использованный в качестве постройки. Если стены дома выполнены из кирпича, можно попробовать следующее:

  1. Первый способ заключается в отведении подземных вод от фундамента. Для этого по периметру готового дома выкапывается дренажная траншея под дренажную систему. Стоит учесть, что её глубина должна оказаться на полметра ниже уровня промерзания. Суть метода заключается в том, что грунт становится более сухим и меньше промерзает зимой.
  2. Второй способ предполагает искусственное уменьшение глубины промерзания. Для этого по периметру здания подсыпают дополнительный слой грунта так, чтобы основание фундамента оказалось на должном уровне. Общий вид здания вследствие данного решения изменяется в лучшую сторону.
  3. Описанный выше метод применяют и другой модификации. Часть грунта заменяют на теплоизоляционный слой, состоящий из смеси керамзита и крупного песка в соотношении 1.5:1. Так, глубина промерзания поднимается до 80 см. Хорошей заменой смеси могут стать пенополистирольные плиты.

Естественным укреплением фундамента в холодное время года становится толстый слой снега. Однако возможность использования такого метода зависит от капризов погоды. Поэтому стоит позаботиться об одном способе защиты дома или гаража или применить несколько методов в комплексе.

Порой можно столкнуться и с другим явлением. Опоры столбчатого фундамента находятся ниже уровня промерзания грунта, но оседание фундамента продолжается. При условии небольшого веса здания и большого количества вкопанных столбиков сила пучения может поднять постройку независимо от глубины основания.

В этом случае лучше сделать следующее: нужно или увеличить вес конструкции или уменьшить количество опор. Для этого часть столбиков стоит выкопать или сломать у них верх. Можно перекрыть крышу более тяжелыми материалами, а лучше использовать сочетать оба способа. Прежде чем начинать подобную процедуру, стоит произвести расчет веса дома или гаража и нагрузки на фундамент.

Выполнив одно или несколько описанных действий, можно защитить строение, предотвратив дальнейший подъём основания.

Как укрепить основание в деревянном строении

Если основная часть дома выполнена из древесины, наряду с применяемыми для кирпичного строения методиками, можно применить и другие варианты решения проблемы.

Например, вместо старого фундамента можно установить столбы, выполненные по ТИСЭ технологии. Сначала нужно разобраться с местоположением прежних опор и состоянием нижнего слоя бревен или венца сооружения. Если он крепкий, новые опоры можно поставить рядом со старыми, но не дальше, чем на метр от них. В зависимости от общего веса конструкции стоит рассчитать количество и расстояние между столбами. Исходя из несущей способности новых опор до 10 тонн, необходимо вкопать их количество, соответствующее массе дома.

Если венец дома слабый, он сможет находиться только на опорах, установленных строго на старом месте, то сначала рядом со старыми столбами нужно сделать временные подпорки. После этого дом поднимают домкратом на 1-2 см. Теперь можно извлекать старые, пришедшие в негодность столбики и менять их на новые. Замену нужно производить по очереди. Тогда если дом вдруг сойдет с временных опор, это не приведет к разрушению конструкции.

В ряде случаев старое основание дома лучше заменить на свайно-ростверковое. В следующем видео подробно рассказывается об этой технологии:

Усадка фундамента может быть следствием неправильной конструкции основания дома на пучинистых грунтах. Если не предпринять мер по его укреплению, со временем на стенах появятся трещины, которые поспособствуют разрушению.

При укреплении уже готовой постройки стоит воспользоваться следующими методиками. Во-первых, отвести грунтовые воды от постройки. Во-вторых, поднять уровень промерзания грунта до опор фундамента, а если постройка деревянная, можно поднять её на домкратах и вместо испорченного основания заложить новое. Хотя применение этих способов требует денежных вложений, подобные решения обойдутся дешевле, чем снос и строительство нового жилья.

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

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.

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 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

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.

Читайте также:  Обзор и характеристики утеплителя XPS

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

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.

Осадка свайного фундамента

На данной странице представлена информация об осадке свайного фундамента. Вы узнаете, что это за процесс и какие факторы на него влияют. Мы рассмотрим методы расчетов осадки, способы ее фактического определения и технологии предотвращения осадки железобетонных свай.

Что такое осадка фундамента и что на неё влияет

Осадка свайного фундамента – это изменение уровня размещения свай в грунте, возникающие в процессе их эксплуатации. Основная причина осадки – неправильные расчеты устойчивости фундамента к нагрузкам на стадии его проектирования, которые приводят к использованию опор недостаточной длины либо меньшего, чем того требуют фактические условия, сечения.

Проседания свай возникают под воздействием следующих факторов:

Грузонесущуя способность железобетонной опоры по материалу будет всегда больше, чем аналогичная характеристика грунта. Если в расчетах фундамента допущены ошибки, то пласт грунта в котором расположена опорная часть свай, под весом здания будет уплотняться и проседать, что приведет к уменьшению нулевого уровня фундамента (его осадке).

Данная проблема особенно характерна для висячих свай, которые получают устойчивость за счет трения почвы с боковыми стенками опоры. Сваи стойки, опирающиеся на глубинные, несжимаемые пласты грунта, ввиду высокой плотности породы практически не подвергаются осадке.

Расчёт осадки – методы

Специалисты, занимающиеся проектированием фундаментов, определяют расчетную осадку свай исходя из второй группы предельных состояний железобетонных опор, для чего используется два метода:

Рассмотрим каждый из них подробнее.

Способ послойного суммирования

Данный метод рекомендован к применению действующим СНиП, он является наиболее часто используемым способом вычислением осадок свайных оснований.

При использовании способа послойного суммирования свайное основание принимается за условную монолитную конструкцию, размеры которой считаются по контуру крайних точек свайного поля. На нижеприведенной схеме размеры свайного основания представлены границами АВДС.

Первоначально составляется габаритная схема основания АБСД, при расчетах используется величина уклона “а”, выводящаяся из следующих формул:

После определения величины “а” производится расчет длины и ширины основания AБCД по формуле:

Полученные габаритные характеристики применяются в формуле расчета давления на опорную часть фундамента (Р усп). Давление сопоставляется с удельным сопротивлением контактирующих со сваями пластов грунта (R усл. фун).

Удельное сопротивление почвы, в свою очередь, выводится по формуле:

Если в результате сопоставления нагрузок и сопротивления грунта получается соблюдение условий, составляются эпюры нагрузок на сваи “σ0z” и “σбz” (приведены на схеме), и по формуле S выводится величина осадки основания.

Способ эквивалентного слоя

Альтернативный способ эквивалентного слоя подразумевает расчет осадки исходя из контролируемого бокового расширения почвы. В данном случае за эквивалентный слой принимается пласт почвы (hэ), который при невозможности пространственного расширения дает удельную осадку, аналогичную общей осадке равномерно нагруженного фундамента. По простому – вместо послойного суммирования слоев используется одномерный коэффициент, совокупный для всех контактирующих со сваей пластов грунта.

Мощность условного эквивалентного слоя высчитывается на основе коэфф. Пуансона, коэффициента жесткости фундамента (w) и его габаритной ширины (b) по формуле:

При этом за А принимается коэффициент, индивидуальный для каждого типа грунта: А равно .

Используемое при расчетах соотношение Aw (коэффициента грунта и жесткости фундамента) именуется величиной эквивалентного пласта, нормативные данные которого представлены в нижеприведенной таблице:

Осадка фундамента рассчитывается по формуле: , в которой:

Как определить осадку свайного фундамента

Фактическая осадка свай определяется посредством их статических испытаний. В процессе испытаний на опору гидравлическими домкратами оказывается давление и с помощью прогибомера измеряется величина осадки сваи от полученной нагрузки.

Технология статических испытаний предназначена для определения критических и предельных нагрузок, которые может выдержать свайный фундамент. Под критической нагрузкой подразумевается давление, которое приводит к резкой осадке (проваливанию) сваи в грунт, величина которой в 5 и более раз превышает осадку от ранее полученного сваей давления. Осадка предельного типа определяется по нагрузке, на 1 ступень меньшей, чем нагрузка приводящая к критической осадке.

Для проведения испытаний используются гидравлические домкраты с усилием давления от 50 до 200 тонн, измерения ведутся с точностью до 0.1 мм. Прогибомер фиксируется на высотных реперах, которые представлены стойками, удаленными от сваи на 1-2 метра, и закрепленными на них ригелями (на ригелях посредством ступицы фиксируется измерительный прибор).

Допустимые нормы осадки

На практике кирпичные здания, фундамент которых подвергся неравномерной усадке более чем на 12 см, получают серьезные деформации, вплоть до появления на стенах и перекрытиях сквозных трещин.

Как избежать осадки

Предотвратить осадку фундамента можно еще на стадии проектирования основания. Если расчеты показывают, что величина осадки превышает допустимою норму, нужно заменить висячие сваи на сваи-стойки – использовать опоры большей длины, которые работают в грунте не за счет сопротивления почвы боковым стенкам конструкции, а за счет опирания на глубинный пласт несжимаемого грунта.

Снизить риск осадки фундамента можно и посредством увеличения сопротивления грунтов, что достигается за счет их цементации. Данный метод особенно эффективен в условиях почвы, обладающей низкой плотностью. Его суть заключается в нагнетании в толщу грунта бетонной смеси либо силикатного раствора с помощью специальных инъекторов.

Инъектор представляет собой перфорированную стальную трубу, которая погружается в почву и подключается к бетононасосу. Подача смеси ведется в пласты грунта, в которых расположена опорная часть сваи. В результате вокруг опорной подошвы сваи, после отвердевания смеси, образуется монолитная бетонная подушка, которая предотвращает осадку фундамента под внешними нагрузками.

Полезные материалы

Свайный фундамент своими руками – пошаговая инструкция

СК “Установка Свай” занимается возведением фундаментов на железобетонных сваях.

Как рассчитать свайный фундамент

В местностях с зыбкими, слабыми грунтами предпочтительные виды фундаментов под дома и сооружения – свайный и свайно-ростверковый.

Как закрыть свайный фундамент

Свайный фундамент, особенно высокий фундамент с ростверком на сваях , обычно стараются закрыть.

Расчет осадки основания. Общие положения

Проектирование основания следует выполнять на основе существующих нормативных документов в частности СНиП 2.02.01-83* “Основания зданий и сооружений” или СП 50-101-2004 “Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений”. Ниже мы рассмотрим, на основании каких положений можно определить осадку основания.

Для начала выясним, что подразумевается под термином – осадка основания (обозначается литерой “s“).

Осадка – это деформация, происходящая в результате уплотнения грунтов, залегающих ниже фундамента, под воздействием нагрузки от здания или сооружения, иногда под воздействием собственного веса вышележащего грунта.

При этом существенного изменения структуры грунтов не происходит и потому такую деформацию можно условно считать упругой. Это означает, что давление на основание (нагрузка от фундамента) должно быть меньше расчетного сопротивления грунта.

Если давление на грунт будет больше расчетного сопротивления грунта, то деформация грунтов будет уже пластической, т.е. не восстанавливаемой со временем даже после снятия нагрузки (например, сноса здания) и приведет к существенному изменению структуры грунтов (как минимум тех, которые находятся ближе всего к подошве фундамента). Такая деформация называется просадкой и будет она значительно больше чем осадка, вот только рассчитать просадку из-за пластической деформации даже приблизительно не возьмется никто (просадка при замачивании просадочных грунтов и по другим возможным причинам, здесь не рассматривается).

Методы уплотнения грунтов перед началом строительства здесь также не рассматриваются. Тем не менее уплотнение грунта перед началом устройства фундамента позволит уменьшить итоговую осадку основания, определить которую мы и собираемся.

Основные положения, принимаемые при расчете осадки основания:

1.

Теоретически для расчета осадки основания достаточно просто знать закон Гука, согласно которому

σ = ЕΔh/h или Δh = σh/E (391.1)

где σ – нормальное напряжение, действующее на стержень, измеряемое в МПа или кгс/см 2 .

Примечание: нормальные напряжения при рассмотрении оснований часто называются вертикальными нормальными, а потом и просто вертикальными. Сути дела это не меняет, однако позволяет лучше представить направление действия напряжений.

Е – модуль упругости стержня, также измеряемый в МПа или кгс/см 2 , h – высота (длина) стержня, Δh – величина деформации стержня, которую можно было бы рассматривать как осадку основания, если бы мы действительно имели под подошвой фундамента некий стержень конечной длины и постоянного по длине сечения. Вместо это у нас под фундаментом весь земной шар, состоящий из множества пород, слоев грунтов, грунтовых вод и пр. Поэтому:

2.

При расчете осадки основания используется модель линейно деформируемого полупространства под подошвой фундамента.

3.

В этом линейно деформируемом полупространстве давление фундамента на основание будет чем глубже, тем меньше из-за перераспределения напряжений на единицу площади по мере заглубления. Однако зависимость между глубиной и распределением напряжения – не линейная. Например для точечного фундамента с достаточно малой площадью подошвы давление на основание можно условно рассматривать как сосредоточенную нагрузку в вершине конуса. И чем больше высота конуса, тем больше площадь, на которую будет распределяться эта нагрузка. Таким образом конус – это как бы и есть деформируемый стержень переменного сечения. Давление фундамента на основание обозначается как σq и определяется, как дополнительное вертикальное напряжение. На рассматриваемой глубине z это напряжение обозначается как σzq (см. рисунок 391.1)

Примечание: в СНиПе 2.02.01-83 нагрузка на основание обозначается литерой р, в теоретической механике нагрузка чаще обозначается литерой q и мне такое обозначение ближе. Впрочем принципиального значения это не имеет.

4.

Помимо давления от фундамента на нижележащие слои грунтов давят вышележащие слои грунтов. Это давление обозначается как σγ и определяется, как вертикальное напряжение от собственного веса грунта. Предполагается, что вертикальное напряжение от собственного веса грунта прямо пропорционально рассматриваемой глубине и объемному весу грунта

Читайте также:  Планировка балкона в доме

σγ = γh

где γ – объемный вес сжимаемого грунта, находящегося ниже подошвы фундамента, h – высота слоя сжимаемого грунта

Примечание: В СНиПе 2.02.01-83 это давление обозначается как σg, в СП 50-101-2004 – как σγ, но опять же принципиального значения это не имеет. Мне больше нравится обозначение σγ.

5.

Так как по мере заглубления вертикальные напряжения от фундамента уменьшаются, а от вышележащих слоев грунта увеличиваются, то соответственно и деформации, вызываемые этими напряжениями, изменяются. Т.е. чем глубже, тем меньше будет влияние нагрузки от фундамента на осадку основания, к тому же на больших глубинах основание и так уже осело под постоянно действующей нагрузкой от вышележащих грунтов, конечно в том случае, если эти грунты находятся в таком состоянии достаточно давно, желательно тысячи или даже миллионы лет. Таким образом нет необходимости рассматривать толщу грунтов бесконечно большой высоты. Нижняя граница сжимаемой толщи принимается на глубине z = Hc, где выполняется условие σzq = 0.2σ (см. рис. 391.1).

Примечание: если нижняя граница сжимаемой толщи находится в грунте с модулем деформации Е 2 ) или такой слой залегает непосредственно ниже определенной глубины z = Hc, то нижняя граница сжимаемого слоя определяется, исходя из условия σzq = 0.1σ.

При этом изменение значения вертикальных напряжений в зависимости от глубины принимается согласно следующей расчетной схеме:

Рисунок 391.1 Схема распределения вертикальных напряжений в линейно-деформируемом полупространстве

DL – отметка планировки (уровень грунта после окончания строительства);

NL – отметка поверхности природного рельефа (уровень грунта до начала строительства);

FL – отметка подошвы фундамента;

WL – уровень подземных вод;

В.С – нижняя граница сжимаемой толщи, определяемая расчетом;

d и dn глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки и от поверхности природного рельефа;

b – ширина фундамента;

q – среднее давление под подошвой фундамента;

q – дополнительное давление на основание;

σ и σzγ, – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы;

σzq и σzq, – дополнительное вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы;

Нс – глубина сжимаемой толщи, определяемая расчетом.

6.

Так как на значение дополнительного вертикального напряжения кроме рассматриваемой в п.3 глубины также влияет ширина фундамента и рассматриваемая точка подошвы фундамента, то значение нагрузки от фундамента на рассматриваемой глубине z рекомендуется определять по следующим формулам:

σ zq = aq o (391.2.1)

а – коэффициент, принимаемый по таблице 391.1 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, равной: x = 2z/b при определении σzq и x = z/b при определении σzq,c. Приведенные в таблице 391.1 значения коэффициента а – результат достаточно сложных расчетов для модели линейно деформируемого полупространства, что позволяет проектировщику сэкономить множество времени, сил и вообще значительно упростить расчет (хотя поначалу так не кажется).

Таблица 391.1

qo = q – σzγ,0 – дополнительное вертикальное давление на основание (для фундаментов шириной b ≥ 10 м принимается q = q)

q – среднее давление под подошвой фундамента (среднее потому, что в зависимости от формы фундамент может рассматриваться как балка на упругом основании и для такой балки распределение давления по ширине подошвы может быть не равномерным. Таким образом принятие среднего значения также позволяет упростить расчеты).

szγ,0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента. При планировке срезкой принимается σzγ,0 = γ’d (в данном случае следует помнить, что рисунок 391.1 является схематическим и отметка поверхности рельефа может быть выше отметки планировки, а не ниже, как показано на рисунке), при отсутствии планировки и планировке подсыпкой σzγ,0 = γ’dn, где γ’ – удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента, d и dn – показаны на рис.391.1.

Примечания к таблице 391.1:

1. b – ширина или диаметр фундамента, l – длина фундамента.

2. Для фундаментов, имеющих подошву в форме правильного многоугольника с площадью F, значения a принимаются как для круглых фундаментов радиусом r = √ F/п .

3. Для промежуточных значений x и η коэффициент a определяется по интерполяции.

7.

Согласно вышеизложенному определение значения дополнительного вертикального напряжения в начале и конце рассматриваемого слоя грунта не представляет большой проблемы и в итоге определение осадки s выполняется методом послойного суммирования по следующей формуле:

(391.3)

β – безразмерный коэффициент, принимаемый равным 0.8.

σzq,i – среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней zi-1 и нижней zi границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента.

hi и Еi – соответственно высота и модуль упругости i-го слоя грунта.

n – количество рассматриваемых слоев основания.

8.

Чтобы определить высоту сжимаемого слоя грунта Нс, как правило составляется таблица, в которую вносятся значения дополнительного вертикального напряжения и напряжения от собственного веса грунта в начале и в конце рассматриваемого слоя (пример составления подобной таблицы приводится отдельно).

9.

Суммарная осадка, определенная по формуле 391.3, не должна превышать предельных значений, приведенных в таблице 391.2, т.е s ≤ šu:

Таблица 391.2

Вот в принципе и все основные положения, принимаемые при расчете осадки основания (и соответственно фундамента дома). Пример практического использования этих достаточно абстрактных формул и положений приводится отдельно.

А еще у Вас есть уникальная возможность помочь автору материально. После успешного завершения перевода откроется страница с благодарностью и адресом электронной почты. Если вы хотите задать вопрос, пожалуйста, воспользуйтесь этим адресом. Спасибо. Если страница не открылась, то скорее всего вы осуществили перевод с другого Яндекс-кошелька, но в любом случае волноваться не надо. Главное, при оформлении перевода точно указать свой e-mail и я обязательно с вами свяжусь. К тому же вы всегда можете добавить свой комментарий. Больше подробностей в статье “Записаться на прием к доктору”

Для терминалов номер Яндекс Кошелька 410012390761783

Для Украины – номер гривневой карты (Приватбанк) 5168 7422 0121 5641

Кошелек webmoney: R158114101090

Или: Z166164591614

Примечание: Возможно ваш вопрос, особенно если он касается расчета конструкций, так и не появится в общем списке или останется без ответа, даже если вы задатите его 20 раз подряд. Почему, достаточно подробно объясняется в статье “Записаться на прием к доктору” (ссылка в шапке сайта).

Сроки усадки фундамента и её появление

Усадка фундамента является неотъемлемым и необходимым процессом. Вполне естественно, что постройка после строительства слегка оседает, на поверхность оказывается давление в виде массы постройки, что и позволяет фундаменту оседать. Таким образом, она как бы фиксируется уже основательно на месте.

Причины и способы предотвращения

Усадка дома – явление неизбежное и порой неконтролируемое. Его не стоит опасаться. Срок усадки фундамента зависит от многих факторов, как внешних, так и касаемо самих материалов. Основными причинами считаются:

  1. Расширение или сжатие материалов, которые использовались в строительстве. Оно происходит из-за перепада температур.
  2. Высыхание или увлажнение материала.

Для избегания подобных неприятных ситуаций, в первую очередь проводится оценка грунта. Если вы хотите уберечь фундамент от оседания, нужно серьезно подойти к выводам специалистов, которые проводили оценку. По их заключению выбирается материал и место для строительства. В первую очередь, дом должен строиться в том месте, где нет большого скопления воды и грунтовых вод. Именно влага так негативно влияет на состояние фундамента.

Трещина на бетонном основании

Чтобы по максимуму себя обезопасить в данном вопросе, нужно произвести деформационные швы, которые позволят значительно повысить устойчивость к температурным перепадам. С их помощью также сокращается нагрузка на саму конструкцию.

Технология создания подобных швов заключается в следующем:

Усадка постройки может происходить еще из-за материалов. Она возникает вследствие неправильно выбранных средств, или по таким причинам, как:

  1. Кирпич, который использовался для строительства дома, обладает высокой степенью водопоглощения, вследствие чего приходит в непригодность. Таким образом, он не сможет все возложенные на него функции, его эксплуатационные свойства будут нарушены.
  2. Для кладки кирпичей используется специальный раствор, который позволяет осуществить это процесс. Если он разведен неправильно, он теряет свои свойства, вследствие чего он перестает выполнять свои эксплуатационные свойства.
  3. Когда осуществлялось строительство, были не совсем благоприятные погодные условия, которые могли повлиять на качество работы и материала. Особенно это касается снега и дождей.
  4. Дом расположен в месте повышенной влажности, что способствует его оседанию.

Основным и самым значимым в постройке является именно ее фундамент. Он него и зависит в большей степени, будет ли оседать постройка. Правильные расчеты и качественные материалы способны в полной мере предотвратить данное явление.

Ленточный армированный фундамент

Самым надежным принято считать именно ленточный. Он пользуется в наше время большой востребованностью, так как на его основе можно производить различные работы. Возводится двумя способами, такими как:

  1. Монолитный. По внешнему виду напоминает железнобетонную конструкцию, которая является цельнолитой. Зачастую такие конструкции выполняют на объекте.
  2. Вариант сбора. Представляет собой железнобетонные блоки, которые скрепляются специальным раствором из цемента с армированием.

По виду ленточный тип напоминает замкнутую конструкцию. Время усадки фундамента напрямую зависит от почвы, на которой он построен.

Изготовление подушки из щебня

Важным аспектом в строительстве служит именно грунт. Но не всегда предоставляется возможность осуществить строительство согласно выводам специалистов по геодезии. Зачастую стройка происходит на свободном месте, а если оно не совсем пригодно для этого в дальнейшем последует усадка фундамента. Для того чтобы этого избежать, изготавливается подушка под опору дома. Их существует три разновидности. Каждая из них выполняется из разного материала, такого как:

При выборе материала следует обратить внимание на такие показатели, как:

Для осуществления монтажа подушки на основе щебня потребуется щебень с фракцией 20-40 мм.

Работа с фундаментом

Инструкция монтажа включает соблюдение и выполнение такого ряда работ, как:

  1. Первым делом нужно насыпать один слой песка. Он не должен превышать 10-15 см. причем песок лучше выбирать крупнозернистый.
  2. Разровнять и тщательно утрамбовать.
  3. Далее засыпается слой щебня. Слой должен быть около 20-25 см.
  4. Разровнять и максимально уплотнить при помощи виброплиты.

Как и песок, щебень относится к недорогим материалам, что делает его еще более популярным и востребованным. Его можно применять при любой этажности дома.

Подушка на основе песка

Данный способ обладает такими преимуществами, как:

Недостатком является тот факт, что она не подходит для осуществления строительных работ из очень тяжелых материалов.

Основа из песка составляет примерно 20-25 см., она выравнивается и утрамбовывается. Для того чтобы лучше утрамбовать песок, нужно слегка увлажнить.

Для осуществления данного процесса потребуются такие инструменты и средства, как:

Если на месте высокий уровень грунтовых вод, первым делом устанавливается дренаж. Подушка из песка устанавливается непосредственно под фундамент. В основном она применяется для одноэтажных зданий, выполненных из легких материалов. Не рекомендуется ее использовать. Если в здании больше 1-2 этажей.

Бетонная основа

Бетонное основание считается самым надежным и крепким. Оно способно выдержать самые разнообразные нагрузки. Является универсальным. Из недостатков можно выделить его достаточно высокую стоимость.

Монтаж происходит в такой последовательности:

  1. Выравнивается и уплотняется грунт.
  2. Слоем в 10 см выкладывается щебень.
  3. Следом его необходимо утрамбовать при помощи виброплиты.
  4. Устанавливается опалубка. Ее можно сделать либо из деревянных досок, либо пластика.
  5. Производится заливка бетона.
  6. Утрамбовывается.

Выбор материала напрямую зависит от многих факторов. Здесь нельзя руководствоваться индивидуальными потребностями или пожеланиями. Универсальным принято считать бетон, он способен выдержать любой вес. Песок или щебень не менее качественные, но у них меньшая функциональность по сравнению с бетоном.

Особенности процесса

Усадка фундамента является естественным процессом. Но, бывают такие случаи, когда этот процесс выходит из под контроля, и фундамент разрушается под этим воздействием. Для предотвращения нежелательной усадки следует соблюдать некоторые правила, такие как:

    Непосредственно перед строительством дома нужно провести оценку грунта. Она осуществляется геодезистами, которые потом выдают свое заключение о типе земли. Исходя, их этих данных и выбирается материал для постройки. От правильно выбранного материала зависят такие факторы, как: безопасность, срок эксплуатации и целостность.

Многих интересует вопрос, сколько времени нужно на усадку? Зачастую это занимает от 25 до 45 дней. Длительность напрямую зависит от таких факторов, как:

  1. Глубина котлована.
  2. Качества используемых материалов.
  3. Влажности грунтов.
  4. Влажности воздуха.
  5. Время года.
  6. Температура.
  7. Качество бетона.

Усадка фундамента является вполне естественным процессом. При несоблюдении технических норм и правил, а также допуске ошибок при строительстве усадка может повлечь за собой появление трещин на стенах. Если такое случилось, мелкие трещинки можно заделать. Для этого нужно их расшить и замазать пространство цементом с песком. Песка необходимо брать в три раза больше, нежели цемента. Данные компоненты смешиваются, и этой консистенцией производится ремонт трещинок.

Если появилась значительная усадка, но в этом случае можно воспользоваться цементом и устранить проблему самостоятельно. Им следует заполнить пустое пространство в фундаменте. Если такая проблема произошла в частном доме, существует альтернативный вариант ее решения. Вокруг фундамента вырывается яма небольшой ширине. Глубина должна быть больше самого основания. В эту траншею заливается бетон. Таким образом, укрепляется фундамент, что не дает ему дальше оседать.

Читайте также:  Полировка фар своими руками

Фундамент является основой всей постройки. При его оседании возможно даже ее полное или частичное разрушение. Поэтому к данной проблеме следует крайне серьезно, исправить ошибки тяжелее, нежели их предотвратить. Это необходимо делать на этапе строительства самого фундамента и здания.

Варианты расчета осадки фундаментов методом послойного суммирования

Деформации строения происходят по причине опускания, крена или выгиба основания. Для предупреждения делают расчет осадки фундамента, при котором вычисляют величину оседания, кривизну наклона, очертания области проседания. По итогам геодезических исследований вычерчивают графики развития деформации, профили изменений по осям и уровням здания. Для сбора нагрузок вычерчивают эпюры, которые используют в расчете.

  1. Основные причины осадки фундамента
  2. Влияние грунтов на состояние опор для дома
  3. Методы определения осадки фундамента
  4. Послойное суммирование
  5. Эквивалентный слой
  6. Расчет при слоистом напластовании грунтов
  7. По методу Егорова
  8. Рекомендации по закладке бетона
  9. Расчет крена фундамента

Основные причины осадки фундамента

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.

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.

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:

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.

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:

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.

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:

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.

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:

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.

Расчет крена фундамента

Наклон опоры вызывается внецентренным действием внешних факторов (изгибающий момент) или влиянием рядом стоящих фундаментов. Крен может возникнуть от неоднородности почвы под подошвой. Формулы для расчета наклона основы строения регламентируются в СНиП 2.02.01 – 1983.

В расчет принимается деформационный модуль и коэффициент Пуассона:

Модуль искажения принимается по специальным таблицам для определенного вида грунта. Учитывается ширина и площадь подошвы фундамента, высчитывается абсолютное и добавочное давление на основание. Расчет ведется для стороны прямоугольной конструкции, в отношении которой работает изгибающий момент. Если в надземной части не предполагается деформационного поворота, расчет крена не делается.

Метод послойного суммирования при расчетах осадки фундаментов зданий

На данный момент существует большое количество различных расчетов нагрузок на фундаменты, на основании которых затем подбирается тип строительных материалов, размеры подошвы основания и прочие данные.

Метод послойного суммирования используется в тех случаях, когда нужно рассчитать осадку отдельно стоячего фундамента с учетом влияния внешних факторов и дополнительных грунтовых влияний.

Применение метода

Методом послойного суммирования рекомендуется пользоваться, если нужно определить не только основные факторы осадок, но и вторичные или дополнительные, возникающие только в конкретных ситуациях.

  1. Определить осадку отдельно стоячего фундамента или комплекта оснований, расположенных недалеко друг от друга или с ними состыкованных.
  2. Используется при расчетах оснований, сделанных из неоднородных материалов. Такие параметры отображаются в изменениях модуля деформации с возрастанием глубины залегания.
  3. Как правило, метод дает возможность рассчитать осадку сразу по нескольким вертикалям, причем тут можно опускать параметры угловых переменных, а использовать центральные или периферийные параметры. Но это возможно сделать только при условии, если фундамент имеет слои по всему своему периметру, их толщина и структура одинаковые.

Такие осадки часто возникают от соседних фундаментов, ведь с ростом нагрузки на площадку неизбежно возникают просадки почвы, особенно при использовании мощных тяжелых конструкций. Но тут часто проектировщики сталкиваются с проблемой именно создания этюдов осадок, ведь нужно четко определить по оси вертикали именно те силы, которые возникли от воздействия соседних оснований.

Порой сделать это очень сложно и приходится использовать эмпирические формулы. Тогда точки напряжения часто находят по методу угловых точек, и полученные результаты в некоторых случаях принимаются как оптимальные для данного слоистого фундамента.

Почему так важно рассчитывать осадку фундамента?

Некоторые фундаменты отличаются слабой прочностью на изгиб и деформацию за счет больших линейных размеров и небольшой продольной толщины. Как правило, метод послойного суммирования часто используют для расчетов ленточных фундаментов, ведь они не могут обеспечить максимально высокую нагрузку на единицу площади грунта, поэтому и осадка может возникать практически в любом месте вполне спонтанно.

Все расчеты, формулы и рекомендации подробно указаны в СНиП 2.02.01-83. Чтобы более подробно разобраться в методе, нужно попробовать рассчитать осадку ленточного фундамента на реальном примере.

Расчет осадки ленточного фундамента

Для примера можно взять ленточный фундамент, который имеет ширину 120 см (b ) и глубину залегания 180 см (d). Он устроен на трех слоях грунта. Общее давление под подошвой на почву составляет 285 кПа.

Каждый слой грунта имеет следующие показатели:

  1. Маловлажный грунт средней плотности и пористости, основной компонент – мелкозернистый песок, пористость е1= 0,65, плотность γ1 = 18,7 кН/м³, степень деформации Е1= 14,4 МПа.
  2. Второй слой более тонкий, состоит из крупнозернистого, насыщенного влагой песка. Его показатели, соответственно, составляют: е2 = 0,60, γ2 = 19,2 кН/м³ и Е2 = 18,6 МПа.
  3. Следующий слой – суглинок, параметры JL= 0,18, γ3 = 18,5 кН/м³ и Е3= 15,3 МПа.

По данным геодезической службы и топографической разведки, грунтовые воды в расчетном регионе расположены на глубине 3,8 метра, поэтому их влияние на основание можно считать практически нулевым.

Итак, учитывая, что метод послойного суммирования – это создание нескольких графических этюдов вертикального напряжения в грунтах, тогда пора их создать для расчета допустимой нагрузки на почву.

На поверхности земли σzg = 0, а вот на глубине 1,8 метра (уровень подошвы), σzg 0 = γ1d = 18,7Κ·1,8 = 33,66 кПа.

Теперь нужно рассчитать ординаты эпюры вертикального напряжения на стыках нескольких грунтовых слоев:

Также стоит учесть, что второй слой грунта насыщен водой, поэтому тут не обойтись без расчета допустимого давления столба воды:

Ysb2 = (Ys2-Yw)/(1 + e2) = (26.6 -10.0)/(+0.60 1) = 10, 38kPa

Теперь внимание. В примере четко указано, что третий слой грунта принимает на себя не только давление двух верхних слоев, но и столба воды, поэтому этими параметрами пренебрегать нельзя. Таким образом, напряжение по подошве фундамента будет рассчитано по формуле:

Дополнительное давление под подошвой:

Далее все параметры этюдов напряжения нужно выбирать с расчетных таблиц СНиПа. В итоге получается, что осадка S1 первого слоя песка будет составлять:

Осадка более крупного песка:

S3 = 0,8/ 15300(50 х 37,5+30 х 33,0) = 0,15 см

Полная осадка фундамента, посчитанная методом послойного суммирования, будет составлять:

S = S1 + S2 + S3 = 1,16 + 1,38 + 0,15 = 2,69 см

По параметрам, указанным в СНиП 2.02.01—83* для сооружений, возведенных на ленточных фундаментах с учетом указанных типов грунтов, параметр усадки соответствует норме.

Преимущества метода послойного суммирования

Среди недостатков стоит отметить сложность в расчетах, сделать их может только профессиональный строитель. Также этот метод сложен по времени, поэтому его используют при расчетах оснований для больших массивных зданий с глубоким залеганием подошвы. Для небольших частных домов метод не практикуется.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *